КОМАНДЫ МУЛЬТИПЛЕКСИРОВАНИЯ С КОДОВЫМ РАЗДЕЛЕНИЕМ В МУЛЬТИПЛЕКСНОМ КАНАЛЕ С КОДОВЫМ РАЗДЕЛЕНИЕМ
MULTIPLEXING COMMANDS WITH CODE DIVISION IN MULTIPLEX CODE DIVISION CHANNEL

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится, в общем, к беспроводной связи, а конкретнее - к новым и улучшенным способу и устройству для команд или сигналов мультиплексирования с кодовым разделением в мультиплексном канале с кодовым разделением.
Уровень техники
Системы беспроводной связи широко развертываются для обеспечения различных типов связи, к примеру передачи речи или данных. Эти системы могут быть основаны на множественном доступе с кодовым разделением каналов (МДКР) (CDMA), множественном доступе с временным разделением каналов (МДВР) (TDMA) или некоторых иных методах множественного доступа. Системы МДКР обеспечивают определенные преимущества над прочими типами систем, в том числе увеличенную пропускную способность системы.
Система МДКР может быть разработана для поддержки одного или нескольких стандартов, например: (1) «Стандарт TIA/EIA-95-В совместимости мобильной станции и базовой станции для двухрежимной широкополосной сотовой системы с расширенным спектром» (стандарт IS-95), (2) стандарт, предложенный консорциумом, названным «Проект партнерства 3-го поколения» (3GPP), и воплощенный в совокупности документов, в том числе в документах №№ 3G TS 25.211, 3G TS 25.212, 3G TS 25.213 и 3G TS 25.214 (стандарт ШМДКР), (3) стандарт, предложенный консорциумом, названным «Проект 2 партнерства 3-го поколения» (3GPP2), и воплощенный в «Стандарт TR45.5 физического уровня для систем cmda2000 с расширенным спектром» (стандарт IS-2000), и (4) некоторые другие стандарты.
В вышеназванных стандартах доступный спектр совместно используется одновременно несколькими пользователями, и для поддержания достаточного качества, чтобы обеспечивать чувствительные к задержке услуги, например речь, применяются такие методы, как управление мощностью и мягкая передача обслуживания. Доступны также услуги передачи данных. В последнее время предложены системы, которые увеличивают пропускную способность для услуг передачи данных за счет использования модуляции более высоких порядков, очень быстрой обратной связи по отношению несущей к помехе (Н/П) (C/I) от мобильной станции, очень быстрое планирование и планирование для услуг, которые имеют менее строгие требования по задержке. Примером такой системы связи для передачи только данных, использующей эти методы, является система с высокой скоростью передачи данных (ВСД) (HDR), которая отвечает стандарту TIA/EIA/IS-856 (стандарту IS-856).
По сравнению с прочими названными выше стандартами система IS-856 использует весь спектр, доступный в каждой ячейке, для передачи данных к единственному пользователю за один раз, выбранный на основании качества линии связи. При этом система затрачивает большую долю времени отправки данных на более высоких скоростях, когда канал хороший, а посредством этого избегает введения в работу ресурсов для поддержания передачи на неэффективных скоростях. Итогом является более высокая пропускная способность, более высокие пиковые скорости передачи данных и более высокая средняя производительность.
Системы могут включать в себя поддержку для чувствительных к задержке данных, таких как речевые каналы или каналы передачи данных, поддерживаемые стандартом IS-2000, вместе с поддержкой услуг передачи пакетных данных, таких как описанные в стандарте IS-856. Одна такая система описывается в предложении, поданном фирмами LG Electronics, LSI Logic, Lucent Technologies, Nortel Networks, QUALCOMM Incorporated и Samsung в Проект 2 партнерства 3-го поколения (3GPP2). Это предложение детализируется в документах, озаглавленных: «Обновленное совместное предложение физического уровня для 1xEV-DV», поданный в 3GPP2 11 июня 2001 в качестве документа № С50-20010611-009; «Результаты изучения моделирования L3NQS», поданный в 3GPP2 20 августа 2000 в качестве документа № С50-20010820-011; и «Результаты моделирования системы для рамочного предложения L3NQS для cdma2000 1xEV-DV», поданный в 3GPP2 20 августа 2001 в качестве документа № С50-20010820-012. Эти и выработанные вслед за ними связанные документы, такие как Ревизия С стандарта IS-2000, в том числе C.S0001.C - C.S0006.C, именуются здесь как предложение 1xEV-DV.
Чтобы скоординировать использование прямой и обратной линии связи эффективным образом, система по предложению 1xEV-DV, к примеру, может нуждаться в том, чтобы направить обратную связь от базовой станции к нескольким поддерживаемым мобильным станциям. Для такой обратной связи обычной является передача на одном или нескольких каналах управления. В системе МДКР такие каналы управления могут мультиплексироваться с другим каналом и (или) каналами передачи данных с помощью мультиплексирования с кодовым разделением (МКР) (CDM). Для того чтобы достичь множества мобильных станций канал управления традиционно используется с разделением времени для передачи в каждую из мобильных станций. Тем самым канал управления может мультиплексироваться с помощью мультиплексирования с временным разделением (МВР) (TDM), чтобы включать в себя сигналы или команды для множества мобильных станций. Получающийся канал управления МВР может затем передаваться вместе с другими каналами - будь то каналы управления, передачи речи или передачи данных - с помощью МКР. Одним примером такого МВР на канале МКР является канал управления мощностью в cdma2000.
Как общеизвестно в проектировании беспроводных систем, когда канал может передаваться с меньшей мощностью при той же самой надежности, пропускную способность системы можно улучшить. Таким образом, в технике имеется необходимость в более эффективных каналах управления. Далее, МВР на канале МКР может иметь требования к пиковой мощности, которые неэффективны или даже недостижимы при заданных проектных параметрах системы. Поэтому в технике имеется необходимость в каналах управления, которые могут достигать множества мобильных станций, тем самым обеспечивая эффективное использование совместных ресурсов связи при соответствии проектным ограничениям на пиковую мощность, а также снижая величину пропускной способности, выделенной на такой канал.
Сущность изобретения
Раскрытые здесь варианты осуществления обращены на необходимость эффективной сигнализации в множество мобильных станций. В одном варианте осуществления каждый из множества потоков символов кодируют одной из множества покрывающих последовательностей, покрытые потоки символов объединяют для формирования мультиплексированного сигнала с кодовым разделением (МКР), и этот МКР-сигнал покрывают далее другой покрывающей последовательностью для мультиплексирования с кодовым разделением с одним или несколькими дополнительными сигналами для передачи в удаленную станцию. В другом варианте осуществления множество МКР-сигналов формируют из покрытых потоков символов, и это множество МКР-сигналов мультиплексируют с временным разделением (МВР) перед дальнейшим покрытием. В других вариантах осуществления выполняют раскрытие и демультиплексирование для восстановления одного или нескольких потоков символов. Представлены также различные иные объекты. Эти объекты имеют преимущество от обеспечения эффективного использования пропускной способности обратной линии связи, от приспособления к различным требованиям, таким как малая задержка, высокая производительность или разное качество услуги, и от снижения непроизводительных затрат прямой и обратной линии связи для обеспечения этих преимуществ, избегая тем самым чрезмерной помехи и повышая пропускную способность.
Изобретение обеспечивает способы и системные элементы, которые реализуют различные объекты, варианты осуществления и признаки изобретения, как оно подробно описывается ниже.
Краткое описание чертежей
Признаки, природа и преимущества настоящего изобретения станут очевиднее из подробного описания, изложенного ниже, при чтении совместно с чертежами, на которых одинаковые ссылочные позиции определяют повсюду одни и те же элементы.
Фиг.1 является общей блок-схемой системы беспроводной связи, способной поддерживать несколько пользователей.
Фиг.2 показывает примерные мобильную станцию и базовую станцию, выполненные в системе, выполненной с возможностью передачи данных.
Фиг.3 является блок-схемой устройства беспроводной связи, такого как мобильная станция или базовая станция.
Фиг.4 показывает примерный вариант сигналов данных и управления для передачи по обратной линии связи.
Фиг.5 показывает существующий вариант осуществления части передатчика потока команд.
Фиг.6 показывает вариант осуществления МКР на кодере МКР для приема множества входных последовательностей, объединения их с помощью мультиплексирования с кодовым разделением и передачи объединенного сигнала вместе с другими сигналами МКР в одну или несколько мобильных станций.
Фиг.7А и фиг.7В показывают вариант осуществления, объединяющий методы МКР и МВР в МКР сигнале.
Фиг.8 показывает вариант осуществления, использующий повторение комбинаций.
Подробное описание
Фиг.1 представляет собой схему системы 100 беспроводной связи, которую можно построить для поддержки одного или нескольких стандартов и (или) конструкций МДКР (например, стандарт ШМДКР, стандарт IS-95, стандарт cdma2000, спецификация ВСД, предложение 1xEV-DV). В альтернативном варианте осуществления система 100 может дополнительно поддерживать любой беспроводный стандарт или проект, отличный от системы МДКР. В примерном варианте осуществления система 100 является системой 1xEV-DE.
Для простоты показано, что система 100 включает в себя три базовых станции 104, осуществляющих связь с двумя мобильными станциями 106. Базовая станция и ее зона охвата часто совместно именуются «ячейкой». В системах IS-95, cdma2000 или 1xEV-DV, к примеру, ячейка может включать в себя один или несколько секторов. Со спецификации ШМДКР каждый сектор базовой станции и зона охвата сектора называются ячейкой. Здесь выражение «базовая станция» может использоваться взаимозаменяемо с выражениями «пункт доступа» или «узел В». Выражение «мобильная станция» может использоваться взаимозаменяемо с выражениями «пользовательское оборудование» (ПО) (UE), «абонентский блок», «абонентская станция», «терминал доступа», «удаленный терминал» или другие известные в технике соответствующие выражения. Выражение «мобильная станция» охватывает и стационарные беспроводные применения.
В зависимости от того, как реализована система МДКР, каждая мобильная станция 106 может осуществлять связь с одной или, возможно, несколькими базовыми станциями 104 на прямой линии связи в любой заданный момент и может осуществлять связь с одной или несколькими базовыми станциями на обратной линии связи в зависимости от того, находится ли эта мобильная станция в режиме мягкой передачи обслуживания. «Прямая линия связи» (т.е. «нисходящая линия связи») относится к передаче от базовой станции в мобильную станцию, а «обратная линия связи» (т.е. «восходящая линия связи») относится к передаче от мобильной станции в базовую станцию.
Хотя описанные здесь различные варианты осуществления направлены на обеспечение сигналов обратной линии связи или прямой линии связи для поддержания передачи по обратной линии связи и некоторые из них могут быть хорошо приспособлены к природе передачи по обратной линии связи, специалисты поймут, что мобильные станции, равно как и базовые станции, могут быть выполнены для передачи данных, как описывается здесь, и что объекты настоящего изобретения также применимы и в этих ситуациях. Слово «примерный» используется здесь исключительно, чтобы означать «служащий в качестве примера, случая, для иллюстрации». Любой вариант осуществления, описанный здесь в качестве «примерного», не следует обязательно рассматривать как предпочтительный или преимущественный над остальными вариантами осуществления.
Передача данных по прямой линии связи и управление мощностью обратной линии связи в 1xEV-DV
Система 100, например одна из описанных в предложении 1xEV-DV, в общем случае содержит каналы прямой линии связи четырех классов: непроизводительные каналы, динамически изменяющиеся каналы IS-95 и IS-2000, прямой канал пакетных данных (ПКРД) (F-PDCH) и некоторые запасные каналы. Назначения непроизводительных каналов изменяются очень медленно, они могут месяцами оставаться неизменными. Как правило, они изменяются, когда происходят изменения основной сетевой конфигурации. Динамически изменяющиеся каналы IS-95 и IS-2000 выделяются по вызову или используются для пакетных услуг IS-95 или IS-2000 выпусков 0-В. Как правило, доступная мощность базовой станции, остающаяся после уже назначенных непроизводительных каналов и динамически изменяющихся каналов, выделяется для ПКРД для остальных услуг по передаче данных. ПКРД может использоваться для услуг по передаче данных, которые менее чувствительны к задержке, тогда как каналы IS-2000 используются для более чувствительных к задержке услуг.
ПКРД, аналогично каналу трафика в стандарте IS-2000, используется для отправки данных на наивысшей поддерживаемой скорости передачи данных к одному пользователю в каждой ячейке за раз. В IS-856 вся мощность базовой станции и все пространство функций Уолша доступно при передаче данных в мобильную станцию. Однако в предложенной системе 1xEV-DV некоторая мощность базовой станции и некоторые из функций Уолша выделяются непроизводительным каналам и существующим услугам IS-95 и cdma2000. Поддерживаемая скорость передачи данных зависит в первую очередь от доступной мощности и кодов Уолша после того, как мощность и коды Уолша назначены каналам непроизводительным, IS-95 и cdma2000. Передаваемые по ПКРД данные расширяются с помощью одного или нескольких кодов Уолша.
В предложении 1xEV-DV базовая станция в общем случае передает в мобильную станцию по ПКРД за раз, хотя в ячейке может быть много пользователей, пользующихся пакетными услугами. (Возможно также передавать двум или более пользователям путем планирования передач для двух или более пользователей и выделения мощности и (или) каналов Уолша каждому пользователю соответственно.) Мобильные станции выбираются для передачи по прямой линии на основании некоторого алгоритма планирования.
В системе, аналогичной IS-856 или 1xEV-DV, планирование частично основано на обратной связи качества канала от обслуживаемой мобильной станции. Например, в IS-856 мобильные станции оценивают качество прямой линии связи и вычисляют скорость передачи, которая предполагается неизменной для существующих условий. Желательная скорость от каждой мобильной станции передается в базовую станцию. Алгоритм планирования может выбирать, например, для передачи мобильную станцию, которая поддерживает относительно высокую скорость передачи, чтобы сделать более эффективным использование совместно используемого канала связи. В качестве другого примера в системе 1xEV-DV каждая мобильная станция передает оценку отношения несущей к помехе (Н/П) в качестве оценки качества канала на обратном канале индикатора качества канала или ОКИКК (R-CQICH). Алгоритм планирования используется для определения мобильной станции, выбранной для передачи, а также подходящей скорости и формата передачи в соответствии с качеством канала.
Как описано выше, система 100 беспроводной связи может поддерживать множество пользователей, которые одновременно используют ресурс связи, как и система IS-95, может выделять весь ресурс связи одному пользователю за раз, как и система IS-856, или может дробить ресурс связи, чтобы обеспечить оба типа доступа. Система 1xEV-DV является примером системы, которая разделяет ресурс связи между обоими типами доступа и динамически выделяет части согласно пользовательскому требованию. Далее дается краткий обзор того, как может быть выделен ресурс связи для удовлетворения разных пользователей в системах доступа обоих типов. Управление мощностью описывается для одновременного доступа многими пользователями, как и в каналах типа IS-95. Определение скорости и планирование обсуждаются для доступа с разделением времени многими пользователями, как и в системе IS-856, или только части данных, как и в системе типа 1xEV-DV (т.е. ПКРД).
Пропускная способность в такой системе, как система МДКР IS-95, частично определяется помехой, генерируемой при передаче сигналов к различным пользователям в системе и от них. Признак типичной системы МДКР состоит в кодировании модуляции сигналов для передачи к мобильной станции и от нее так, что сигналы выглядят как помехи для остальных мобильных станций. Например, на прямой линии качество канала между базовой станцией и одной мобильной станцией частично определяется помехой от других пользователей. Чтобы сохранять желательный уровень производительности при связи с мобильной станцией, мощность передачи, выделенная этой мобильной станции, должна быть достаточной для преодоления мощности, переданной другим мобильным станциям, обслуживаемым данной базовой станцией, а также проявляющихся в этом канале возмущений и ухудшения параметров. Таким образом, для повышения пропускной способности желательно передавать минимальную мощность, требуемую для каждой обслуживаемой мобильной станции.
В обычной системе МДКР, когда множество мобильных станций передают к базовой станции, желательно принимать множество сигналов мобильных станций на базовой станции на нормированном уровне мощности. Таким образом, например, система управления мощностью обратной линии может регулировать мощность передачи от каждой мобильной станции так, что сигналы от находящихся поблизости мобильных станций не будут перекрывать по мощности сигналы от более удаленных мобильных станций. Что же касается прямой линии, то удержание мощности передачи каждой мобильной станции на минимальном уровне мощности, требуемом для сохранения желательной производительности, позволяет оптимизировать пропускную способность в дополнение к прочим выигрышам от экономии мощности, таким как увеличенные времена разговора и резервирования, сниженные требования к аккумуляторам и т.п.
Пропускная способность в типичной системе МДКР, такой как IS-95, ограничивается среди прочего помехами от других пользователей. Помеха от других пользователей может быть снижена за счет использования управления мощностью. Общая характеристика системы, в том числе пропускная способность, качество речи, скорости передачи данных и производительность, зависит от станций, передающих на самом низком уровне мощности для сохранения желательного уровня характеристики, когда это возможно. Для достижения этого в технике известны разнообразные методы управления мощностью.
Один класс методов включает в себя управление мощностью в замкнутом контуре. Например, управление мощностью в замкнутом контуре может применяться на прямой линии связи. Такие системы могут использовать внутренний и внешний контуры управления мощностью в мобильной станции. Внешний контур определяет целевой уровень принимаемой мощности согласно желательной скорости принимаемых ошибок. К примеру, целевая скорость кадровых ошибок в 1% может быть заранее определена как желательная скорость ошибок. Внешний контур может обновлять целевой уровень принимаемой мощности на относительно медленной скорости, например, один раз на кадр или блок. В ответ на это внутренний контур посылает затем к базовой станции сообщения подъема или снижения в управлении мощностью до тех пор, пока принимаемая мощность не станет равна целевой. Эти команды управления мощностью по внутреннему контуру появляются относительно часто, чтобы быстро адаптировать передаваемую мощность к уровню, необходимому для достижения желательного отношения принимаемого сигнала к шуму и помехе для эффективной связи. Как описано выше, удержание мощности прямой линии связи для каждой мобильной станции на самом низком уровне снижает помеху от других пользователей, видимую на каждой мобильной станции, и позволяет резервировать оставшуюся доступную мощность передачи для других целей. В такой системе как IS-95 оставшаяся доступная мощность передачи может использоваться для поддержания связи с дополнительными пользователями. В такой системе как 1xEV-DV оставшаяся доступная мощность передачи может использоваться для поддержания дополнительных пользователей или для увеличения производительности части передачи только данных системы.
В системе передачи «только данных», такой как IS-856, или в части передачи «только данных» такой системы как 1xEV-DV, контур управления может применяться для управления передачей от базовой станции к мобильной станции с помощью временного разделения. Для ясности в нижеследующем обсуждении описывается передача к одной мобильной станции за раз. Это сделано для различения от системы одновременного доступа, примером которой является IS-95, или от различных каналов в cdma2000, или от системы 1xEV-DV. В этом месте необходимы два замечания.
Во-первых, выражение «только данные» или «канал передачи данных» может использоваться для различения канала от каналов IS-95 типа речевых или передачи данных (т.е. каналов одновременного доступа, использующих управление мощностью, как описано выше). Для специалистов будет очевидно, что описанные здесь каналы только данных или передачи данных могут использоваться для передачи данных любого вида, в том числе речи (например, речь по межсетевому протоколу или РПМП (VOID)). Пригодность любого конкретного варианта осуществления для частного типа данных может частично определяться требованиями к производительности, требованиями к запаздыванию и т.п.; специалисты сразу адаптируют различные варианты осуществления, комбинируя любой тип доступа с параметрами, выбранными для обеспечения желательных уровней запаздывания, производительности, качества услуги и т.п.
Во-вторых, часть передачи только данных в такой системе, как описанная для 1xEV-DV, которая описывается как разделение по времени ресурса связи, можно приспособить для обеспечения доступа на прямой линии связи к более чем одному пользователю одновременно. В приведенных здесь примерах, где ресурс связи описывается как разделяемый по времени для обеспечения связи с одной мобильной станцией или пользователем в течение некоторого периода, специалисты сразу приспособят эти примеры, чтобы обеспечить разделяемую по времени передачу к более чем одной мобильной станции или пользователя либо от более чем одной мобильной станции, или пользователя в том же самом временном периоде.
Типичная система передачи данных может включать в себя один или несколько каналов разных типов. Конкретнее, обычно применяются один или несколько каналов передачи данных. Обычно также применять один или несколько каналов управления, хотя в канал передачи данных может быть включена внутриканальная сигнализация управления. К примеру, в системе 1xEV-DV на прямой линии определяются прямой канал управления пакетными данными (ПКУПД) (F-PDCCH) и прямой канал пакетных данных (ПКРД) (F-PDCH) для передачи, соответственно, управления и данных.
Фиг.2 изображает примерные мобильную станцию 106 и базовую станцию 104 в системе 100, приспособленной для передачи данных. Базовая станция 104 и мобильная станция 106 показаны осуществляющими связь на прямой и обратной линии. Мобильная станция 106 принимает сигналы прямой линии в приемной подсистеме 220. Базовая станция 104, осуществляющая передачу прямых каналов данных и управления, детализированных ниже, может именоваться здесь как обслуживающая станция для мобильной станции 106. Примерная приемная подсистема подробно рассматривается далее в отношении фиг.3. Оценка несущей к помехе (Н/П) выполняется для сигнала прямой линии, принятого в мобильной станции 106 из обслуживающей базовой станции. Измерение Н/П является примером метрики качества канала, используемой в качестве канальной оценки, а в альтернативных вариантах осуществления могут применяться альтернативные метрики качества канала. Измерение Н/П подается в передающую подсистему 210 в базовой станции 104, пример которой подробно рассматривается ниже в отношении фиг.3.
Передающая подсистема 210 подает оценку Н/П по обратной линии связи, когда она доставляется к обслуживающей базовой станции. Отметим, что в ситуации мягкой передачи обслуживания, общеизвестной в технике, сигналы обратной линии связи, передаваемые от мобильной станции, могут приниматься одной или несколькими базовыми станциями, отличными от обслуживающей базовой станции, именуемыми здесь необслуживающими базовыми станциями. Приемная подсистема 220 на базовой станции 104 принимает информацию Н/П от мобильной станции 106.
Планировщик 240 на базовой станции 104 используется для определения того, как следует передавать данные к одной или нескольким мобильным станциям в зоне охвата обслуживающей ячейки. В объеме настоящего изобретения можно применять любой тип алгоритма планирования. Один пример раскрывается в заявке на патент США № 08/798.951, озаглавленной «Способ и устройство для планирования скорости прямой линии связи», поданной 11 февраля 1997, права на которую принадлежат заявителю по настоящему изобретению и которая включена сюда посредством ссылки.
В примерном варианте осуществления 1xEV-DV мобильная станция выбирается для передачи на прямой линии, когда измерение Н/П, принятое от этой мобильной станции, указывает, что данные можно передавать на определенной скорости. С точки зрения пропускной способности выгодно выбирать целевую мобильную станцию так, чтобы совместно используемый ресурс связи всегда использовался на своей максимально поддерживаемой скорости. Тем самым, выбранная типичная целевая мобильная станция может быть имеющей наибольшее сообщенное отношение Н/П. Другие факторы могут встраиваться в планировочное решение. Например, для различных пользователей могут быть сделаны гарантии минимального качества услуги. Может быть, что мобильная станция с относительно низким сообщенным Н/П выбирается для передачи, чтобы сохранить минимальную скорость переноса данных для этого пользователя.
В примерной системе 1xEV-DV планировщик 240 определяет, к какой мобильной станции вести передачу, а также скорость передачи данных, формат модуляции и уровень мощности для передачи. В альтернативном варианте осуществления, таком как система IS-856, например, решение о поддерживаемых скорости передачи/формате модуляции может быть принято на мобильной станции на основании качества канала, измеренного на мобильной станции, и формат передачи может быть передан к обслуживающей базовой станции вместо измерения Н/П. Специалисты сразу поймут множество комбинаций поддерживаемых скоростей передачи, форматов модуляции, уровней мощности и тому подобного, которые можно применять в объеме настоящего изобретения. Далее, хотя в описанных здесь разнообразных вариантах осуществления задачи планирования выполняются в базовой станции, в альтернативных вариантах осуществления некоторые или все процессы планирования могут происходить в мобильной станции.
Планировщик 240 направляет передающую подсистему 210 передавать к выбранной мобильной станции на прямой линии с использованием выбранных скорости передачи, формата модуляции, уровня мощности и тому подобного.
В примерном варианте осуществления сообщения на канале управления или ПКУПД передаются вместе с данными на канале передачи данных или ПКРД. Канал управления может использоваться для идентификации мобильной станции, принимающей данные на ПКРД, а также для идентификации остальных параметров связи, полезных в течение сеанса связи. Мобильная станция должна принять и демодулировать данные из ПКРД, когда ПКУПД указывает, что мобильная станция является целевой для этой передачи. Мобильная станция вслед за приемом таких данных отвечает на обратной линии сообщением, указывающим успех или неудачу этой передачи. В системах передачи данных обычно применяются общеизвестные в технике методы повторной передачи.
Мобильная станция может осуществлять связь с более чем одной базовой станцией, и это состояние известно как мягкая передача обслуживания. Мягкая передача обслуживания включает в себя множество секторов от одной базовой станции (или одной базовой подсистемы приема-передачи (БСПП) (BTS)), известная как более мягкая передача обслуживания, а также секторы от многих БСПП. В системе с одновременным совместным использованием ресурса связи, такой как IS-95, IS-2000, или в соответствующей части системы 1xEV-DV, мобильная станция может объединять в активный набор сигналы прямой линии связи, передаваемые из всех секторов. В системе с передачей только данных, такой как IS-856, или в соответствующей части системы 1xEV-DV мобильная станция принимает в одном активном наборе сигнал данных прямой линии связи от одной базовой станции, обслуживающей базовой станции (определенной согласно алгоритму выбора мобильной станции, такому как описанный в стандарте C.S0002.С). Другие сигналы прямой линии связи, примеры которых подробно рассматриваются ниже, могут также приниматься от необслуживающих базовых станций.
Сигналы обратной линии связи от мобильной станции могут приниматься во множестве базовых станций, и качество обратной линии связи в общем случае поддерживается для базовых станций в активном наборе. Сигналы обратной линии связи, принятые во множестве базовых станций, могут объединяться. В общем, мягкое объединение сигналов обратной линии связи от расположенных не вместе базовых станций потребовало бы значительной полосы пропускания в сетевой связи с очень малой задержкой и потому перечисленные выше примерные системы его не поддерживают. В более мягкой передаче обслуживания сигналы обратной линии связи, принятые во множестве мобильных секторов в единственной БСПП, могут объединяться без сетевой сигнализации. Хотя в объеме настоящего изобретения могут применяться любые типы объединения сигналов обратной линии связи, в описанных выше примерных системах управление мощностью обратной линии связи сохраняет качество, так что кадры обратной линии связи успешно декодируются в одной БСПП (разнесение переключения).
В системе одновременно используемого ресурса связи, такой как IS-95, IS-2000 или в соответствующей части системы 1xEV-DV, каждая базовая станция в режиме мягкой передачи обслуживания с мобильной станцией (т.е. в активном наборе мобильной станции) измеряет качество пилот-сигнала обратной линии связи этой мобильной станции и отправляет поток команд управления мощностью. В IS-95 или в пересмотре в IS-2000 каждый поток прореживается на прямой основной канал (ПОК) (F-FCH) или прямой выделенный канал управления (ПВКУ) (F-DCCH), если назначается любой из них. Поток команд для мобильной станции называется прямым подканалом управления мощностью (ППКУМ) (F-PCSCH) для этой мобильной станции. Мобильная станция принимает параллельные потоки команд ото всех своих членов активного набора для каждой базовой станции (множество секторов от одной БСПП, если все в активном наборе этой мобильной станции посылают одну и ту же команду к этой мобильной станции) и определяет, посылалась ли команда «поднять» или «понизить». Мобильная станция соответственно изменяет уровень мощности передачи обратной линии связи, используя правило «любая из понизить», т.е. уровень мощности передачи снижается, если принимается любая команда «понизить», и увеличивается в противном случае.
Уровень передаваемой мощности ППКУМ, как правило, связан с уровнем главного ПОК или ПВКУ, который переносит подканал. Уровень передаваемой мощности главного ПОК или ПВКУ на базовой станции определяется обратной связью от мобильной станции на обратном подканале управления мощностью (ОПУМ) (R-PCSCH), который занимает последнюю четверть обратного пилот-канала (ОПК) (R-PICH). Поскольку ПОК или ПВКУ из каждой базовой станции образует единый поток канальных кадров трафика, ОПУМ сообщает объединенные результаты декодирования этих ветвей. Стирания ПОК или ПВКУ определяют требуемую установочную точку Eb/Nt внешнего контура, что в свою очередь управляет командами внутреннего контура на ОПУМ, а тем самым и уровни передачи базовой станции для ПОК, ПВКУ, а также ОПУМ на них.
Вследствие потенциальной разности в потерях тракта обратной линии к каждой базовой станции от единственной мобильной станции при мягкой передаче обслуживания некоторые из базовых станций в активном наборе могут не принять ОПУМ надежно и могут не осуществлять правильное управление мощностью прямой линии связи для ПОК, ПВКУ и ОПУМ. Базовой станции может быть необходимо пересогласовать уровни передачи между собой, чтобы мобильная станция сохраняла преимущество пространственного разнесения при мягкой передаче обслуживания. В противном случае ветви прямой линии могут переносить мало энергии сигнала трафика или вообще не переносить ее из-за ошибок в обратной связи от мобильной станции.
Поскольку различным базовым станциям может понадобиться различная передаваемая мощность мобильной станции для одной и той же установочной точки или качества приема обратной линии связи, команды управления мощностью из разных базовых станций могут быть различны и их нельзя мягко объединить в МС. Когда в активный набор добавляются новые члены (т.е. от никакой мягкой передачи обслуживания до однопутной передачи, или от однопутной до двухпутной, и т.д.), передаваемая мощность ОПУМ увеличивается по отношению к его главному ПОК или ПВКУ. Это может быть следствием того, что последний имеет как большее пространственное разнесение (требуется меньшее общее отношение Eb/Nt), так и разделение нагрузки (меньшая энергия на ветвь), в то время как первый не имеет ничего.
В противоположность этому, в системе 1xEV-DV прямой общий канал управления мощностью (ПОКУМ) (F-CPCCH) передает команды управления мощностью обратной линии связи на мобильные станции без прямого основного канала (ПОК) или прямого выделенного канала управления (ПВКУ). В более ранних версиях предложения 1xEV-DV предполагалось, что уровень мощности передачи базовой станции для ПОКУМ определяется обратным каналом индикатора качества канала (ОКИКК) (R-CQICH), принятого из мобильной станции. ОКИКК может использоваться в планировании для определения соответствующего формата и скорости передачи прямой линии связи в ответ на измерения качества канала.
Однако, когда мобильная станция находится в состоянии мягкой передачи обслуживания, ОКИКК лишь сообщает качество пилот-канала прямой линии связи для сектора обслуживающей базовой станции и поэтому не может быть использован для непосредственного управления мощностью ОКИКК из необслуживающих базовых станций. Методы для этого раскрываются в заявке на патент США № 60/356.929, озаглавленной «Способ и устройство для управления мощностью прямой линии связи во время мягкой передачи обслуживания в системе связи», поданной 12 февраля 2002, права на которую принадлежат заявителю по настоящему изобретению и которая включена сюда посредством ссылки.
Примерные варианты осуществления базовой станции и мобильной станции
Фиг.3 представляет собой блок-схему устройства беспроводной связи, такого как мобильная станция 106 или базовая станция 104. Показанные в этом примерном варианте осуществления блоки будут в общем случае поднабором компонентов, включенных либо в базовую станцию 104, либо в мобильную станцию 106. Специалисты сразу приспособят вариант осуществления, показанный на фиг.3, для использования в конфигурациях с любым числом базовых станций или мобильных станций.
Сигналы принимаются антенной 310 и подаются в приемник 320. Приемник 320 выполняет обработку согласно одному или нескольким стандартам беспроводной системы, таким как перечисленные выше стандарты. Приемник 320 выполняет разнообразную обработку, к примеру преобразование радиочастоты в основную полосу частот, усиление, аналого-цифровое преобразование, фильтрацию и т.п. В технике известны различные методы для приема. Приемник 320 может использоваться для измерения качества канала прямой или обратной линии связи, когда устройством является, соответственно, мобильная станция или базовая станция, хотя для ясности обсуждения показан отдельный блок 335 оценки качества канала, детализированный ниже.
Сигналы из приемника 320 демодулируются в демодуляторе 325 согласно одному или нескольким стандартам связи. В примерном варианте осуществления применяется демодулятор, способный демодулировать сигналы 1xEV-DV. В альтернативных вариантах осуществления могут поддерживаться альтернативные стандарты, и варианты осуществления могут поддерживать множество форматов связи. Демодулятор 325 может выполнять многоотводный («гребенчатый») (rake) прием, коррекцию, объединение, деперемежение, декодирование и различные иные функции, как того требует формат принимаемых сигналов. В технике известны различные методы демодуляции. В базовой станции 104 демодулятор 325 будет демодулировать согласно обратной линии. В мобильной станции 106 демодулятор 325 будет демодулировать согласно прямой линии. Как канал передачи данных, так и канал управления, описанные здесь, являются примерами каналов, которые можно принимать и демодулировать в приемнике 320 и демодуляторе 325. Демодуляция прямого канала передачи данных будет происходить в соответствии с сигнализацией на канале управления, как описано выше. В описанных ниже различных примерных вариантах осуществления демодулятор 325 может включать в себя один или несколько блоков сужения по спектру для декодирования МКР сигналов, которые покрыты покрывающей последовательностью. Демодулятор 325 может также включать в себя демультиплексоры для демультиплексирования сигналов МВР.
Декодер 330 сообщений принимает демодулированные данные и выделяет сигналы или сообщения, направленные к мобильной станции 106 или к базовой станции 104 на прямой или обратной линиях связи, соответственно. Декодер 330 сообщений декодирует разные сообщения, используемые при установке, сохранении и завершении вызова (в том числе сеансов передачи речи или данных) в системе. Сообщения могут включать в себя индикаторы качества канала, такие как измерения Н/П, сообщения управления мощностью или сообщения канала управления, используемые для демодуляции прямого канала передачи данных. Различные иные типы сообщений известны в технике и могут конкретизироваться в разных поддерживаемых стандартах связи. Эти сообщения подаются в процессор 350 для использования в последующей обработке. Некоторые или все из функций декодера 330 сообщений могут выполняться в процессоре 350, хотя для ясности обсуждения показан дискретный блок. Альтернативно, демодулятор 325 может декодировать некоторую информацию и посылать ее непосредственно к процессору 350 (примерами являются однобитовое сообщение вроде ACK/NAK или команда поднять/понизить мощность). Примерный командный сигнал, прямой канал общего подтверждения (ПКОП) (F-CACKCH) используется ниже для описания различных вариантов осуществления.
Блок 335 оценки качества канала соединяется с приемником 320 и используется для проведения различных оценок уровня мощности для использования в описанных здесь процедурах, равно как и для использования в различных других обработках, используемых в связи, например в демодуляции. В мобильной станции 106 могут проводиться измерения Н/П. Помимо этого, в блоке 335 оценки качества канала в данном варианте осуществления могут проводиться измерения любых сигналов или каналов, используемых в системе. Как более полно описывается ниже, другим примером являются каналы управления мощностью. В базовой станции 104 или мобильной станции 106 могут проводиться оценки мощности сигнала, такой как принимаемая мощность пилот-канала. Блок 335 оценки качества канала показан в качестве дискретного блока только для ясности обсуждения. Общепринято, что такой блок встраивается в другой блок, такой как приемник 320 или демодулятор 325. Можно выполнять разные типы оценок мощности сигнала в зависимости от того, какой сигнал или какой тип системы оценивается. В общем, любой тип оценки метрики качества канала может применяться взамен блока 335 оценки качества канала в объеме настоящего изобретения. В базовой станции 104 оценки качества канала подаются в процессор 350 для использования в планировании или определении качества обратной линии связи, как описывается ниже. Оценки качества канала могут использоваться, чтобы определять, требуются ли команды повысить мощность или понизить мощность для приведения мощности либо прямой, или обратной линии связи к желательной установочной точке. Эта желательная установочная точка может быть определена механизмом управления мощностью во внешнем контуре, как описано выше.
Сигналы передаются через антенну 310. Передаваемые сигналы форматируются в передатчике 370 согласно одному или нескольким стандартам беспроводной системы, таким как перечисленные выше. Примерами компонентов, которые могут быть включены в передатчик 370, являются усилители, фильтры, цифро-аналоговые преобразователи (ЦАП), преобразователи на радиочастоту (РЧ) (RF) и т.п. Данные для передачи подаются в передатчик 370 модулятором 365. Каналы передачи данных и управления могут форматироваться для передачи в соответствии с множеством форматов. Данные для передачи на канале передачи данных прямой линии связи могут форматироваться в модуляторе 365 согласно скорости и формату модуляции, указанным алгоритмом планирования в соответствии с Н/П или иным измерением качества канала. Планировщик, например планировщик 240, описанный выше, может располагаться в процессоре 350. Аналогично, передатчик 370 может быть направлен на передачу с уровнем мощности в соответствии алгоритмом планирования. Примеры компонентов, которые можно включать в модулятор 365, содержат кодеры, перемежители, расширители и модуляторы различных типов. Кодеры МКР и МВР описываются ниже в различных вариантах осуществления. Проект обратной линии связи, включающий примерные форматы модуляции и управление доступом, подходящие к применению в системе 1xDV-EV, также описывается ниже.
Генератор 360 сообщений может использоваться для подготовки сообщений различных видов, как описано здесь. К примеру, сообщения Н/П могут генерироваться в мобильной станции для передачи на обратной линии связи. Различные типы сообщений управления могут генерироваться либо в базовой станции 104, либо в мобильной станции 106 для передачи, соответственно, на прямой и обратной линиях связи, соответственно. К примеру, ниже описываются сообщения запроса и сообщения разрешения для планирования передачи данных обратной линии связи для генерирования в мобильной станции или базовой станции, соответственно.
Данные, принятые и демодулированные в демодуляторе 325, могут подаваться в процессор 350 для использования в передаче речи или данных, а также для различных иных компонентов. Аналогично, данные для передачи могут направляться в модулятор 365 и передатчик 370 из процессора 350. Например, различные приложения данных могут присутствовать в процессоре 350 или другом процессоре, включенном в устройство 104 или 106 беспроводной связи (не показано). Базовая станция 104 может соединяться через иное, не показанное оборудование с одной или несколькими внешними сетями, такими как интернет (не показан). Мобильная станция 106 может включать в себя линию связи к внешнему устройству, такому как портативный компьютер (не показан).
Процессор 350 может быть универсальным микропроцессором, цифровым сигнальным процессором (ЦСП) (DSP) или процессором специального назначения. Процессор 350 может выполнять некоторые или все функции приемника 320, демодулятора 325, декодера 330 сообщений, блока 335 оценки качества канала, генератора 360 сообщений, модулятора 365 или передатчика 370, а также любой другой обработки, требуемой устройством беспроводной связи. Процессор 350 может быть соединен с аппаратным обеспечением специального назначения для помощи в этих задачах (подробности не показаны). Приложения речи и данных могут быть внешними, такими как подключенный извне переносной компьютер или соединения с сетью, могут прогоняться на дополнительном процессоре в устройстве 104 или 106 беспроводной связи (не показано), или могут прогоняться на самом процессоре 350. Процессор 350 соединяется с памятью 355, которую можно использовать для хранения данных, а также команд для выполнения различных процедур и способов, описанных здесь. Специалисты сразу поймут, что память 355 может состоять из одного или нескольких компонентов памяти разных типов, которые можно осуществлять в целом или частично в процессоре 350.
Рассмотрение проекта обратной линии связи 1xEV-DV
В данном разделе описываются различные факторы в проекте примерного варианта осуществления обратной линии связи в системе беспроводной связи. Во многих вариантах осуществления, описанных более подробно в следующих разделах, используются сигналы, параметры и процедуры, связанные со стандартом 1xEV-DV. Этот стандарт описывается только для целей иллюстрации, т.к. каждый из описанных здесь объектов и их сочетания могут применяться к любому числу систем связи в объеме настоящего изобретения. Этот раздел служит в качестве частичного итога различных объектов изобретения, хотя он и не является исчерпывающим. Примерные варианты осуществления раскрываются более подробно в последующих разделах ниже, где описываются дополнительные объекты.
Во многих случаях пропускная способность обратной линии связи ограничена помехами. Базовые станции выделяют доступные ресурсы связи обратной линии к мобильным станциям для эффективного использования, чтобы максимизировать производительность в соответствии с требованиями качества услуги (КУ) (QoS) для разных мобильных станций.
Максимизация использования ресурса связи обратной линии связи вовлекает несколько факторов. Одним рассматриваемым фактором является смесь запланированных передач обратной линии связи от разных мобильных станций, каждая из которых может проявлять переменное качество канала в данный момент времени. Чтобы увеличить общую производительность (агрегированные данные, передаваемые всеми мобильными станциями в ячейке), желательно полностью использовать всю обратную линию связи, когда бы данные ни посылались по обратной линии связи. Чтобы заполнить доступную пропускную способность, мобильным станциям может предоставляться доступ на наивысшей скорости передачи, которую они могут поддерживать, и пока не достигнута пропускная способность, доступ может предоставляться дополнительным мобильным станциям. Одним фактором, который может учитывать базовая станция при принятии решения, каким мобильным станциям, планировать, является максимальная скорость, которую каждая мобильная станция может поддерживать, и объем данных, который каждая мобильная станция должна посылать. Мобильная станция, способная к более высокой производительности, может быть выбрана вместо альтернативной мобильной станции, канал которой не поддерживает более высокую производительность.
Другим фактором, который надо учитывать, является качество услуги, требуемой каждой мобильной станцией. Хотя может быть допустимым задержать доступ для одной мобильной станции в надежде, что канал улучшится, выбирая вместо этого более приемлемую мобильную станцию, может оказаться, что субоптимальные мобильные станции могут нуждаться в разрешении доступа для соответствия гарантиям минимального качества услуги. Таким образом, запланированная производительность данных может быть не абсолютно максимальной, а максимизированной с учетом канальных состояний, доступной мощности передачи мобильной станции и требованиям услуги. Для любой конфигурации желательно снижать отношение сигнала к шуму для выбранной смеси.
Ниже описываются различные механизмы планирования для обеспечения возможности мобильной станции передавать данные на обратной линии связи. Один класс передачи обратной линии связи вовлекает мобильную станцию, делающую запрос на передачу на обратной линии связи. Базовая станция определяет, доступны ли ресурсы для удовлетворения этого запроса. Может быть сделано разрешение, чтобы разрешить передачу. Это квитирование между мобильной станцией и базовой станцией вводит задержку перед тем, как можно передавать данные обратной линии связи. Для некоторых классов данных обратной линии связи эта задержка может быть приемлемой. Другие классы могут быть чувствительны к задержке, и альтернативные методы для передачи обратной линии связи подробно описываются ниже для устранения задержки.
Помимо этого, ресурсы обратной линии связи расширяются, чтобы сделать запрос на передачу, а ресурсы прямой линии связи расширяются для ответа на этот запрос, т.е. передачи разрешения. Когда качество канала мобильной станции низкое, т.е. низкая геометрия или глубокие замирания, мощность, требуемая на прямой линии связи, чтобы достичь мобильной станции, может быть относительно высокой. Ниже подробно описываются различные методы для снижения числа или требуемой мощности передачи запросов и разрешений, требуемых для передачи данных обратной линии связи.
Чтобы избежать задержки, вводимой квитированием запроса/разрешения, а также чтобы сохранить ресурсы прямой и обратной линии связи, требуемые для их поддержания, поддерживается режим автономной передачи обратной линии связи. Мобильная станция может передавать данные на ограниченной скорости на обратной линии связи без запроса или ожидания разрешения.
Базовая станция выделяет часть пропускной способности обратной линии связи одной или нескольким мобильным станциям. Мобильной станции, которой разрешен доступ, предоставляется максимальный уровень мощности. В описанных здесь примерных вариантах осуществления ресурс обратной линии связи выделяется с помощью отношения трафика к пилоту (Т/П) (Т/Р). Поскольку пилот-сигнал каждой мобильной станции адаптивно управляется через управление мощностью, определение отношения Т/П указывает доступную мощность для использования при передаче данных на обратной линии связи. Базовая станция может сделать конкретное разрешение одной или нескольким мобильным станциям, указывая значение Т/П, специфичное для каждой мобильной станции. Базовая станция может также сделать общее разрешение остальным мобильным станциям, которые запросили доступ, указывая максимальное значение Т/П, которое разрешается этим остальным мобильным станциям для передачи. Автономная и планируемая передача, как и индивидуальное и общее разрешения подробно описываются ниже.
В технике известны различные алгоритмы планирования - а еще больше предстоит разработать - которые можно использовать для определения различных конкретных и общих значений Т/П для разрешений в соответствии с числом зарегистрированных мобильных станций, вероятностью автономной передачи мобильными станциями, числом и размером ожидающих исполнения запросов, ожидаемым средним откликом на разрешения и любым числом прочих факторов. В одном примере выбор делается на основании приоритета КУ, эффективности и достижимой производительности из набора запрашивающих мобильных станций. Один примерный метод планирования раскрывается в совместно поданной предварительной заявке на патент США № 60/439.989, озаглавленной «Система и способ для масштабируемого по времени основанного на приоритете планировщика», поданной 13 января 2003, права на которую принадлежат заявителю по настоящему изобретению, которая имеет регистрационный номер поверенного № РА030159, и которая включена сюда посредством ссылки. Дополнительные ссылки включают в себя патент США № 5.914.950, озаглавленный «Способ и устройство для планирования скорости обратной линии связи», и патент США № 5.923.650, также озаглавленный «Способ и устройство для планирования скорости обратной линии связи», права на обе которых принадлежат заявителю по настоящему изобретению и которые включены сюда посредством ссылки.
Мобильная станция может передавать пакет данных с помощью одного или нескольких субпакетов, где каждый субпакет содержит полную пакетную информацию (каждый субпакет необязательно кодируется идентично, т.к. для разных субпакетов может применяться разное кодирование или избыточность). Чтобы обеспечить надежную передачу, могут применяться методы повторной передачи, например, автоматический запрос повторной передачи (ARQ). Таким образом, если первый субпакет принимается без ошибки (к примеру с помощью ЦИК - циклического избыточного кода (CRC)), к мобильной станции посылается положительное подтверждение (АСК), и никаких дополнительных субпакетов не будет отправляться (напомним, что каждый субпакет содержит полную пакетную информацию, в том или ином виде). Если первый субпакет не принят правильно, тогда к мобильной станции посылается сигналотрицательное подтверждение (NACK), и будет передаваться второй субпакет. Базовая станция может объединить энергию двух субпакетов и попытаться декодировать. Этот процесс может повторяться неопределенно долго, хотя общепринято определять максимальное число субпакетов. В описанных здесь примерных вариантах осуществления может передаваться до четырех субпакетов. Таким образом, вероятность правильного приема возрастает по мере приема дополнительных субпакетов. (Отметим, что третий отклик от базовой станции - подтверждение и продолжение - полезен для снижения издержек запроса / разрешения. Эта опция подробно описывается ниже).
Как только что описано, мобильная станция может достичь компромисса между производительностью и запаздыванием при принятии решения о том, использовать ли автономный перенос для передачи данных с низким запаздыванием или запрашивать перенос с более высокой скоростью и ожидать общего или конкретного разрешения. Помимо этого, для заданного Т/П мобильная станция может выбирать скорость передачи данных, чтобы удовлетворять запаздыванию или производительности. Например, мобильная станция с относительно малым числом битов для передачи может принять решение, что запаздывание желательно. Для достижимого Т/П (вероятно, в этом примере автономная передача максимальна, но может также быть конкретное или общее Т/П разрешения) мобильная станция может выбрать скорость и формат модуляции так, что вероятность правильного приема первого субпакета базовой станцией высока. Хотя повторная передача будет доступна при необходимости, похоже, что эта мобильная станция будет способна передать свои биты данных в одном субпакете. В описанных здесь примерных вариантах осуществления каждый субпакет передается в течение 5 мс. Поэтому в данном примере мобильная станция может осуществить немедленный автономный перенос, который, по всей видимости, будет приниматься на базовой станции вслед за интервалом в 5 мс. Отметим, что мобильная станция может, альтернативно, использовать доступность дополнительных субпакетов для увеличения объема данных, передаваемых для заданного Т/П. Итак, мобильная станция может выбрать автономный перенос для снижения запаздывания, связанного с запросами и разрешениями, а может дополнительно привести производительность в соответствие конкретному Т/П, чтобы минимизировать число требуемых субпакетов (а следовательно, и запаздывание). Даже если выбирается полное число субпакетов, автономный перенос будет иметь более низкое запаздывание, нежели запрос и разрешение, для относительно малых переносов данных. Специалисты поймут, что по мере роста объема подлежащих передаче данных, требующего множество пакетов для передачи, общее запаздывание можно снизить переключением на запрос и разрешение, поскольку штраф за запрос и разрешение будет в зависимости от обстоятельств скомпенсирован увеличением производительности более высокой скорости передачи данных по множеству пакетов. Этот процесс подробно описывается ниже с примерным набором скоростей и форматов передачи, которые могут быть связаны с назначениями при разных Т/П.
Мобильные станции в переменных местоположениях в ячейке и перемещающиеся с разными скоростями, будут создавать переменные канальные условия. Управление мощностью используется для поддержания сигналов обратной линии связи. Мощность пилот-сигнала, принятого на базовой станции, может быть мощностью, управляемой так, чтобы она была приблизительно равной от разных мобильных станций. Затем, как описано выше, отношение Т/П является индикатором величины ресурса связи, используемого во время передачи обратной линии связи. Желательно поддерживать должный баланс между пилот-сигналом и трафиком для заданной мощности передачи в мобильной станции, скорости передачи и формата модуляции.
Передача данных обратной линии связи
Обратная линия связи в общем случае совершенно отлична от прямой линии связи. Это проистекает из нескольких причин. На прямой линии связи нужна дополнительная мощность, чтобы передавать из множества ячеек на обратной линии связи, прием из большего числа ячеек снижает требуемую величину мощности передачи. На обратной линии связи всегда имеется множество антенн, принимающих мобильную станцию. Это может смягчить некоторые из сильных замираний, которые часто случаются на прямой линии связи.
Когда мобильная станция находится в пограничной области между множеством ячеек, отношение Ec/Io будет сильно меняться вследствие замираний других ячеек. На обратной линии связи изменение помехи не настолько сильно, т.к. любое изменение происходит из-за вариации в сумме принятой мощности всех мобильных станций, которые передают на обратной линии связи и у которых у всех осуществляется управление мощностью.
Мобильная станция ограничивается по мощности на обратной линии связи. Тем самым, мобильная станция может время от времени оказаться неспособной передавать на очень высокой скорости в зависимости от канальных условий.
Мобильная станция может быть неспособна принимать прямую линию связи от базовой станции, которая принимала передачу обратной линии связи мобильной станции. В результате, если мобильная станция полагается на передачу сигнализации - к примеру подтверждения - от базовой станции, то надежность этой сигнализации может быть низкой.
Одной целью проектирования обратной линии является поддержание повышения над температурой (RoT) на базовой станции относительно постоянным все время, пока должны передаваться данные обратной линии. Передача на канале передачи данных обратной линии происходит в двух различных режимах.
Автономная передача. Этот случай используется для трафика, требующего низкую задержку. Мобильной станции разрешается передавать немедленно вплоть до некоторой скорости передачи, определяемой обслуживающей базовой станцией (т.е. той базовой станцией, к которой мобильная станция направляет свой индикатор качества канала (ИКК) (CQI)). Обслуживающая базовая станция именуется также как планирующая базовая станция или предоставляющая базовая станция. Максимальная разрешенная скорость передачи для автономной передачи может динамически сигнализироваться обслуживающей базовой станцией на основании загрузки системы, перегруженности и т.д.
Планируемая передача. Мобильная станция посылает оценки размера своего буфера, доступной мощности и иных параметров. Базовая станция определяет, когда мобильной станции разрешается передавать. Назначение планировщика состоит в ограничении числа одновременных передач, за счет чего снижается помеха между мобильными станциями. Планировщик может попытаться заставить мобильные станции в областях между ячейками передавать на более низких скоростях, чтобы снизить помеху к соседним ячейкам и тесно управлять RoT для предохранения качества речи на R-FCH, обратной связи DV на ОКИКК и подтверждений (R-ACKCH), а также стабильности системы.
Различные варианты осуществления, подробно описанные здесь, содержат один или несколько признаков, спроектированных для улучшения производительности, пропускной способности и общей системной характеристики обратной линии в системе беспроводной связи. Только для целей иллюстрации описывается часть данных системы 1xEV-DV, в частности оптимизация передачи разными мобильными станциями на усовершенствованном обратном дополнительном канале (УОДК) (R-ESCH). Различные каналы прямой и обратной линии, используемые в одном или нескольких примерных вариантах осуществления, подробно описываются с этом разделе. Эти каналы представляют собой в общем случае поднабор каналов, используемых в системе связи.
Фиг.4 показывает примерный вариант осуществления данных и сигналов управления для передачи данных обратной линии связи. Мобильная станция 106 показана осуществляющей связь по разным каналам, причем каждый канал соединяется с одной или несколькими базовыми станциями 104А-104С. Базовая станция 104А помечена как планирующая базовая станция. Остальные базовые станции 104В и 104С являются частью активного набора мобильной станции 106. Показаны четыре типа сигналов обратной линии и два типа сигналов прямой линии связи. Они описываются ниже.
Обратный канал запроса
Обратный канал запроса (ОКЗ) (R-REQCH) используется мобильной станцией, чтобы запрашивать от планирующей базовой станции передачу данных обратной линии связи. В примерном варианте осуществления запрашивается передача на УОДК. В примерном варианте осуществления запрос на ОКЗ включает в себя отношение Т/П, которое может поддерживать мобильная станция, переменное согласно изменению канальных условий, и размер буфера (т.е. объем данных, ожидающих передачи). Запрос может также определять качество услуги (КУ) для данных, ожидающих передачи. Отметим, что мобильная станция может иметь единственный уровень КУ для мобильной станции или, альтернативно, различные уровни КУ для различных типов данных. Протоколы более высоких уровней могут указывать КУ или иные желательные параметры (такие как требования к запаздыванию или производительности) для разных услуг по передаче данных. В альтернативном варианте осуществления обратный выделенный канал управления (ОВКУ) (R-DCCH), используемый совместно с другими сигналами обратной линии, такими как обратный основной канал (ООК) (R-FCH) (используемый, например, для речевых услуг), может использоваться для выполнения запросов доступа. В общем, запросы доступа могут описываться как содержащие логический канал, т.е. обратный канал запроса расписания (ОКЗР) (R-SRCH), который может отображаться на существующий физический канал, такой как ПВКУ. Примерный вариант осуществления имеет обратную совместимость с существующими системами cdma2000, такими как cdma2000, а ОКЗ представляет собой физический канал, который может применяться в отсутствие либо ООК, либо ПВКУ. Для ясности, выражение «ОКЗ» используется для описания канала запроса доступа в описаниях здешних вариантов осуществления, хотя специалисты сразу расширят эти принципы на любой тип системы запроса доступа, будет ли канал запроса доступа логическим или физическим. ОКЗ может быть закрыт до тех пор, пока не потребуется запрос, тем самым снижая помехи и экономя пропускную способность системы.
В примерном варианте осуществления ОКЗ имеет 12 битов ввода, которые состоят из следующего: 4 бита для определения максимального отношения Т/П в УОДК, которое может поддерживать мобильная станция, 4 бита для определения объема данных в буфере мобильной станции и 4 бита для определения КУ. Специалисты сразу поймут, что число битов и различные другие поля могут быть включены в альтернативные варианты осуществления.
Прямой канал разрешения
х
Прямой канал разрешения (ПКР) (F-GCH) передается из планирующей базовой станции к мобильной станции. ПКР может состоять из множества каналов. В примерном варианте осуществления общий канал ПКР применяется для выполнения общих разрешений, а один или несколько индивидуальных каналов ПКР применяются для выполнения индивидуальных разрешений. Разрешения выполняются планирующей базовой станцией в ответ на один или несколько запросов от одной или нескольких мобильных станций на их соответствующих ОКЗ. Каналы разрешения могут помечаться как КР, где подстрочный индекс х указывает номер канала. Канальный номер 0 может использоваться для указания общего канала разрешения. Если применяются N индивидуальных каналов, индекс х может изменяться от 1 до N.
Индивидуальное разрешение может выполняться для одной или нескольких мобильных станций, каждое из которых дает разрешение указанной мобильной станции передавать на УОДК при определенном или более низком отношении Т/П. Выполнение разрешений на прямой линии связи естественным образом введет служебную информацию, которая использует часть пропускной способности прямой линии. Различные опции для уменьшения служебной информации, связанной с разрешениями, подробно описываются здесь, а другие опции могут быть очевидны для специалистов в свете представленного здесь рассмотрения.
Один момент состоит в том, что мобильные станции будут так приспособлены, чтобы каждая проявляла переменное качество канала. Тем самым, к примеру, мобильной станции высокой геометрии с хорошим прямым и обратным каналом может быть нужна относительно низкая мощность для сигнала разрешения, и она, по всей видимости, будет способна получить преимущество от высокой скорости передачи данных, а следовательно, ей желательно индивидуальное разрешение. Мобильной станции с низкой геометрией или испытывающей глубокие замирания может потребоваться значительно большая мощность для надежного приема индивидуального разрешения. Такая мобильная станция может быть не самым лучшим кандидатом для индивидуального разрешения. Общее разрешение для этой мобильной станции, подробно описанное ниже, может быть менее дорогостоящим в служебной информации прямой линии.
В примерном варианте осуществления несколько индивидуальных каналов ПКР применяются для обеспечения соответствующего числа индивидуальных разрешений в конкретное время. Каналы ПКР мультиплексируются с кодовым разделением. Это облегчает способность передавать каждое разрешение на уровне мощности, требуемом для достижения только конкретной предназначенной мобильной станции. В альтернативном варианте осуществления может применяться единственный индивидуальный канал разрешения с несколькими индивидуальными разрешениями, мультиплексированными по времени. Для изменения мощности каждого разрешения на индивидуальном ПКР с временным мультиплексированием можно ввести дополнительную сложность. В объеме настоящего изобретения может применяться любой метод сигнализации для доставки общего или индивидуального разрешений.
В некоторых вариантах осуществления применяется относительно большое число индивидуальных каналов разрешения (т.е. ПКР), это можно применять, чтобы обеспечить относительно большое число индивидуальных разрешений за раз. В таком случае может быть желательно ограничить число индивидуальных каналов разрешения, которое должна отслеживать каждая мобильная станция. В одном варианте осуществления определяются различные поднаборы полного числа индивидуальных каналов разрешения. Каждой мобильной станции назначается поднабор индивидуальных каналов разрешения для слежения. Это позволяет мобильной станции снизить сложность обработки и соответственно снизить потребление мощности. Компромисс состоит в гибкости планирования, поскольку планирующая базовая станция может быть неспособна произвольно назначать наборы индивидуальных разрешений (например, все индивидуальные разрешения нельзя выдать членам единственной группы, т.к. эти члены в силу проекта не отслеживают один или несколько индивидуальных каналов разрешения). Отметим, что эта потеря гибкости не обязательно приводит к потере пропускной способности. Для иллюстрации рассмотрим пример, включающий в себя четыре индивидуальных канала разрешения. Мобильным станциям с четными номерами могут быть назначены для слежения первые два канала разрешения, а мобильным станциям с нечетными номерами могут быть назначены для слежения два последних. В другом примере эти поднаборы могут перекрываться, чтобы четные мобильные станции следили за первыми тремя каналами разрешения, а нечетные мобильные станции следили за последними тремя каналами разрешения. Ясно, что планирующая базовая станция не может произвольно назначать четыре мобильных станции из какой-либо одной группы (четной или нечетной). Эти примеры являются всего лишь иллюстративными. В объеме настоящего изобретения можно применять любое число каналов с любой конфигурацией поднаборов.
Остальным мобильным станциям, сделавшим запрос, но не принявшим индивидуального разрешения, может быть дано разрешение передавать на УОДК с помощью общего разрешения, которое определяет максимальное отношение Т/П, которого должна придерживаться каждая оставшаяся мобильная станция. Общий ПКР может также именоваться как прямой общий канал разрешения (ПОКР) (F-CGCH). Мобильная станция отслеживает один или несколько индивидуальных каналов разрешения (или их поднабор), а также общий ПКР. Пока не выдано индивидуальное разрешение, мобильная станция может передавать, если предоставлено общее разрешение. Общее разрешение указывает максимальное отношение Т/П, при котором оставшиеся мобильные станции (мобильные станции общего разрешения) могут передавать для данных с определенным типом КУ.
В примерном варианте осуществления каждое общее разрешение действительно для нескольких интервалов передачи субпакетов. Когда принято общее разрешение, мобильная станция, которая послала запрос, но не получила индивидуального разрешения, может начать передавать один или несколько кодированных пакетов в последующих интервалах передачи. Информация разрешения может повторяться множество раз. Это позволяет передавать общее разрешение на пониженном уровне мощности по отношению к индивидуальному разрешению. Каждая мобильная станция может объединять энергию из множества передач, чтобы надежно декодировать общее разрешение. Поэтому общее разрешение может выбираться для мобильных станций с низкой геометрией, к примеру, если индивидуальное разрешение представляется слишком дорогим с точки зрения пропускной способности прямой линии. Однако общие разрешения все же требуют служебной информации, и различные методы снижения этой служебной информации подробно описываются ниже.
Обратный пилот-канал
Обратный пилот-канал (ОПК) (R-PICH) передается от мобильной станции к базовым станциям в активном наборе. Мощность в ОПК может измеряться в одной или нескольких базовых станциях для использования в управлении мощностью обратной линии связи. Как общеизвестно в технике, пилот-сигналы могут использоваться для обеспечения амплитудных и фазовых измерений для использования при когерентной демодуляции. Как описано выше, величина мощности передачи, доступной для мобильной станции (ограничена ли она планирующей базовой станцией или внутренними ограничениями усилителя мощности мобильной станции), разделяется между пилот-каналом, каналом или каналами трафика и каналами управления.
Как описано выше, дополнительная мощность пилот-сигнала может быть необходима для более высоких скоростей передачи данных и форматов модуляции. Чтобы упростить использование ОПК для управления мощностью и избежать некоторых проблем, связанных с мгновенными изменениями в требуемой мощности пилот-сигнала, может быть выделен дополнительный канал для использования в качестве дополнительного или вторичного пилот-канала. Хотя в общем случае пилот-сигналы передаются с помощью известных последовательностей данных, как раскрывается здесь, несущий информацию сигнал может также применяться для использования в генерировании опорной информации для демодуляции. В примерном варианте осуществления ОКИС (подробности ниже) используется, чтобы нести желательную мощность дополнительного пилот-сигнала.
Обратный канал индикатора скорости
Обратный канал индикатора скорости (ОКИС) (R-RICH) используется мобильной станцией для указания формата передачи на обратном канале трафика УОДК. 5-битовое сообщение ОКИС представляет собой набор из 5 битов со значениями 1 или 0. Блок ортогонального кодера отображает каждую 5-битовую входную последовательность в 32-символьную ортогональную последовательность. Например, каждая 5-битовая входная последовательность может отображаться в отдельный код Уолша длиной 32. Блок повторения последовательности повторяет последовательность из 32 символов три раза. Блок повторения битов выдает на своем выходе входной бит, повторенный 96 раз. Блок выбора последовательности выбирает между двумя входными сигналами и пропускает этот входной сигнал на выход. Для нулевых скоростей выходной сигнал блока повторения битов пропускается без изменения. Для всех других скоростей без изменения пропускается выходной сигнал блока повторения последовательностей. Блок отображения сигнальной точки отображает входной бит 0 в +1, а входной бит 1 в -1. За блоком отображения сигнальной точки следует блок расширения по Уолшу. Блок расширения по Уолшу расширяет каждый входной символ на 64 элементарных интервала. Каждый входной символ перемножается с кодом Уолша W(48, 64). Код Уолша W(48, 64) представляет собой код Уолша длиной 64 элементарных интервала с индексом 48. TIA/EIA IS-2000 обеспечивает таблицы, описывающие коды Уолша разной длины.
Специалисты поймут, что эта канальная структура является всего лишь примером. В альтернативных вариантах осуществления могут применяться различные иные параметры кодирования, повторения, перемежения, отображения сигнальной точки или кодирования по Уолшу. Можно также применять дополнительные методы кодирования или форматирования, общеизвестные в технике. Эти модификации попадают в объем настоящего изобретения.
Усовершенствованный обратный дополнительный канал
1
5
Усовершенствованный обратный дополнительный канал используется в качестве канала передачи данных трафика обратной линии в описанных здесь примерных вариантах осуществления. Любое число скоростей передачи и форматов модуляции может применяться для УОДК. В примерном варианте осуществления УОДК имеет следующие свойства. Поддерживаются повторные передачи физического уровня. Для повторных передач, когда первый код является кодом 1/4 скорости, повторная передача использует код 1/4 скорости и используется объединение гонок. Для повторных передач, когда первый код является скоростью большей чем 1/4, используется инкрементная избыточность. Нижележащий код является кодом / скорости. Альтернативно, инкрементная избыточность может также использоваться для всех случаев.
Гибридный автоматический запрос повторения (ГАЗП) (HARQ) поддерживается как для автономного, так и для запланированного пользователей, которые оба могут обращаться к УОДК.
Для случая, в котором первый код является кодом 1/2 скорости, кадр кодируется как код 1/4 скорости, и кодированные символы разделяются поровну на две части. Первая половина символов посылается в первой передаче, вторая половина - во второй передаче, затем первая половина в третьей передаче и т.д.
Синхронная работа множества каналов АЗП может поддерживаться фиксированным тактированием между повторными передачами: может быть разрешено фиксированное число субпакетов между следующими друг за другом субпакетами одного и того же пакета. Разрешаются также чередующиеся передачи. В качестве примера, для 5-мс кадров 4 канала АЗП могут поддерживаться с задержкой в 3 субпакета между субпакетами.
Таблица перечисляет примерные скорости передачи данных для усовершенствованного обратного дополнительного канала. Описывается 5-мс размер субпакета, и сопровождающие каналы спроектированы для соответствия этому выбору. Могут также выбираться иные размеры субпакетов, как сразу понятно специалистам. Опорный уровень пилот-сигнала для этих каналов не регулируется, т.е. базовая станция имеет гибкость в выборе Т/П, чтобы принять заданную рабочую точку. Это максимальное значение Т/П сигнализируется на прямом канале разрешения. Мобильная станция может использовать более низкое Т/П, если оно выходит за рамки мощности для передачи, обеспечивая соответствие ГАЗП требуемому КУ. Сообщения сигнализации третьего уровня могут также передаваться по УОДК, позволяя системе работать без ОК/ВКУ.
<b>Параметры усовершенствованного обратного дополнительного канала</b>
<b>Число битов на пакет кодера</b>
<b>Число 5-мс элементар-ных интервалов</b>
<b>Скорость передачи данных (кбит/с)</b>
<b>Скорость передачи данных / 9,6 кбит/с</b>
<b>Кодовая скорость</b>
<b>Коэффи-</b><b>циент повторе-</b><b>ния символа перед перемеже-нием</b>
<b>Модуляция</b>
<b>Каналы Уолша</b>
<b>Число двоичных кодовых символов во всех субпакетах</b>
<b>Эффектив-ная кодовая скорость включая повторение</b>
192
4
9,6
1,000
1/4
2
BPSK on I
++--
6,144
1/32
192
3
12,8
1,333
1/4
2
BPSK on I
++--
4,608
1/24
192
2
19,2
2,000
1/4
2
BPSK on I
++--
3,072
1/16
192
1
38,4
4,000
1/4
2
BPSK on I
++--
1,536
1/8
384
4
19,2
2,000
1/4
1
BPSK on I
++--
6,144
1/16
384
3
25,6
2,667
1/4
1
BPSK on I
++--
4,608
1/12
384
2
38,4
4,000
1/4
1
BPSK on I
++--
3,072
1/8
384
1
76,8
8,000
1/4
1
BPSK on I
++--
1,536
1/4
768
4
76,8
4,000
1/4
1
QPSK
++--
12,288
1/16
768
3
102,4
5,333
1/4
1
QPSK
++--
9,216
1/12
768
2
153,6
8,000
1/4
1
QPSK
++--
6,144
1/8
768
1
307,2
16,000
1/4
1
QPSK
++--
3,072
1/4
1,536
4
76,8
8,000
1/4
1
QPSK
+-
24,576
1/16
1,536
3
102,4
10,667
1/4
1
QPSK
+-
18,432
1/12
1,536
2
153,6
16,000
1/4
1
QPSK
+-
12,288
1/8
1,536
1
307,2
32,000
1/4
1
QPSK
+-
6,144
1/4
2,304
4
115,2
12,000
1/4
1
QPSK
++--/+-
36,864
1/16
2,304
3
153,6
16,000
1/4
1
QPSK
++--/+-
27,648
1/12
2,304
2
230,4
24,000
1/4
1
QPSK
++--/+-
18,432
1/8
2,304
1
460,8
48,000
1/4
1
QPSK
++--/+-
9,216
1,4
3,072
4
153,6
16,000
1/5
1
QPSK
++--/+-
36,864
1/12
3,072
3
204,8
21,333
1/5
1
QPSK
++--/+-
27,648
1/9
3,072
2
307,2
32,000
1/5
1
QPSK
++--/+-
18,432
1/6
3,072
1
614,4
64,000
1/5
1
QPSK
++--/+-
9,216
1/3
4,608
4
230,4
24,000
1/5
1
QPSK
++--/+-
36,864
1/8
4,608
3
307,2
32,000
1/5
1
QPSK
++--/+-
27,648
1/6
4,608
2
460,8
48,000
1/5
1
QPSK
++--/+-
18,432
1/4
4,608
1
921,6
96,000
1/5
1
QPSK
++--/+-
9,216
1/2
6,144
4
307,2
32,000
1/5
1
QPSK
++--/+-
36,864
1/6
6,144
3
409,6
42,667
1/5
1
QPSK
++--/+-
27,648
2/9
6,144
2
614,4
64,000
1/5
1
QPSK
++--/+-
18,432
1/3
6,144
1
1228,8
120,000
1/5
1
QPSK
++--/+-
9,216
2/3
В примерном варианте осуществления для всех скоростей используется турбокодирование. При скорости кодирования R=1/4 используется перемежитель, аналогичный нынешней обратной линии cdma2000, и, если передается второй субпакет, он имеет тот же самый формат, что и первый субпакет. При скорости кодирования R=1/5 используется перемежитель, аналогичный прямому каналу пакетных данных cdma2000, и, если передается второй субпакет, последовательность кодированных и перемеженных символов, выбранных для второго субпакета, следует за теми, которые выбраны для первого субпакета. Максимально разрешаются передачи двух субпакетов, а если передается второй субпакет, он использует ту же самую скорость передачи данных, что и в передаче первого субпакета.
Число битов на пакет кодера включает в себя биты ЦИК и 6 завершающих битов. Для размера пакета кодера из 192 битов используется 12-разрядный ЦИК; в противном случае используется 16-разрядный ЦИК. Число информационных битов на кадр на 2 больше, чем с соответствующими скоростями в cdma2000. Предполагается, что 5-мс элементарные интервалы отделяются друг от друга 15 мс, чтобы дать время для ответов ACK/NAK. Если принимается АСК, остальные элементарные интервалы пакета не передаются.
5-мс длительность субпакетов и связанные с ней только что описанные параметры служат только в качестве примера. Любое число комбинаций скоростей, форматов, опций повторения субпакетов, длительности субпакета и т.д. сразу будут очевидны для специалиста в свете приведенного здесь рассмотрения. Может применяться альтернативный вариант осуществления, использующий 3 канала АЗП. В одном варианте осуществления выбирается единственная длительность субпакета или размер кадра. К примеру, выбирается либо 5 мс, либо 10 мс структура. В альтернативном варианте осуществления, подробно описанном ниже, система может поддерживать множество длительностей кадра.
Прямой канал общего подтверждения
Прямой канал общего подтверждения (ПКОП) (F-CACKCH) используется базовой станцией для подтверждения правильного приема УОДК, а также для продления существующего разрешения. Подтверждение (АСК) на ПКОП указывает на правильный прием субпакета. Дополнительная передача этого субпакета мобильной станцией не нужна. Отрицательное подтверждение (NAK) на ПКОП разрешает мобильной станции передать следующий субпакет вплоть до максимально разрешенного числа субпакетов на пакет. Третья команда, подтверждение и продолжение, разрешает базовой станции подтвердить успешный прием пакета и, в то же самое время разрешить мобильной станции передавать с помощью разрешения, которое привело к успешно принятому пакету. Один вариант осуществления ПКОП использует значения +1 для символов АСК, нулевые символы для символов NAK и значения -1 для символов подтверждения и продолжения. В разных примерных вариантах осуществления, подробно описанных ниже, на одном ПКОП могут поддерживаться до 96 мобильных идентификаторов. Для поддержания дополнительных мобильных идентификаторов можно применять дополнительные ПКОП.
Кодер Адамара является одним примером кодера для отображения на набор ортогональных функций. Могут также применяться различные иные методы. Например, для кодирования может использоваться генерирование любого кода Уолша или кода коэффициента расширения ортогональных переменных (КРОП) (OVSF). Различные пользователи могут передаваться на разных уровнях мощности, если применяются независимые блоки усиления. ПКОП переносит один выделенный трехзначный флаг на пользователя. Каждый пользователь отслеживает ПКОП от всех базовых станций в своем активном наборе (или, альтернативно, сигнализация может определять сокращенный активный набор для снижения сложности).
В различных подробно описанных ниже вариантах осуществления два канала покрываются каждый покрывающей последовательностью Уолша из 128 элементарных интервалов. Один канал передается на канале I, а другой передается на канале Q. Другой вариант осуществления ПКОП использует единственную покрывающую последовательность Уолша из 128 элементарных интервалов для одновременного поддержания до 192 мобильных станций. Этот подход использует 10 мс длительность каждого трехзначного флага.
Есть несколько путей работы канала АСК. В одном варианте осуществления он может работать так, что для АСК передается «1». NAK, или состояние «отсутствие» не требует никакой передачи. Передача «-1» означает подтверждение и продолжение, т.е. то же самое разрешение повторяется для МС. Это экономит служебную информацию нового канала разрешения.
Для просмотра, когда МС имеет пакет для отправки, что требуется использование УОДК, она посылает запрос на ОКЗ. Базовая станция может ответить разрешением с помощью ПОКР или ПКР. Однако эта работа несколько дорогостояща. Чтобы снизить служебную информацию прямой линии, ПКОП может послать флаг «подтверждение и повторение», который продлевает существующее разрешение при более низкой стоимости планирующей базовой станцией. Этот способ работает как для индивидуального, так и для общего разрешений. Подтверждение и повторение используется от разрешающей базовой станции и продлевает текущее разрешение еще на один пакет кодера на том же самом канале АЗП.
Здесь описываются различные варианты осуществления со ссылкой на передачу канала общего подтверждения (ПКОП). Специалисты сразу поймут, что описанные здесь принципы применимы к любому виду последовательности команд или других последовательностей данных.
i
128
Фиг.5 показывает существующий в уровне техники вариант осуществления для части передатчика потока команд. Потоки команд для доставки к одной или нескольким мобильным станциям могут объединяться в совместно используемый командный канал. В данном примере команды подтверждения прямой линии для вплоть до 96 мобильных станций подаются к мультиплексорам 510 и 520, по 48 потоков команд, подаваемых к каждому. Потоки команд состоят из команд подтверждения, в том числе подтверждение (АСК), отрицательное подтверждение (NAK) и подтверждение и повторение, как описано выше. Мультиплексоры 510 и 520 выбирают последовательности команд, по одной за раз, для формирования последовательностей МВР, одна для синфазной передачи, другая для квадратурной передачи. В этом примере последовательности МВР содержат 48 символов каждые пять миллисекунд (9,6 кбит/с). Эти последовательности МВР регулируются по усилению в блоках 530 и 540 канального усиления, соответственно. Последовательности МВР регулировки усиления покрываются в перемножителях 550 и 560 синфазной и квадратурной покрывающими последовательностями, соответственно. В данном примере покрывающая последовательность представляет собой 128-разрядную последовательность Уолша W . Результирующими выходными сигналами из перемножителей 550 и 560 являются I и Q выходные сигналы ПКОП для передачи на скорости 1,2288 Мчип/с (чип - элемент последовательности).
Выходной сигнал по фиг.5 может объединяться с другими сигналами данных и (или) управления, которые покрываются соответствующим образом, и передаваться к одной или нескольким мобильным станциям. Таким образом, подход МВР на МКР принимается для передачи множества команд к множеству мобильных станций с помощью совместно используемого канала МКР. Один недостаток этого подхода состоит в том, что для заданной вероятности ошибки требования как к пиковой, так и к средней мощности выше, чем требуемые в раскрытых здесь вариантах осуществления настоящего изобретения. Этот метод успешно использован в уровне техники путем увеличения допустимой вероятности ошибки для обеспечения приемлемых требований к пиковой мощности, а также потребления средней мощности. Этот компромисс можно считать приемлемым в некоторых ситуациях, к примеру, в контуре управления мощностью. В контуре управления мощностью обычно передают однобитовую команду повышения или понижения. Контур управления мощностью управляет командами так, что принятая мощность приходит при желательной установочной точке мощности. Если команда управления мощностью принимается с ошибкой, контур управления мощностью скорректирует эту ошибку. Однако в некоторых ситуациях, таких как канал общего подтверждения прямой линии связи (ПКОП), предложенный для описанной выше системы 1xEV-DV, конкретизированное требование к характеристике может быть недостижимым или слишком дорогим при использовании подхода МВР на МКР. К примеру, хотя ошибка команды управления мощностью может сделать передаваемую мощность слегка более высокой для момента, тем самым используя больше совместного ресурса, чем требуется, или слишком низкой для момента, вызывая подъем коэффициента ошибок, обычные схемы управления мощностью проектируются с быстрым управлением мощностью, чтобы бороться с такими ситуациями и быстро восстанавливать мощность передачи до желательного уровня, тем самым минимизируя любое нежелательное ухудшение характеристик системы. В противоположность этому, ложная команда подтверждения (АСК) может привести к потере пакетов. В то время как NAK часто позволяет передавать дополнительные субпакеты, потенциально приводя к правильному приему при объединении с ранее переданными субпакетами, ложная АСК может потребовать пропустить пакеты, которые полностью подлежат повторной передаче, чаще всего после помехи за счет протокола более высокого уровня и со значительной задержкой. Ложная команда подтверждения и продолжения создает такие же проблемы. Ложная NAK, означающая, что пакет уже принят правильно, приводит к тому, что дополнительные субпакеты передаются без необходимости. Все эти сценарии могут исказить характеристику системы. Таким образом, команды, например команды ГАЗП, могут преимущественно передаваться при более низком коэффициенте ошибок. Это переведется в более высокую среднюю мощность передачи и очень высокую (возможно, недостижимую) пиковую мощность, если применяется устройство из уровня техники, показанное на фиг.5.
Фиг.6 показывает вариант осуществления кодера МКР на МКР для приема множества входных последовательностей, объединяющего их с помощью мультиплексирования с кодовым разделением и передающего объединенный сигнал вместе с другими сигналами МКР к одной или нескольким мобильным станциям. Этот вариант осуществления показан с потоками команд ПКОП для 96 мобильных станций в качестве примера. Специалисты поймут, что любой тип последовательности, команд или данных может использоваться вместо этого. Первые 48 потоков команд, определенные как направляемые к мобильным идентификационным номерам от 0 до 47, будут объединяться и передаваться на канале I. Вторые 48 потоков команд, определенные как направляемые к мобильным идентификационным номерам от 48 до 95, будут объединяться и передаваться на канале Q. Первые 48 потоков команд кодируются каждая покрывающей последовательностью. В примерном варианте осуществления потоки команд кодируются с помощью кодеров, соответственно, 610А-610N последовательностей Адамара длины 48. Номер последовательности Адамара, используемый в каждом кодере, соответствует мобильному идентификационному номеру. Однако назначение последовательностей произвольно, и специалистам сразу будут очевидны другие конфигурации. Выходные сигналы кодеров 610А-610N Адамара могут индивидуально регулироваться по мощности в блоках 630А-630N усиления канала, соответственно.
Вторые 48 потоков команд также кодируются покрывающими последовательностями. В данном примере они покрываются с помощью кодеров, соответственно, 620А-620N последовательностей Адамара длины 48 аналогично тому, как описано выше для кодеров 610А-610N. Опять-таки, назначение последовательностей произвольно. Сходным образом выходные сигналы кодеров 620А-620N Адамара могут индивидуально регулироваться по мощности в блоках 640А-640N усиления канала, соответственно.
i
128
Выходные сигналы блоков 630А-630N и 640А-640N подаются для объединения в сумматоры 650 и 660 соответственно. Выходные сигналы сумматоров 650 и 660 являются сигналами соответственно I и Q МКР. Каждый содержит 48 символов на 5 мс (9,6 кбит/с) для передачи на ветви I и Q. Эти сигналы покрываются с помощью покрывающих последовательностей I и Q, совместно определяемых посредством W , в мультиплексорах 670 и 680 соответственно, для выработки выходных сигналов I и Q ПКОП на 1,2288 Мчип/с. Эти выходные сигналы могут быть объединены с другими покрывающими сигналами МКР для передачи к одной или нескольким мобильным станциям. Опять-таки, специалисты поймут, что показанный на фиг. 6 вариант осуществления является ничем иным как одним примером, и принципы объединения последовательностей с помощью МКР, а затем покрытия объединенных последовательностей МКР для передачи могут быть применены к любым последовательностям управления и (или) данных.
Отметим далее, что использование QPSK, как показано, является всего лишь примером. Оно имеет выгоду, позволяя передавать два различных МКР сигнала на МКР с помощью ортогональности, обеспечиваемой QPSK. Могут также поддерживаться иные форматы модуляции. К примеру, в качестве альтернативы можно использовать BPSK.
Одно из преимуществ использования такого варианта осуществления, как показанный на фиг.6, в противоположность показанному на фиг.5 уровню техники, состоит в том, что требования к пиковой мощности могут быть сделаны гораздо ниже для желательного коэффициента ошибок. В некоторых случаях вариант осуществления по фиг.6 может быть способен выполнять желательную спецификацию, которую невозможно удовлетворить с такой архитектурой, как показанная на фиг.5. Далее, средняя мощность, требуемая для варианта осуществления, показанного на фиг.6, будет также в общем случае ниже.
Фиг.7А и 7В показывают вариант осуществления объединенных методов МКР и МВР на МКР сигнале. В некоторых случаях кодер МКР на МКР, такой как показанный на фиг.6, может нарушать свою работу из-за увеличенной перекрестной помехи от входных последовательностей, направленных другим мобильным станциям канала МКР ПКОП, когда период ортогональности становится длиннее. Например, вследствие многолучевых эффектов некоторая потеря ортогональности может присутствовать в 5-мс кадре, данном в приведенных выше примерных вариантах осуществления. Вариант осуществления, показанный на фиг.7А и 7В, является обобщенным для числа входных последовательностей, длины кодеров, числа входов в сумматоры и мультиплексоры и т.п. Раскрытые здесь другие варианты осуществления могут быть обобщены подобным же образом, но описываются в отношении конкретного варианта осуществления для ясности обсуждения. Специалисты сразу применят описанные здесь методы ко множеству конфигураций кодеров.
В данном примере генерируются два сигнала, один для передачи на синфазном канале и другой для передачи на квадратурном канале. Каждый сигнал состоит из разделенного по времени мультиплексирования множества каналов МКР. Результирующие сигналы покрываются еще раз, чтобы создать сигнал, пригодный для передачи в виде МКР с другими сигналами данных и (или) управления. Таким образом, по существу, генерируется МКР-сигнал на МВР на МКР.
Имеется N входных последовательностей для объединения на общий командный сигнал (разумеется, некомандные последовательности также могут объединяться для образования любого типа общего сигнала). В некоторых применениях каждая входная последовательность направляется к единственной мобильной станции. Одним примером такого множества входных последовательностей являются команды АСК /NAK/ подтверждение и продолжение, генерируемые каждая для единственной мобильной станции, которая образует описанный выше ПКОП. В альтернативных вариантах осуществления одна или несколько входных последовательностей могут направляться к единственной мобильной станции. Чтобы указать их общность, каждая входная последовательность помечается как командные биты для идентификатора подканала, где идентификатор подканала может принимать значение от 0 до N-1. (Идентификатор подканала может соответствовать идентификатору мобильной станции в некоторых вариантах осуществления). Имеется М каналов МКР, объединенных на каждом канале МВР. Имеется L временных элементарных интервалов в каждом канале МВР. Таким образом, при разделении N входных последовательностей между каналами I и Q, имеется N/2 входных последовательностей для каждой канальной фазы. Таким образом, соотношение между М, N и L задается как М=N/(2·L).
Итак, первые М входных последовательностей покрываются последовательностями Адамара длины М в кодерах 710А-710М. М различных последовательностей Адамара могут произвольно назначаться входным последовательностям. В данном примере последовательность соответствует идентификатору подканала. Группы из М входных последовательностей назначаются таким образом до тех пор, пока последние М входных последовательностей, назначенных для канала I (M(L-1)-(N/2)-1), не будут поданы к кодерам 720А-720М. Отметим, что назначение конкретной последовательности Адамара произвольно, хотя в данном примере они назначаются как идентификаторы подканала по модулю М. следующие N/2 входных последовательностей кодируются аналогично, как показано. М последовательностей N/2-N/2+М-1 подаются к кодерам 750А-750М. Это назначение продолжается до тех пор, пока конечные М последовательностей (N/2+M(L-1)-N-1) не будут поданы к кодерам 755А-755М. Опять-таки, назначение последовательностей Адамара произвольно, но в данном примере представляет собой идентификатор подканала по модулю М.
i
Каждый из выходных сигналов кодеров Адамара может изменяться посредством канального усиления в блоках, соответственно, от 730А-730М до 735А-735М и от 760А-760М до 765А-765М канального усиления. Для каждой фазы (I и Q) имеется L сумматоров, 740А-740L для канала I и 770А-770L для канала Q, каждый из которых объединяет свои соответствующие М покрытых входных последовательностей для образования 2L последовательностей МКР. L синфазных последовательностей МКР из сумматоров 740А-740L мультиплексируются с разделением времени в мультиплексоре 745 для выработки МКР-сигнала на МВР для канала I. Аналогично, L квадратурных последовательностей МКР из сумматоров 770А-770L мультиплексируются с разделением времени в мультиплексоре 775 для выработки МКР-сигнала на МВР для канала Q. МКР-сигналы на МВР покрываются затем покрывающей последовательностью (включая синфазную и квадратурную компоненту), обозначенной W, в мультиплексорах 780 и 785, соответственно, для генерирования выходных сигналов I и Q общего сигнала команд. Эти покрытые сигналы готовы затем для объединения и передачи в виде МКР с другими сигналами данных и (или) управления. (Опять-таки, специалисты поймут, что QPSK не более чем опция, но не необходимость. Далее, общий сигнал может содержать последовательности иные, нежели сигналы команд. И еще, совместно используемый канал может передаваться и приниматься и декодироваться любой комбинацией из одной или нескольких мобильных станций). Таким образом, обобщенный вариант осуществления, показанный на фиг.7А и фиг.7В, иллюстрирует использование объединения МКР на МВР на МКР входных последовательностей. Этот метод позволяет снизить пиковую и среднюю мощность вследствие свойств МКР, а также потенциальное увеличение числа пользователей и смягчение потерь ортогональности вследствие свойств МВР.
Специалисты поймут, что вариант осуществления по фиг.7А и фиг.7В является общим и может применяться с множеством комбинаций числа М каналов МКР, L временных интервалов и N входных последовательностей. Альтернативные варианты осуществления не нуждаются в поддержании симметрии, описанной на фиг.7А и фиг.7В. Например, сигналы I и Q можно построить с помощью отличных параметров. Далее, мультиплексоры могут быть выполнены для мультиплексирования с разделением по времени выходных сигналов сумматора, каждый из которых может объединяться, а может и не объединяться с тем же самым числом каналов МКР. Два примерных варианта осуществления для ПКОП, описанных выше, даны здесь для иллюстрации. В первом варианте осуществления ортогональный период 1/2400 сгенерируется с использованием М=4 и L-12 как на канале I, так и на канале Q, для объединения 96 входных последовательностей, содержащих команды АСК /NAK/ подтверждение и повторение, направляемых для вплоть до 96 мобильных станций, с 128-элементной покрывающей последовательностью Уолша при 1,2288 Мчип/с. Во втором примерном варианте осуществления ортогональный период по 1,25 мс генерируется с использованием М=12 и L=4 для обработки тех же самых входных сигналов и генерирования того же самого выходного сигнала, что и описанный в первом варианте осуществления. Специалисты сразу придумают любое число комбинаций в соответствии с настоящим изобретением.
i
128
Фиг.8 показывает вариант осуществления, использующий повторение комбинации. Хотя этот вариант осуществления можно обобщить аналогично тому, как подробно изложено в отношении фиг.7А и фиг.7В, ПКОП используется еще раз для целей иллюстрации. Этот вариант осуществления использует подход МКР с повторением комбинации. 48 входных последовательностей, т.е. биты ПКОП для мобильных идентификаторов 0-47 в данном примере подаются к 48-символьным кодерам 810А-810N и 820А-820N для канала I и канала Q соответственно. Каждый 48-символьный кодер использует две 24-символьных последовательности Адамара. Кодированные выходные сигналы регулируются по усилению в блоках, соответственно, 830А-830N и 840А-840N канального усиления. Сумматор 850 объединяет соответствующие отрегулированные по усилению кодированные последовательности для выработки МКР-сигнала канала I. Сумматор 860 объединяет соответствующие отрегулированные по усилению кодированные последовательности для выработки МКР-сигнала канала Q. (Отметим, что, как и ранее, использования обоих каналов I и Q для передачи сигналов не требуется. Альтернативные варианты осуществления могут использовать другие схемы модуляции в объеме настоящего изобретения.) МКР-сигналы I и Q опять-таки покрываются в перемножителях 870 и 880 с помощью комплексной покрывающей последовательности W  для выработки выходных сигналов ПКОП I и Q, которые могут объединяться с другими сигналами в виде МКР и передаваться к одной или нескольким мобильным станциям. Таким образом, фиг.8 иллюстрирует еще один вариант осуществления подхода кодирования МКР на МКР.
Одно преимущество варианта осуществления по фиг.8 состоит в том, что ортогональный период снижается от 5 мс до 2,5 мс. Поэтому перекрестная помеха от других возможных пользователей этого ПКОП меньше. В данном примере повторение, используемое в кодерах 810 и 820, не повторяет тех же самых последовательностей Адамара, но вместо этого используется отличная последовательность для второй передачи. Так что если, например, конкретный пользователь вызывает помеху для другого пользователя на первой передаче, этот же самый пользователь не вызовет той же самой помехи на второй передаче. Этот подход снижает пиковую перекрестную помеху и делает ее ближе к средней помехе. Однако, в противоположность варианту осуществления по фиг.6, данным вариантом осуществления поддерживается половина от числа пользователей.
В одном варианте осуществления последовательности Адамара, выбранные для кодеров 810 и 820, представляют собой следующее. Первые 24 символа для обоих кодеров 810 и 820 являются последовательностями Адамара длины 24, определяемыми мобильным идентификатором по модулю 24. Вторые 24 символа для кодеров 810 являются последовательностями Адамара длины 24, определяемыми (мобильным идентификатором +5) по модулю 24. Вторые 24 символа для кодеров 820 являются последовательностями Адамара длины 24, определяемыми (мобильным идентификатором +7) по модулю 24. Эти значения не имеют конкретной значимости, хотя их легко вычислять. Специалисты сразу расширят эти принципы на разные другие последовательности повторения. Результат состоит в том, что если конкретный пользователь вызывает помеху другому пользователю на первой передаче, тот же самый пользователь не вызовет такую же помеху на второй передаче. Это снижает пиковую перекрестную помеху и делает ее ближе к средней помехе.
В альтернативном варианте осуществления значения последовательности Адамара назначаются с переменным временем. В только что описанном первом варианте осуществления, с двумя повторениями, включающими описанную комбинацию, пиковая перекрестная помеха по двум передачам (т.е. кадр) может быть намного выше средней помехи. Если два пользователя назначаются так, что происходит эта пиковая помеха, она может происходить в каждом кадре. При подходе с переменным временем, даже если перекрестная помеха плохая в одном кадре, те же самые пользователи не будут иметь ту же самую плохую перекрестную помеху в следующих кадрах, поскольку последовательности Адамара назначаются с переменным временем.
Предусматриваются также различные другие альтернативы. Если желательна более ортогональная защита, может быть введено дополнительное повторение. Далее, метод повторения, описанный в отношении фиг.8, может объединяться с подходом МВР, введенным в варианте осуществления по фиг.7А и фиг.7В. Специалисты сразу сконфигурируют множество комбинаций согласно раскрытым здесь принципам.
Устройство 106 беспроводной связи, описанное выше в отношении фиг.3, работает для приема и демодуляции любых из описанных выше различных сигналов передачи МКР. Демодулятор 325 может быть сделан для выполнения раскрытия и демультиплексирования различных описанных сигналов МВР и МКР для выделения желательной последовательности символов, переданных из базовой станции 104. Во многих приведенных выше примерах эти символы будут соответствующими битами ПКОП, назначенного для этой конкретной мобильной станции 106.
Следует отметить, что во всех описанных выше вариантах осуществления шаги способа могут быть взаимозаменяемы без отхода от объема изобретения. Раскрытые здесь описания во многих случаях ссылаются на сигналы, параметры и процедуры, связанные со стандартом 1xEV-DV, но объем настоящего изобретения не ограничен им. Специалисты сразу применят раскрытые здесь принципы к различных иным системам связи. Эти и другие модификации будут очевидны специалистам.
Специалисты поймут, что информация и сигналы могут быть представлены с помощью любой из множества технологий и методов. Например, данные, инструкции, команды, информация, сигналы, биты, символы и элементы (чипы), на которые могут делаться ссылки по всему вышеприведенному описанию, могут быть представлены напряжениями, токами, электромагнитными волнами, магнитными полями или частицами, оптическими полями или частицами, либо их сочетанием.
Специалисты далее оценят, что разные иллюстративные логические блоки, модули, схемы и алгоритмические этапы, описанные в связи с раскрытыми здесь вариантами осуществления, могут воплощаться как электронное аппаратное обеспечение, компьютерное программное обеспечение или их сочетание. Чтобы ясно проиллюстрировать эту взаимозаменяемость аппаратного и программного обеспечения, различные иллюстративные компоненты, блоки, модули, схемы и этапы описаны выше в общем случае с точки зрения их функций. Воплощаются ли такие функции в виде аппаратного или программного обеспечения, зависит от частного применения и проектных ограничений, наложенных на всю систему. Специалисты могут воплотить описанные функции различными путями для каждого частного применения, но такие решения по воплощению не следует интерпретировать как вызывающие отход от объема настоящего изобретения.
Различные иллюстративные логические блоки, модули и схемы, описанные выше в связи с раскрытыми здесь вариантами осуществления, могут воплощаться или выполняться с помощью универсального процессора, цифрового сигнального процессора (ЦСП) (DSP), интегральной схемы прикладной ориентации (ИСПО) (ASIC), программируемой пользователем вентильной матрицы (ППВМ) (FPGA) или другим программируемым логическим устройством, дискретными вентилями или транзисторной логикой, дискретными аппаратными компонентами или их сочетанием, сконструированными для выполнения описанных здесь функций. Универсальный процессор может быть микропроцессором, но, в виде альтернативы, этот процессор может быть любым традиционным процессором, контроллером, микроконтроллером или конечным автоматом. Процессор может быть также воплощен как комбинация вычислительных устройств, например комбинация ЦСП и микропроцессора, множество микропроцессоров, один или несколько микропроцессоров совместно с ядром ЦСП или любая иная такая конфигурация.
Шаги способа или алгоритма, описанные в связи с раскрытыми здесь вариантами осуществления могут воплощаться непосредственно в аппаратном обеспечении, в исполняемом процессором программном модуле или в сочетании их обоих. Программный модуль может находиться в памяти ОЗУ, флэш-памяти, памяти ПЗУ, памяти СППЗУ, памяти ЭСППЗУ, регистрах, жестком диске, съемном диске, CD-ROM или любом другом виде известного в технике запоминающего носителя. Примерный запоминающий носитель соединяется с процессором, так что процессор может считывать информацию из запоминающего носителя и записывать информацию в запоминающий носитель. Альтернативно, запоминающий носитель может быть объединен с процессором. Процессор и запоминающий носитель могут находиться в ИСПО. ИСПО может находиться в пользовательском терминале. Альтернативно, процессор и запоминающий носитель могут находиться в пользовательском терминале в качестве дискретных компонентов.
Предшествующее описание раскрытых вариантов осуществления предоставлено, чтобы дать возможность любому специалисту сделать или использовать настоящее изобретение. Различные модификации в этих вариантах осуществления будут сразу очевидны специалистам, а определенные здесь общие принципы могут применяться к другим вариантам осуществления без отхода от сущности и объема изобретения. Таким образом, настоящее изобретение не предназначено для ограничения показанными здесь вариантами осуществления, но должно рассматриваться в самом широком объеме, отвечающем раскрытым здесь принципам и новым признакам.