СПОСОБ ОЦЕНКИ КАЧЕСТВА СИГНАЛА В СИСТЕМАХ МОБИЛЬНОЙ РАДИОСВЯЗИ
METHOD FOR SIGNAL QUALITY ESTIMATION IN MOBILE WIRELESS COMMUNICATION SYSTEMS

Уровень техники
Быстрый прогресс в технике связи привел к созданию кабельных и беспроводных систем связи более высокого качества и с высокой скоростью передачи данных. Однако по мере совершенствования технологии беспроводной и в том числе радиосвязи необходимость повышения качества сигнала только возрастает. Например, беспроводные городские сети (wireless metropolitan area network (WMAN)), такие как технология широкополосного доступа в СВЧ-диапазоне (Worldwide Interoperability for Microwave Access (WiMAX)), и/или системы сотовой связи, например, т.н. «Долгосрочное развитие» (Long Term Evolution (LTE)), могут использовать передовые технологии связи, включая действующие стандарты радиосвязи, такие как IEEE 802.16. Мобильные станции системы WiMAX, которые могут работать в соответствии со стандартами Института инженеров по электротехнике и электронике IEEE 802.16e/m, могут также использовать технологию с большим числом входов и большим числом выходов (Multiple Input, Multiple Output (MIMO)) для передачи и приема сигналов по восходящей линии (uplink (UL)) и нисходящей линии (downlink (DL)). Мобильные станции WiMAX могут поддерживать технологию широкополосной радиосвязи для широкополосных сетей стационарной и мобильной связи, что позволяет поддерживать широкополосные услуги передачи и обработки данные, включая передачу собственно данных, потоковое видео и передачу голоса. Мобильные системы WiMAX могут работать в соответствии с такими стандартами, как стандарт IEEE 802.16е-2005, «Радио интерфейс для стационарных и мобильных систем широкополосного радиодоступа» ("Air Interface for Fixed and Mobile Broadband Wireless Access Systems") (Февраль, 2005) и развитие этого стандарта - стандарт IEEE 802.16m «Усовершенствованный радио интерфейс» ("Advanced Air Interface"). Согласно стандарту 802.16m адаптация линии связи основана на информации о качестве канала (Channel Quality Information (CQI)), в качестве которой может быть использовано эффективное отношение несущей к сумме помех и шумов (Carrier to interference-plus-noise ratio (CINR)), полученное на основе другой схемы MIMO. Физические параметры - отношение CINR и индикатор уровня принимаемого сигнала (Receive Signal Strength Indicator (RSSI)) могут быть использованы главным образом для реализации частичного повторного использования частот (Fractional Frequency Reuse (FFR)), переключения (Handover (НО)) и SCAN. Современные способы измерения таких важных индикаторов (отношение CINR и индикатор RSSI) эффективности сигнала включают использование пилотных участков сигналов управления. Однако такие пилотные участки предварительно кодированы и имеют повышенную мощность. Поскольку эффективность предварительного кодирования неизвестна, использование пилотных участков или фрагментов этих пилотных участков для определения качества сигналов может привести к неточности индикаторов качества сигнала.
Краткое описание чертежей
Настоящее изобретение иллюстрировано примерами, показанными на прилагаемых чертежах, но не ограничивается этими примерами. Для простоты и ясности этих иллюстраций элементы, изображенные на чертежах, не обязательно вычерчены в масштабе. Например, размеры некоторых элементов могут быть, для ясности, преднамеренно увеличены относительно размеров других элементов. Кроме того, позиционные обозначения могут, где это уместно, повторяться на чертежах для обозначения соответствующих или аналогичных элементов.
Фиг.1 иллюстрирует область системы 100 связи согласно одному из вариантов.
Фиг.2 иллюстрирует блок-схему усовершенствованной мобильной станции (advanced mobile station (AMS)) для оценки качества сигналов с использованием последовательностей преамбул согласно одному из вариантов.
Фиг.3 иллюстрирует источники помех в секции с повторным использованием частот по схеме 3 (reuse-3) с повышенной мощностью в секторе 0 соты согласно одному из вариантов.
Фиг.4 иллюстрирует схему с частичным повторным использованием частот (FFR) согласно одному из вариантов.
Фиг.5 иллюстрирует структуру сверх-кадра, включающего первичную преамбулу и одну или более вторичных преамбул, которые можно использовать для оценки качества сигналов согласно одному из вариантов.
Фиг.6 представляет логическую схему, иллюстрирующую способ оценки отношения CINR согласно одному из вариантов.
Фиг.7 представляет логическую схему, иллюстрирующую способ оценки отношения сигнала к помехам (Signal to Interference ratio (SIR)) согласно одному из вариантов.
Фиг.8 представляет логическую схему, иллюстрирующую способ оценки уровня шумов и помех в нисходящей линии (downlink Noise Interference (NI) согласно одному из вариантов.
Осуществление изобретения
В последующем описании рассмотрены варианты способа, используемого для оценки качества сигнала в системе мобильной радиосвязи. Далее в описании приведено множество частных подробностей для более полного понимания вариантов, описанных ниже. Однако специалисты в рассматриваемой области поймут, что описываемые здесь варианты могут быть реализованы и без этих частных подробностей. В других случаях подробное описание хорошо известных способов, процедур, компонентов и схем здесь не дано, чтобы не затемнять описание рассматриваемых вариантов. Некоторые фрагменты подробного описания, приведенные ниже, изложены в терминах алгоритмов и символического представления операций над битами данных или двоичными цифровыми сигналами. Эти алгоритмические описания и представления могут соответствовать способам, используемым специалистами в области обработки сигналов и/или в области радиосвязи с целью сообщить результаты своих работ другим специалистам в этих областях.
Если специально не указано иначе, то, как очевидно из последующего описания, следует понимать, что на протяжении всего последующего описания использование терминов «обработка» ("processing"), «вычисление» ("computing"), «вычисление» ("calculating"), «определение» ("determining") или других аналогичных терминов относится к действиям и/или процессам в компьютере и/или в вычислительной системе и/или в контроллере для управления доступом к среде (MAC) и/или в процессоре связи и/или в аналогичном электронном вычислительном устройстве, которые манипулируют данными и/или преобразуют данные, представленные в виде физических, например электронных, величин в регистрах вычислительной системы и/или в запоминающих устройствах, в другие данные, аналогичным образом представленные в виде физических величин в запоминающих устройствах, регистрах или других подобных хранилищах информации в вычислительной системе, передачах и т.п. В дополнение к этому, термин «множество» ("plurality") может быть использован на протяжении всего описания для обозначения двух или более компонентов, устройств, элементов, параметров и т.п.Например, «множество мобильных станций» означает две или более мобильных станций.
Следует понимать, что описанные здесь варианты могут быть использованы в разнообразных приложениях. Хотя рассмотренные здесь варианты этим не ограничиваются, предложенные здесь схемы и способы могут быть использованы в множестве устройств, таких как устройства связи в системах радиосвязи. К устройствам связи, которые должны быть включены в объем настоящего изобретения, можно отнести, только для примера, мобильные станции, базовые станции и точки доступа систем радиосвязи, таких как, например, локальная сеть радиосвязи (wireless local area network (WLAN)), двусторонние радиопередатчики беспроводной городской сети (wireless metropolitan area network (WMAN)), передатчики цифровых систем, передатчики аналоговых систем, передатчики сотовых радиотелефонов, цифровые абонентские линии, системы сотовой связи LTE и т.п. К мобильным станциям и/или базовым станциям систем WMAN, LTE, WLAN, которые должны попадать в рамки вариантов настоящего изобретения, описанных здесь, можно отнести, хотя и не ограничиваясь этим, передатчики или приемники для передачи и приема сигналов с расширенным спектром, таких как, например, сигналы с расширенным спектром и скачкообразной перестройкой частоты (Frequency Hopping Spread Spectrum (FHSS)), сигналы с расширенным спектром в коде прямой последовательности (Direct Sequence Spread Spectrum (DSSS)) и аналогичные. Такие сигналы с расширенным спектром могут быть, если нужно, использованы в системах с частотным уплотнением (Frequency Division Multiplexing (FDM)) (таких как системы с ортогональным частотным уплотнением/системы многостанционного доступа с ортогональным частотным уплотнением (Orthogonal Frequency Division Multiplexing/Orthogonal Frequency-Division Multiple Access (OFDM/OFDMA))) или в системах с временным уплотнением (time division multiplexing (TDM)) или в системах многостанционного доступа с кодовым уплотнением (Code Division Multiple Access (CDMA)).
Некоторые описанные здесь варианты могут быть реализованы, например, с использованием машиночитаемых носителей или изделий, способных сохранять команды или наборы команд, при выполнении которых машина реализует способ и/или операции в соответствии с рассмотренными здесь вариантами. Такая машина может включать, например, любую подходящую процессорную платформу, вычислительную платформу, вычислительное устройство, процессорное устройство, вычислительную систему, процессорную систему, компьютер, процессор или аналогичное устройство, и может быть реализована с использованием какого-либо подходящего сочетания оборудования и/или программного обеспечения. Указанный машиночитаемый носитель или изделие может включать, например, модуль памяти, запоминающее устройство, запоминающее изделие, носитель записи, устройство хранения информации, изделие для хранения информации, носитель для хранения информации и/или модуль для хранения информации любого подходящего типа или аналогичное устройство. Команды могут включать код любого подходящего типа, например исходный код, компилированный код, интерпретированный код, выполняемый код, статический код, динамический код и т.п., и могут быть реализованы с использованием любого подходящего языка программирования - языка высокого уровня, языка низкого уровня, объектно-ориентированного языка, визуального языка, компилированного языка и/или интерпретированного языка, например, С, С++, Java, ассемблер, язык машинных команд или другой подобный язык.
Согласно описанным здесь вариантам канал связи может представлять собой физическую передающую среду. Эта физическая передающая среда может быть использована для передачи сигналов, таких как, например, информативные сигналы данных, сигналы настройки, пилот-сигналы, сигналы поднесущих, сигналы преамбул и т.п., которые могут быть модулированы с применением одного или нескольких способов модуляции. Более того, канал связи может представлять собой сочетание физической передающей среды, компонентов передатчика и/или приемника, вносящих, например, потери при распространении сигнала, шумы, помехи и т.п. Специалист в этой области должен понимать, что варианты настоящего изобретения могут работать с сигналами самых разных типов, лишь частично перечисленных выше, так что настоящее изобретение никоим образом не ограничено перечисленными выше сигналами.
Вариант системы 100 связи, такой как, например, беспроводная городская сеть связи (WMAN), показан на Фиг.1. Такая система 100 связи может, например, содержать одну или несколько платформ или станций (STA), включая базовые станции, усовершенствованные базовые станции (ABS), абонентские станции, мобильные станции и/или усовершенствованные мобильные станции (AMS), способные поддерживать радиосвязь разных видов путем получения доступа к множеству сетей радиосвязи и/или кабельным сетям, а также способные получать доступ к одной сети радиосвязи или к множеству сетей в любой момент. Например, мобильные станции AMS 130 могут включать радиоэлектронные устройства, такие как настольный компьютер, портативный компьютер (ноутбук), карманный компьютер, планшетный компьютер, сотовый телефон, пейджер, аудио- и/или видеоплеер (например, МР3-плеер или DVD-плеер), игровая приставка, видеокамера, цифровая камера, навигационное устройство (например, устройство GPS), беспроводное периферийное устройство (например, принтер, сканер, головная телефонная гарнитура, мышь и т.п.), медицинское устройство (например, монитор сердечного ритма, монитор артериального давления и т.п.) и/или другое подходящее стационарное, портативное или мобильное электронное устройство.
Система 100 связи может включать усовершенствованную базовую станцию ABS 110, усовершенствованную мобильную станцию AMS 130, восходящую линию (UL) 131 и нисходящую линию (DL) 113. Линия UL 131 и линия DL 113 могут включать один или более каналов. В одном из вариантов базовая станция ABS 110 и мобильная станция AMS 130 могут иметь по одной или более антенн 112-А - 112-N и 132-А - 132-N, соответственно. В одном из вариантов антенны 112 и 132 могут представлять собой дипольные антенны, всенаправленные антенны, внутренние антенны, антенны типа «волновой канал» (Yagi) или другие подобные антенны.
В одном из вариантов базовая станция ABS 110 может дать команду измерить качество сигнала путем передачи сигнала управления, такого как сигнал «оценить качество» ("quality estimate"). В одном из вариантов базовая станция ABS 110 может передавать сигнал через фиксированные или переменные промежутки времени или в ответ на какое-нибудь событие. В одном из вариантов базовая станция ABS 110 может передавать такой сигнал управления в нисходящей линии DL 113 вместе с другими блоками или кадрами информации.
В одном из вариантов мобильная станция AMS 130 может определить величину показателя качества сигнала, принимаемого от одной или более антенн (MIMO). В одном из вариантов мобильная станция AMS 130 может включать передатчик и приемник, так что приемник может определить величину мощности сигнала, величину мощности шумов или величину мощности помех в составе сигнала, принимаемого от множества антенн. В одном из вариантов приемник может определить величину мощности сигнала и величину мощности помех с использованием информации (информация сегмента и информация соты), включенной в преамбулы сверх-кадра сигнала. В одном из вариантов приемник может определить величину мощности шумов с использованием незанятых тональных составляющих сигнала в режиме многостанционного доступа с частотным уплотнением (OFDMA) в преамбулах, включенных в сверх-кадр сигнала. В одном из вариантов приемник может также использовать характеристики режима частичного повторного использования частоты (FFR) и режима MIMO для определения величины показателя качества сигнала на основе указанных величины мощности сигнала, величины мощности шумов и величины мощности помех.
В одном из вариантов мобильная станция AMS 130 может оценить величины показателей качества сигнала, таких как отношение CINR, отношение SIR и уровень DL-NI с использованием преамбул, включенных в сверх-кадры, принимаемые из линии DL 113, в ответ на прием сигнала «оценить качество». В одном из вариантов устойчивость к сильным помехам и возможность быстрого обнаружения канала синхронизации или синхронизационной преамбулы могут оказаться критически важными для выбора соты, для «захвата» синхронизации системы и определения частоты в соте и для функционирования на краях соты, равно как и задержки сканирования для мобильных станций AMS. В одном из вариантов преамбула может быть использована для синхронизации времени и несущей и может включать достаточное число дискретных кодов, так что каждая из соседних базовых станций ABS может иметь уникальную преамбулу. В одном из вариантов каждый сверх-кадр может иметь две усовершенствованные преамбулы: первичную усовершенствованную преамбулу (РА-преамбула) и вторичную усовершенствованную преамбулу (SA-преамбула).
В одном из вариантов мобильная станция AMS 130 может использовать информацию, кодированную в составе первичной усовершенствованной преамбулы (РА-преамбула) и вторичной усовершенствованной преамбулы (SA-преамбула), включенных в каждый из кадров. В одном из вариантов мобильная станция AMS 130 может дополнительно использовать характеристики, такие как MIMO и FFR, для определения оценок величин показателей качества сигнала. В одном из вариантов мобильная станция AMS 130 может определить оценки, такие как среднее значение и дисперсию, для каждого значения сигнала перед тем, как сообщить эти величины показателей качества на базовую станцию ABS 110 с использованием подходящих сообщений. Вариант блок-схемы мобильной станции AMS 130, которая может оценивать величины показателей качества сигнала с использованием последовательностей преамбул, показана на Фиг.2. В одном из вариантов мобильная станция AMS 130 может содержать главный компьютер 209, который дополнительно включает интерфейс 201, модуль 202 обработки информации и память 203, а также контроллер 205. В одном из вариантов мобильная станция AMS 130 может также включать один или более приемопередатчиков с 210-А по 210-N, переключатель 230 и множество антенн с 290-А по 290-К. В одном из вариантов мобильная станция AMS 130 может быть представлена или может быть включена в состав компьютерной платформы, портативного компьютера, мобильного устройства для связи с Интернет, карманных устройств, смартфонов и телевизоров.
В одном из вариантов интерфейс 201 может соединять секцию связи (содержащую приемопередатчики 210, переключатель 230 и антенны 290) рассматриваемой мобильной станции AMS 130 с главным компьютером 209. В одном из вариантов интерфейс 201 может реализовать физический интерфейс, электрический интерфейс или интерфейс протокола между секцией связи мобильной станции AMS 130 и другими блоками в составе главного компьютера 209. В одном из вариантов контроллер 205 может управлять применением способов модуляции и демодуляции, выбранными указанными приемопередатчиками 210. В одном из вариантов контроллер 205 может управлять параметрами связи, такими как скорость передачи данных, частота битовых ошибок и другие подобные параметры. В одном из вариантов главный компьютер 209 может принимать блоки информации от секции связи мобильной станции AMS 130 и может также генерировать блоки информации, которые могут быть переданы в секцию связи мобильной станции AMS 130.
В одном из вариантов переключатель 230 может соединять передатчик из совокупности приемопередатчиков 210 с антенной в режиме разделения времени, например. В одном из вариантов переключатель 230 может соединять конкретный приемопередатчик 210 с антенной 290 в ответ на некоторое событие, такое как приход сигнала управления выбором от контроллера 205. В одном из вариантов переключатель 230 может быть оснащен «интеллектом» для соединения подходящего передатчика 210 с антенной 290. В одном из вариантов переключатель 230 может соединять антенну 290 с передатчиком 250, когда этот передатчик 250 может быть готов к передаче сигналов приемнику в другой системе. В одном из вариантов этот переключатель 230 может соединять антенну 290 с приемником 270, когда антенна 290 генерирует сигналы для передачи приемнику 270. В одном из вариантов антенна 290 может быть соединена с переключателем 230. В одном из вариантов приемопередатчик 210-А может содержать высокочастотный модуль 220, передатчик 250 и приемник 270. В одном из вариантов каждый из приемопередатчиков с 210-В по 210-N может содержать передатчик и приемник, аналогичные передатчику 250 и приемнику 270 из состава приемопередатчика 210-А. В одном из вариантов передатчик 250 может принимать один или более блоков информации и осуществлять такие функции, как кодирование и модуляция, а также может добавлять преамбулы, такие как РА-преамбула и SA-преамбула, перед тем, как передать модулированный сигнал высокочастотному модулю 220. В одном из вариантов высокочастотный модуль 220 может осуществлять обмен сигналами между антеннами 290, передатчиком 250 и приемником 270. В одном из вариантов высокочастотный модуль 220 может готовить модулированный сигнал для передачи по радио. В свою очередь, этот модулированный сигнал может быть передан по радио через одну из антенн 290. Кроме того, во время приема сигналов от антенн 290 этот высокочастотный модуль 220 готовит радиосигналы, принимаемые через одну из антенн 290, для демодуляции и оценки величин показателей качества сигнала в приемнике 270. В одном из вариантов высокочастотный модуль 220 может включать усилители, фильтры, повышающие преобразователи частоты, понижающие преобразователи частоты и другие подобные компоненты.
В одном из вариантов приемник 270 может выполнять различные функции, такие как аналого-цифровое преобразование принимаемых сигналов, демодуляцию принимаемого цифрового сигнала и оценку величин показателей качества сигнала. Блок 275 демодулятора может осуществлять демодуляцию с использованием таких способов, как быстрое преобразование Фурье (FFT). Полученный в результате демодулированный сигнал может быть далее обработан в блок 260 оценки качества сигнала и блок 276 декодирования каналов. Блок 276 декодирования каналов может обрабатывать «непреамбульные» отрезки демодулированного сигнала. Указанный модуль 276 декодирования каналов генерирует символы на основе результатов обработки непреамбульных отрезков демодулированных сигналов. Кроме того, блок 276 декодирования каналов может выполнять над этими символами различные операции, такие как устранение перемежения, декодирование кода с прямой коррекцией ошибок (FEC) и/или дерандомизацию, перед тем, как передать соответствующий блок информации главному компьютеру 209.
В одном из вариантов блок 260 оценки качества сигнала может оценивать величины показателей качества сигнала после приема преамбул, таких как первичная РА-преамбула и вторичная SA-преамбула. В одном из вариантов блок 260 оценки качества сигнала может включать блок 251 оценки отношения CINR несущей к сумме помех и шумов, блок 254 оценки отношения SIR сигнала к помехам и блок 258 оценки уровня DL-NI шумов и помех в нисходящей линии. В одном из вариантов в ответ на команду от базовой станции ABS 110 измерить отношение CINR, блок 251 оценки отношения CINR может получить результат измерения отношения CINR на основе SA-преамбулы для переключения (НО), режима Scan и частичного повторного использования частоты (FFR). На основе ряда последовательных измерений отношения CINR блок 251 оценки отношения CINR может оценить среднее значение и дисперсию для величины отношения CINR и обновить величины оценок среднего значения и дисперсии для отношения CINR посредством соответствующего сообщения (например, сообщения AAI_FFR-REP, AAI_HO-REQ, AAI_SCN-REP, определенного в стандарте IEEE 802.16m). Статистика среднего значения и дисперсии для величин отношения CINR может быть представлена в единицах децибел (дБ) в соответствии с требованиями к квантованию в каждом сообщении. В одном из вариантов блок 251 оценки отношения CINR может определить величины показателей качества отношения CINR (среднее значение и дисперсия отношения CINR) с использованием информации, присутствующей в различных полях РА-преамбулы и SA-преамбулы в составе кадров, из которых построен сверх-кадр (как показано на Фиг.5). В одном из вариантов первичная РА-преамбула может включать параметры, представляющие ширину полосы системы и конфигурацию несущей, а вторичная SA-преамбула может включать параметры, представляющие идентификаторы сегментов (segment ID) и идентификаторы сот (cell ID), которые могут быть секционированы для поддержки усовершенствованных базовых станций и базовых станций фемто-сот. В одном из вариантов блок 251 оценки отношения CINR может также использовать характеристики для таких режимов, как MIMO и FFR. В одном из вариантов сот 251 оценки отношения CINR может определить среднее значение и дисперсию. В одном из вариантов математические уравнения, описывающие оценку величин показателей качества отношения CINR, будут рассмотрены ниже.
В одном из вариантов, в ответ на прием от базовой станции ABS команды ПО оценить отношение сигнала к помехам блок 254 оценки отношения SIR может измерить это отношение SIR на основе SA-преамбулы для управления мощностью в восходящей линии в разомкнутом контуре (UL OL). На основе ряда таких измерений блок 254 оценки отношения SIR может оценить величины показателей качества SIR и обновить оценки величин отношения SIR (среднее значение отношения SIR), а также сообщить о величинах показателей качества SIR посредством заголовка передаваемого в восходящей линии сообщения о состоянии мощности (Uplink Power Status Report Header). Величины показателей качества отношения SIR могут быть выражены в децибелах (дБ) в соответствии с требованиями квантования в этом заголовке передаваемого в восходящей линии сообщения о состоянии мощности. В одном из вариантов, математические уравнения, описывающие оценку величин показателей качества отношения SIR, будут рассмотрены ниже.
В одном из вариантов, в ответ на получение команды от базовой станции ABS 110 оценить уровень шумов и помех в нисходящей линии (DL-NI) блок 258 оценки уровня DL-NI может определить уровень DL-NI на основе SA-преамбулы для работы в режиме FFR в нисходящей линии. В одном из вариантов блок 258 оценки уровня DL-NI может сообщить об уровнях DL-NI с использованием сообщения-отчета FEP-REP после получения сообщения-команды FFR-CMD от базовой станции ABS 110. На основе результатов последующих измерений уровней DL-NI указанный блок 258 оценки уровня DL-NI может определить величины DL-NI и обновить оценки величин среднего значения и дисперсии уровня DL-NI. В одном из вариантов, математические уравнения, описывающие оценку величин показателей качества отношения SIR, будут рассмотрены ниже.
Перед описанием математического подхода к оценкам отношения CINR, отношения SIR и уровня DL-NI ниже будут рассмотрены источники помех, влияющих на работу сектора соты и на реализацию частичного повторного использования частоты (FFR), со ссылками, соответственно, на Фиг.3 и 4.
На Фиг.3 изображен вариант структуры 300 сот, показывающий источники помех в секции с повторным использованием частот по схеме 3 (reuse-3) с повышенной мощностью в секторе (сектор 0) соты. В одном из вариантов, структура 300 сот может включать три соты 310, 320 и 330, расположенные, как показано на Фиг.3, так что такое размещение может создать дополнительную соту 350 (образованную секторами 0, 1 и 2 сот 310, 320 и 330, соответственно). В одном из вариантов, каждая сота 310, 320, 330 и 350 может включать секторы 0, 1 и 2. В одном из вариантов, увеличение мощности (FP1_Power) по схеме-3 повторного использования частот в секторах 0 сот 310 и 320 может создать помехи в секторе 0 в соте 330. В одном из вариантов, помехи, созданные для сектора 0 соты 330 в результате повышения мощности в секторах 0 сот 310 и 320, могут быть представлены стрелками 311 и 321, соответственно.
Однако в одном из вариантов, снижение мощности (FP2_Power) в секторах 1 сот 310, 320 и 330, также может вызвать помехи в секторе 0 соты 330. В одном из вариантов, помехи, обусловленные снижением мощности (FP2_Power) в секторах 1 сот 310, 320 и 330, для сектора 0 соты 330 могут быть представлены стрелками (штриховые линии) 313, 323 и 333, соответственно. В одном из вариантов, снижение мощности (FP3_Power) в секторах 2 сот 310, 320 и 330, также может вызвать помехи в секторе 0 соты 330. В одном из вариантов, помехи, созданные для сектора 0 соты 330 в результате снижения мощности (FP3_Power) в секторах 2 сот 310, 320 и 330, могут быть представлены стрелками 312, 322 и 323, соответственно.
Вариант диаграммы 400, иллюстрирующей принцип частичного повторного использования частот (FFR), представлен на Фиг.4. В одном из вариантов, при применении способа частичного повторного использования частот поднесущие по всему частотному диапазону могут быть сгруппированы в частотные секции, такие как частотная секция 401, частотная секция 402, частотная секция 403 и частотная секция 404, как показано в областях 410, 420, 430 и 440, соответственно. В одном из вариантов, каждой частотной секции (частотной секции 401, частотной секции 402, частотной секции 403 и частотной секции 404) могут быть поставлены в соответствие различные коэффициенты повторного использования частот. Например, частотным секциям 401, 402, 403 и 404 могут быть поставлены в соответствие коэффициенты повторного использования частот RU1, RU2, RU3 и RU4, соответственно.
В одном из вариантов, качество принимаемого сигнала можно повысить путем обслуживания мобильных станций AMS в частотных секциях, которым поставлен в соответствие более высокий коэффициент повторного использования частот. В одном из вариантов, мобильные станции AMS, расположенные на границах сот, таких как секторы 0, 1 и 2 соты 350, можно обслуживать в частотных секциях, которым поставлены в соответствие более высокие коэффициенты повторного использования частот. Далее, качество принимаемого сигнала на мобильных станциях AMS, страдающих из-за помех между сотами, также можно повысить путем обслуживания таких мобильных станций AMS в частотных секциях с более высоким коэффициентом повторного использования частот. С другой стороны, в одном из вариантов усовершенствованная базовая станция может использовать частотные секции с более низким коэффициентом повторного использования частот для обслуживания мобильных станций AMS, которые могут оказаться неподверженными влиянию помех между сотами, или мобильных станций AMS, работающих в центральных областях сот. Такой подход может позволить базовой станции ABS обслуживать больше усовершенствованных мобильных станций при повышенной спектральной эффективности. В одном из вариантов, способы частичного повторного использования частот (FFR) могут быть эффективно использованы для подавления помех. Кроме того, по сравнению с системами, где повторное использование частот затруднительно, способы частичного повторного использования FFR можно применить для достижения баланса между уклонением от помех и увеличением пропускной способности путем адаптивной подстройки мощности передач.
В одном из вариантов, диаграмма 400 может включать частотную секцию 401 и частотные секции с 402 по 404. В одном из вариантов, частотной секции 401 может быть поставлен в соответствие коэффициент повторного использования, равный 1 (схема reuse-1), а частотным секциям с 402 по 404 может быть поставлен в соответствие коэффициент повторного использования, равный 3 (схема reuse-3). В одном из вариантов частотные секции с 401 по 404 могут представлять SA-преамбулу. В одном из вариантов, среди трех соседних тональных составляющих в SA-преамбуле может быть занята только одна тональная составляющая (или частотный сегмент). Например, в частотной секции 402 (область 420) среди трех соседних тональных составляющих 411, FP2_Power 431 и FP3_Power 441 занята тональная составляющая FP1_Power 421. Аналогично, в области 430 занята тональная составляющая FP1_Power 432 в частотной секции 403 среди соседних тональных составляющих 412, FP3_Power 422 и FP2_Power 442. Аналогично, в области 440 занята тональная составляющая FP1_Power 443 среди соседних тональных составляющих 413, FP2_Power 423 и FP3_Power 433. В результате, можно измерять мощность сигнала с использованием только занятых тональных составляющих в SA-преамбуле.
На Фиг.5 показан вариант сверх-кадра 500. В одном из вариантов, сверх-кадр 500 может включать четыре кадра 510, 520, 530 и 540, а также РА-преамбулу 503, расположенную в начале кадра 520, и SA-преамбулы 505-1, 505-2 и 505-3, расположенные в начале кадров 510, 530 и 540, соответственно. Кроме того, заголовок 502 сверх-кадра находится между SA-преамбулой 505-1 и началом кадра 510. Каждый кадр может быть дополнительно разделен на субкадры с DL 511-А по DL 511-Е и с UL 512-А по UL 512-С при использовании систем с уплотнением по времени. Однако при использовании систем с уплотнением по частоте кадр 510 может быть разделен на субкадры с UL/DL 521-А по UL/DL521-H.
В одном из вариантов, РА-преамбула 503 может включать информацию о ширине полосы системы и конфигурации несущих. В одном из вариантов, информация о ширине полосы системы (например, 5 МГЦ, 10 МГц, 20 МГц) может быть включена в поле "BW 503-D", а информация о конфигурации несущих (например, полностью конфигурированы, частично конфигурированы) может быть включена в поле "carrier 503-В". В одном из вариантов, информация о типе базовой станции ABS (например, базовая станция ABS включена в NBR_ADV, базовая станция ABS не включена в NBR_ADV) может быть включена в поле "ABS Туре 503-С", а поле «последовательность для модуляции» (SERIES ТО MODULATE) 503-Е может включать последовательность, подлежащую модуляции. В одном из вариантов, SA-преамбула 505 может включать информацию, относящуюся к идентификатору (ID) сегмента и идентификатору (ID) соты. Например, SA-преамбула 505-1 может включать поле «идентификатора секционированного сегмента» (PARTITIONED SEGMENT ID) 505-А и поле «идентификатора секционированной соты» (PARTITIONED CELL ID) 505-В.
Измерения среднего значения и дисперсии отношения CINR
В одном из вариантов, базовая станция ABS 110 может дать команду измерить отношение CINR пути передачи сигнала «оценить качество», а модуль 251 оценки отношения CINR (в составе мобильной станции AMS 130) может выполнить измерения отношения CINR с использованием SA-преамбулы 505 для переключения НО, сканирования Scan и сообщения AAI_FFR-REP. На основе результатов последующих измерений этот модуль 251 оценки отношения CINR может определить и обновить оценки среднего значения и дисперсии отношения CINR, а также может передать эти оценки в виде сообщения (например, сообщение AAI_FFR-REP, AAI_HO-REQ, AAI_SCN-REP).
В одном из вариантов, статистику средних значений и дисперсий для отношения CINR можно передать в единицах дБ в соответствии с требованиями квантования для каждого сообщения. В одном из вариантов, способ, применяемый для оценки отношения CINR в одном измерении, может быть реализован с использованием модуля 260 оценки качества сигнала. В одном из вариантов, оценки среднего значения и дисперсии отношения CINR могут быть определены без потери общности в соответствии с Уравнением (1) ниже:
<mrow><mi>C</mi><mi>I</mi><mi>N</mi><mi>R</mi><mo stretchy="false">[</mo><mi>k</mi><mo stretchy="false">]</mo><mo>=</mo><mstyle displaystyle="true"><mo>∑</mo><mrow><msubsup><mrow /><mrow><mi>j</mi><mo>−</mo><mn>1</mn></mrow><mrow><msub><mi>N</mi><mi>r</mi></msub></mrow></msubsup><mo>=</mo><mi>C</mi><mi>I</mi><mi>N</mi><mi>R</mi><mo stretchy="false">[</mo><mi>k</mi><mo stretchy="false">]</mo><mo>=</mo><mstyle displaystyle="true"><mo>∑</mo><mrow><msubsup><mrow /><mrow><mi>j</mi><mo>−</mo><mn>1</mn></mrow><mrow><msub><mi>N</mi><mi>r</mi></msub></mrow></msubsup></mrow></mstyle><mfrac><mrow><msub><mi>P</mi><mrow><mi>s</mi><mi>i</mi><mi>g</mi><mi>n</mi><mi>a</mi><mi>l</mi></mrow></msub><msub><mrow><mo stretchy="false">[</mo><mi>k</mi><mo stretchy="false">]</mo></mrow><mi>j</mi></msub></mrow><mrow><msub><mi>P</mi><mrow><mi>int</mi><mi>e</mi><mi>r</mi><mi>f</mi><mi>e</mi><mi>r</mi><mi>e</mi><mi>n</mi><mi>c</mi><mi>e</mi></mrow></msub><msub><mrow><mo stretchy="false">[</mo><mi>k</mi><mo stretchy="false">]</mo></mrow><mi>j</mi></msub><mo>+</mo><msub><mi>P</mi><mrow><mi>n</mi><mi>o</mi><mi>i</mi><mi>s</mi><mi>e</mi></mrow></msub><msub><mrow><mo stretchy="false">[</mo><mi>k</mi><mo stretchy="false">]</mo></mrow><mi>j</mi></msub></mrow></mfrac></mrow></mstyle></mrow>
(Уравнение 1)
где
CINR[k] - отношение CINR в результате измерения к;
j
й
CINR[k] - отношение CINR в результате измерения к на j приемной антенне (например, 290-С) из совокупности антенн с 290-А по 290-К,
signal
j
й
P[k] - мощность сигнала в результате измерения к на j приемной антенне, с исключением усиления мощности для SA-преамбулы,
interference
j
й
P[k] - мощность помех в результате измерения к на j приемной антенне, исключив усиление мощности для SA-преамбулы.
noise
j
й
P[k] - мощность шумов в результате измерения к на j приемной антенне.
r
N - число приемных антенн (с 290-А по 290-К) на мобильной станции AMS 130.
noise
j
interference
j
Оценка мощности шумов P[k] может быть измерена в области, где нет помех, специфичной для конкретной реализации мобильной станции AMS 130. В одном из вариантов оценка мощности помех P[k] может быть определена с использованием Уравнения (2) ниже:
<mtable columnalign="left"><mtr><mtd><msub><mi>P</mi><mrow><mi>int</mi><mi>e</mi><mi>r</mi><mi>f</mi><mi>e</mi><mi>r</mi><mi>e</mi><mi>n</mi><mi>c</mi><mi>e</mi></mrow></msub><msub><mo stretchy="false">[</mo><mi>k</mi><mo stretchy="false">]</mo><mi>j</mi></msub><mo>=</mo><msub><mi>P</mi><mrow><mi>S</mi><mi>e</mi><mi>g</mi><mn>0</mn></mrow></msub><mo>⋅</mo><msub><mi>P</mi><mrow><mi>int</mi><mi>e</mi><mi>r</mi><mi>f</mi><mi>e</mi><mi>r</mi><mi>e</mi><mi>n</mi><mi>c</mi><mi>e</mi><mo>_</mo><mi>T</mi></mrow></msub><msub><mrow /><mn>0</mn></msub><msub><mo stretchy="false">[</mo><mi>k</mi><mo stretchy="false">]</mo><mi>j</mi></msub><mo>+</mo><msub><mi>P</mi><mrow><mi>S</mi><mi>e</mi><mi>g</mi><mn>1</mn></mrow></msub><mo>⋅</mo><msub><mi>P</mi><mrow><mi>int</mi><mi>e</mi><mi>r</mi><mi>f</mi><mi>e</mi><mi>r</mi><mi>e</mi><mi>n</mi><mi>c</mi><mi>e</mi><mo>_</mo><mi>T</mi></mrow></msub><msub><mrow /><mn>1</mn></msub><msub><mo stretchy="false">[</mo><mi>k</mi><mo stretchy="false">]</mo><mi>j</mi></msub><mo>+</mo><msub><mi>P</mi><mrow><mi>S</mi><mi>e</mi><mi>g</mi><mn>2</mn></mrow></msub><mo>⋅</mo><msub><mi>P</mi><mrow><mi>int</mi><mi>e</mi><mi>r</mi><mi>f</mi><mi>e</mi><mi>r</mi><mi>e</mi><mi>n</mi><mi>c</mi><mi>e</mi><mo>_</mo><mi>T</mi></mrow></msub><msub><mrow /><mn>2</mn></msub><msub><mo stretchy="false">[</mo><mi>k</mi><mo stretchy="false">]</mo><mi>j</mi></msub><mtext> </mtext></mtd></mtr><mtr><mtd><mtext>(Уравнение 2)</mtext></mtd></mtr></mtable>
где
Ts может представлять набор индексов измерений, полученных на основе индексов сегмента 's'(=0, 1, 2, …) тональных составляющих SA-преамбулы;
interference
Ts
j
ой
Р_[k] может представлять уровень мощности помех сегмента 's' в j приемной антенне (290-С), найденный на основе измерений SA-преамбулы (505).
Segi
Seg0
Segl
Seg2
Seg0
Segl
Seg2
Seg0
Seg1
Seg2
P может представлять линейный коэффициент повышения или снижения мощности для сегмента T. Например в системе с повторным использованием частот по схеме 1 (reuse-1), p=P=P=1- для сегмента '0' в системе с повторным использованием частот по схеме 3 (reuse-3), P=1 and P=P=0. Для секции с усилением мощности при повторном использовании частот по схеме 3 (reuse-3) для сегмента 0 в системе с частичным повторным использованием частот FFR P=FP1_Power, P=FP2_Power, P=FP3_Power, где FP1_Power - линейный коэффициент повышения мощности и FP2_Power и FP3_Power - линейные коэффициенты снижения мощности.
Seg0
signal
j
В одном из вариантов, измеренная мощность сигнала для частичного повторного использования частот по схеме 3 (reuse-3) может быть умножена на коэффициент P=FP1_Power для получения P[k]. Статистику среднего значения отношения CINR (в дБ) можно получить на основе множества одиночных сообщений с использованием Уравнения (3) ниже.
<mrow><msub><mover accent="true"><mi>μ</mi><mo>⌢</mo></mover><mrow><mi>C</mi><mi>I</mi><mi>N</mi><mi>R</mi></mrow></msub><mo stretchy="false">[</mo><mi>k</mi><mo stretchy="false">]</mo><mo>=</mo><mrow><mo>{</mo><mtable columnalign="left"><mtr><mtd><mtext>                      </mtext><mi>C</mi><mi>I</mi><mi>N</mi><mi>R</mi><msub><mo stretchy="false">[</mo><mn>0</mn><mo stretchy="false">]</mo><mrow><mi>d</mi><mi>B</mi></mrow></msub><mtext>                </mtext><mi>k</mi><mo>=</mo><mn>0</mn></mtd></mtr><mtr><mtd><msup><mo stretchy="false">(</mo><mn>1</mn><mo>−</mo><msub><mi>a</mi><mrow><mi>a</mi><mi>v</mi><mi>g</mi></mrow></msub><mo stretchy="false">)</mo><mrow><mi>n</mi><mo>+</mo><mn>1</mn></mrow></msup><msub><mover accent="true"><mi>μ</mi><mo>⌢</mo></mover><mrow><mi>C</mi><mi>I</mi><mi>N</mi><mi>R</mi></mrow></msub><mo stretchy="false">[</mo><mi>k</mi><mo>−</mo><mn>1</mn><mo stretchy="false">]</mo><mo>+</mo><mo stretchy="false">(</mo><mn>1</mn><mo>−</mo><msup><mo stretchy="false">(</mo><mn>1</mn><mo>−</mo><msub><mi>a</mi><mrow><mi>a</mi><mi>v</mi><mi>g</mi></mrow></msub><mo stretchy="false">)</mo><mrow><mi>n</mi><mo>+</mo><mn>1</mn></mrow></msup><mo stretchy="false">)</mo><mi>C</mi><mi>I</mi><mi>N</mi><mi>R</mi><msub><mo stretchy="false">[</mo><mi>k</mi><mo stretchy="false">]</mo><mrow><mi>d</mi><mi>B</mi></mrow></msub><mtext> </mtext><mi>k</mi><mo>></mo><mn>0</mn><mtext> </mtext></mtd></mtr></mtable></mrow><mtext>    (Уравнение 3)</mtext></mrow>
где
dB
10
CINR[k]=101og(CINR[k]);
avg
a может представлять параметр усреднения, задаваемый базовой станцией на основе конкретного случая использования; и
'n' может представлять число последовательных кадров, в которых может не быть измерений.
В одном из вариантов, для получения дисперсии (σ), статистику квадрата математического ожидания можно обновлять с использованием Уравнений (4) и (5) ниже:
<mrow><msubsup><mover accent="true"><mi>x</mi><mo>⌢</mo></mover><mrow><mi>C</mi><mi>I</mi><mi>N</mi><mi>R</mi></mrow><mn>2</mn></msubsup><mo stretchy="false">[</mo><mi>k</mi><mo stretchy="false">]</mo><mo>=</mo><mrow><mo>{</mo><mtable columnalign="left"><mtr><mtd><mtext>                     </mtext><mrow><mo>|</mo><mrow><mtext> </mtext><mi>C</mi><mi>I</mi><mi>N</mi><mi>R</mi><msub><mrow><mo stretchy="false">[</mo><mn>0</mn><mo stretchy="false">]</mo></mrow><mrow><mi>d</mi><mi>B</mi></mrow></msub></mrow><mo>|</mo></mrow><mtext>                </mtext><mi>k</mi><mo>=</mo><mn>0</mn></mtd></mtr><mtr><mtd><msup><mo stretchy="false">(</mo><mn>1</mn><mo>−</mo><msub><mi>a</mi><mrow><mi>a</mi><mi>v</mi><mi>g</mi></mrow></msub><mo stretchy="false">)</mo><mrow><mi>n</mi><mo>+</mo><mn>1</mn></mrow></msup><msubsup><mover accent="true"><mi>x</mi><mo>⌢</mo></mover><mrow><mi>C</mi><mi>I</mi><mi>N</mi><mi>R</mi></mrow><mn>2</mn></msubsup><mo stretchy="false">[</mo><mi>k</mi><mo>−</mo><mn>1</mn><mo stretchy="false">]</mo><mo>+</mo><mo stretchy="false">(</mo><mn>1</mn><mo>−</mo><msup><mo stretchy="false">(</mo><mn>1</mn><mo>−</mo><msub><mi>a</mi><mrow><mi>a</mi><mi>v</mi><mi>g</mi></mrow></msub><mo stretchy="false">)</mo><mrow><mi>n</mi><mo>+</mo><mn>1</mn></mrow></msup><mo stretchy="false">)</mo><mi>C</mi><mi>I</mi><mi>N</mi><mi>R</mi><msub><mo stretchy="false">[</mo><mi>k</mi><mo stretchy="false">]</mo><mrow><mi>d</mi><mi>B</mi></mrow></msub><mrow><mo>|</mo><mrow><msup><mrow /><mn>2</mn></msup></mrow></mrow><mtext> </mtext><mi>k</mi><mo>></mo><mn>0</mn><mtext> </mtext></mtd></mtr></mtable></mrow><mtext>      (Уравнение  4)</mtext></mrow>
и
<mrow><msubsup><mover accent="true"><mi>σ</mi><mo>⌢</mo></mover><mrow><mi>C</mi><mi>I</mi><mi>N</mi><mi>R</mi></mrow><mn>2</mn></msubsup><mo stretchy="false">[</mo><mi>k</mi><mo stretchy="false">]</mo><mo>=</mo><mrow><mo>|</mo><mrow><msubsup><mover accent="true"><mi>x</mi><mo>⌢</mo></mover><mrow><mi>C</mi><mi>I</mi><mi>N</mi><mi>R</mi></mrow><mn>2</mn></msubsup><mo stretchy="false">[</mo><mi>k</mi><mo stretchy="false">]</mo><mo>−</mo><msub><mover accent="true"><mi>μ</mi><mo>⌢</mo></mover><mrow><mi>C</mi><mi>I</mi><mi>N</mi><mi>R</mi></mrow></msub><msup><mrow /><mn>2</mn></msup><mo stretchy="false">[</mo><mi>k</mi><mo stretchy="false">]</mo></mrow><mo>|</mo></mrow><mtext>            (Уравнение  5)</mtext></mrow>
Измерения среднего значения и дисперсии отношения SIR
Когда базовая станция ABS дает команду выполнить измерения отношения SIR, мобильная станция AMS выполняет эти измерения отношения SIR на основе SA-преамбулы для управления мощностью в восходящей линии в разомкнутом контуре (UL OL). Мобильная станция AMS на основе последовательности таких измерений получает и обновляет оценки среднего значения отношения SIR и затем передает результат через заголовок передаваемого в восходящей линии сообщения о состоянии мощности. Статистику среднего значения отношения SIR следует передавать в единицах дБ в соответствии с требованиями квантования в этом заголовке передаваемого в восходящей линии сообщения о состоянии мощности. Конкретный способ оценки отношения SIR за одно измерение можно выбрать индивидуально. Способ оценки отношения SIR можно без потери общности сформулировать, как в Уравнении (6) ниже:
<mrow><mi>S</mi><mi>I</mi><msub><mi>R</mi><mrow><mi>ln</mi><mi>s</mi><mi>t</mi></mrow></msub><mo stretchy="false">[</mo><mi>k</mi><mo stretchy="false">]</mo><mo>=</mo><mstyle displaystyle="true"><mo>∑</mo><mrow><msubsup><mrow /><mrow><mi>j</mi><mo>−</mo><mn>1</mn></mrow><mrow><mi>N</mi><mi>r</mi></mrow></msubsup><mi>S</mi><mi>I</mi><mi>R</mi><msub><mrow><mo stretchy="false">[</mo><mi>k</mi><mo stretchy="false">]</mo></mrow><mi>j</mi></msub><mo>=</mo></mrow></mstyle><mstyle displaystyle="true"><mo>∑</mo><mrow><msubsup><mrow /><mrow><mi>j</mi><mo>−</mo><mn>1</mn></mrow><mrow><mi>N</mi><mi>r</mi></mrow></msubsup><mfrac><mrow><msub><mi>P</mi><mrow><mi>s</mi><mi>i</mi><mi>g</mi><mi>n</mi><mi>a</mi><mi>l</mi></mrow></msub><msub><mrow><mo stretchy="false">[</mo><mi>k</mi><mo stretchy="false">]</mo></mrow><mi>j</mi></msub></mrow><mrow><msub><mi>P</mi><mrow><mi>int</mi><mi>e</mi><mi>r</mi><mi>f</mi><mi>e</mi><mi>r</mi><mi>e</mi><mi>n</mi><mi>c</mi><mi>e</mi></mrow></msub><msub><mrow><mo stretchy="false">[</mo><mi>k</mi><mo stretchy="false">]</mo></mrow><mi>j</mi></msub></mrow></mfrac></mrow></mstyle><mtext>          (Уравнение  6)</mtext></mrow>
где
SIR[k] отношение SIR в результате измерения k,
ой
SIRf[k]j отношение SIR в результате измерения k на j приемной антенне,
signal
j
ой
P[k] - мощность сигнала в результате измерения k на j приемной антенне, с исключением усиления мощности для SA-преамбулы,
interference
j
ой
P[k] - мощность помех в результате измерения k на j приемной антенне, с исключением усиления мощности для SA-преамбулы.
Nr - число приемных антенн на мобильной станции AMS.
Способ оценки мощности помех предложен в Уравнении (7) ниже:
<mtable columnalign="left"><mtr><mtd><msub><mi>P</mi><mrow><mi>int</mi><mi>e</mi><mi>r</mi><mi>f</mi><mi>e</mi><mi>r</mi><mi>e</mi><mi>n</mi><mi>c</mi><mi>e</mi></mrow></msub><msub><mo stretchy="false">[</mo><mi>k</mi><mo stretchy="false">]</mo><mi>j</mi></msub><mo>=</mo><msub><mi>P</mi><mrow><mi>S</mi><mi>e</mi><mi>g</mi><mn>0</mn></mrow></msub><mo>⋅</mo><msub><mi>P</mi><mrow><mi>int</mi><mi>e</mi><mi>r</mi><mi>f</mi><mi>e</mi><mi>r</mi><mi>e</mi><mi>n</mi><mi>c</mi><mi>e</mi><mo>_</mo><mi>T</mi></mrow></msub><msub><mrow /><mn>0</mn></msub><msub><mo stretchy="false">[</mo><mi>k</mi><mo stretchy="false">]</mo><mi>j</mi></msub><mo>+</mo><msub><mi>P</mi><mrow><mi>S</mi><mi>e</mi><mi>g</mi><mn>1</mn></mrow></msub><mo>⋅</mo><msub><mi>P</mi><mrow><mi>int</mi><mi>e</mi><mi>r</mi><mi>f</mi><mi>e</mi><mi>r</mi><mi>e</mi><mi>n</mi><mi>c</mi><mi>e</mi><mo>_</mo><mi>T</mi></mrow></msub><msub><mrow /><mn>1</mn></msub><msub><mo stretchy="false">[</mo><mi>k</mi><mo stretchy="false">]</mo><mi>j</mi></msub><mo>+</mo><msub><mi>P</mi><mrow><mi>S</mi><mi>e</mi><mi>g</mi><mn>2</mn></mrow></msub><mo>⋅</mo><msub><mi>P</mi><mrow><mi>int</mi><mi>e</mi><mi>r</mi><mi>f</mi><mi>e</mi><mi>r</mi><mi>e</mi><mi>n</mi><mi>c</mi><mi>e</mi><mo>_</mo><mi>T</mi></mrow></msub><msub><mrow /><mn>2</mn></msub><msub><mo stretchy="false">[</mo><mi>k</mi><mo stretchy="false">]</mo><mi>j</mi></msub><mtext>  </mtext></mtd></mtr><mtr><mtd><mtext>(Уравнение 7)</mtext></mtd></mtr></mtable>
где
Ts может представлять набор индексов измерений, полученных на основе индексов сегмента 's' (=0, 1, 2, …) тональных составляющих SA-преамбулы;
interference_Ts
j
ой
P[k] может представлять уровень мощности помех сегмента 's' в j приемной антенне, найденный на основе измерений SA-преамбулы.
Segi
Seg0
Segl
Seg2
Seg0
Segl
Seg2
Seg0
Seg1
Seg2
P может представлять линейный коэффициент повышения или снижения мощности для сегмента 'i'. Например в системе с повторным использованием частот по схеме 1 (reuse-1), P=P=P=1. Для сегмента '0' в системе с повторным использованием частот по схеме 3 (reuse-3), P=1 and P=P=0. Для секции с усилением мощности при повторном использовании частот по схеме 3 (reuse-3) для сегмента 0 в системе с частичным повторным использованием частот FFR P=FP1_Power, P=FP2_Power, P=FP3_Power, где FP1_Power - линейный коэффициент повышения мощности и FP2_Power и FP3_Power - линейные коэффициенты снижения мощности.
Seg0
signal
j
Измеренная мощность сигнала для частичного повторного использования частот по схеме 3 (reuse-3) может быть умножена на коэффициент P=FP1_Power для получения P[k]. Статистику среднего значения отношения SIR (в дБ) можно получить на основе множества одиночных сообщений с использованием Уравнения (8) ниже:
<mrow><mi>C</mi><mi>I</mi><msub><mi>R</mi><mrow><mi>D</mi><mi>L</mi></mrow></msub><mo stretchy="false">[</mo><mi>k</mi><mo stretchy="false">]</mo><mo>=</mo><mrow><mo>{</mo><mtable columnalign="left"><mtr><mtd><mtext>                            </mtext><mi>C</mi><mi>I</mi><mi>N</mi><msub><mi>R</mi><mrow><mi>ln</mi><mi>s</mi><mi>t</mi></mrow></msub><msub><mo stretchy="false">[</mo><mn>0</mn><mo stretchy="false">]</mo><mrow><mi>d</mi><mi>B</mi></mrow></msub><mtext>              </mtext><mi>k</mi><mo>=</mo><mn>0</mn></mtd></mtr><mtr><mtd><msup><mo stretchy="false">(</mo><mn>1</mn><mo>−</mo><msub><mi>a</mi><mrow><mi>a</mi><mi>v</mi><mi>g</mi></mrow></msub><mo stretchy="false">)</mo><mrow><mi>n</mi><mo>+</mo><mn>1</mn></mrow></msup><mi>S</mi><mi>I</mi><msub><mi>R</mi><mrow><mi>D</mi><mi>L</mi></mrow></msub><msub><mo stretchy="false">[</mo><mi>k</mi><mo>−</mo><mn>1</mn><mo stretchy="false">]</mo><mrow><mi>d</mi><mi>B</mi></mrow></msub><mo>+</mo><mo stretchy="false">(</mo><mn>1</mn><mo>−</mo><msup><mo stretchy="false">(</mo><mn>1</mn><mo>−</mo><msub><mi>a</mi><mrow><mi>a</mi><mi>v</mi><mi>g</mi></mrow></msub><mo stretchy="false">)</mo><mrow><mi>n</mi><mo>+</mo><mn>1</mn></mrow></msup><mo stretchy="false">)</mo><mi>C</mi><mi>I</mi><msub><mi>R</mi><mrow><mi>D</mi><mi>L</mi></mrow></msub><msub><mo stretchy="false">[</mo><mi>k</mi><mo stretchy="false">]</mo><mrow><mi>d</mi><mi>B</mi></mrow></msub><mtext> </mtext><mi>k</mi><mo>></mo><mn>0</mn><mtext> </mtext></mtd></mtr></mtable></mrow><mtext>      (Уравнение  8)</mtext></mrow>
где
lnst
dB
10
lnst
SIR[k]=10log(SIR[k]);
avg
a может представлять параметр усреднения, задаваемый базовой станцией на основе конкретного случая использования; и
n может представлять число последовательных кадров, в которых может не быть измерений.
Измерения среднего значения и дисперсии уровня шумов и помех в нисходящей линии (DL-NI)
В одном из вариантов, для передачи информации об уровне шумов и помех в нисходящей линии (DL NI) посредством сообщения-отчета FFR-REP, которое может быть сформировано и передано в ответ на сообщение-команду FFR-CMD, поступившее от базовой станции ABS 110, мобильная станция AMS 130 может измерить уровень DL NI на основе SA-преамбулы (например, с 505-1 по 505-3) для работы в режиме частичного повторного использования частот (FFR) в нисходящей линии. Эта мобильная станция AMS 130 может на основе результатов последовательных измерений шумов и помех в нисходящей линий DL-NI оценить среднее значение и дисперсию уровня DL NI и передать эти оценки среднего значения и дисперсии DL NI с использованием сообщения-отчета FFR-REP.
Способ, используемый для оценки уровня DL NI на основе одного измерения, зависит от конкретной реализации мобильной станции AMS 130. В одном из вариантов, оценку DL NI можно определить с использованием Уравнения (9) ниже:
<mrow><mi>N</mi><mi>I</mi><mo stretchy="false">[</mo><mi>k</mi><mo stretchy="false">]</mo><mo>−</mo><mfrac><mn>1</mn><mrow><mi>N</mi><mi>r</mi><mstyle displaystyle="true"><mo>∑</mo><mrow><msubsup><mrow /><mrow><mi>j</mi><mo>=</mo><mn>1</mn></mrow><mrow><mi>N</mi><mi>r</mi></mrow></msubsup></mrow></mstyle></mrow></mfrac><mi>N</mi><mi>I</mi><msub><mrow><mo stretchy="false">[</mo><mi>k</mi><mo stretchy="false">]</mo></mrow><mi>j</mi></msub><mo>−</mo><mfrac><mn>1</mn><mrow><mi>N</mi><mi>r</mi></mrow></mfrac><mstyle displaystyle="true"><mo>∑</mo><mrow><msubsup><mrow /><mrow><mi>j</mi><mo>=</mo><mn>1</mn></mrow><mrow><mi>N</mi><mi>r</mi></mrow></msubsup><mo stretchy="false">(</mo><msub><mi>P</mi><mrow><mi>int</mi><mi>e</mi><mi>r</mi><mi>f</mi><mi>e</mi><mi>r</mi><mi>e</mi><mi>n</mi><mi>c</mi><mi>e</mi><msub><mrow><mo stretchy="false">[</mo><mi>k</mi><mo stretchy="false">]</mo></mrow><mi>j</mi></msub></mrow></msub><mo>+</mo><msub><mi>P</mi><mrow><mi>n</mi><mi>o</mi><mi>i</mi><mi>s</mi><mi>e</mi></mrow></msub><msub><mrow><mo stretchy="false">[</mo><mi>k</mi><mo stretchy="false">]</mo></mrow><mi>j</mi></msub><mo stretchy="false">)</mo></mrow></mstyle><mtext>       (Уравнение  9)</mtext></mrow>
где
NI [k] уровень NI в результате измерения k,
j
й
NI[k] уровень NI в результате измерения k на j приемной антенне,
interference
j
й
P[к] - мощность помех в результате измерения k на j приемной антенне, с исключением усиления мощности для SA-преамбулы.
noise
j
й
P[к] - мощность шумов в результате измерения k на j приемной антенне, Nr - число приемных антенн на мобильной станции AMS.
В одном из вариантов, оценка мощности шумов, которая может быть измерена в области, где отсутствуют помехи, может зависеть от конкретной реализации мобильной станции AMS 130. Оценка мощности помех может быть определена с использованием Уравнения (10) ниже.
<mtable columnalign="left"><mtr><mtd><msub><mi>P</mi><mrow><mi>int</mi><mi>e</mi><mi>r</mi><mi>f</mi><mi>e</mi><mi>r</mi><mi>e</mi><mi>n</mi><mi>c</mi><mi>e</mi></mrow></msub><msub><mo stretchy="false">[</mo><mi>k</mi><mo stretchy="false">]</mo><mi>j</mi></msub><mo>=</mo><msub><mi>P</mi><mrow><mi>S</mi><mi>e</mi><mi>g</mi><mn>0</mn></mrow></msub><mo>⋅</mo><msub><mi>P</mi><mrow><mi>int</mi><mi>e</mi><mi>r</mi><mi>f</mi><mi>e</mi><mi>r</mi><mi>e</mi><mi>n</mi><mi>c</mi><mi>e</mi><mo>_</mo><mi>T</mi></mrow></msub><msub><mrow /><mn>0</mn></msub><msub><mo stretchy="false">[</mo><mi>k</mi><mo stretchy="false">]</mo><mi>j</mi></msub><mo>+</mo><msub><mi>P</mi><mrow><mi>S</mi><mi>e</mi><mi>g</mi><mn>1</mn></mrow></msub><mo>⋅</mo><msub><mi>P</mi><mrow><mi>int</mi><mi>e</mi><mi>r</mi><mi>f</mi><mi>e</mi><mi>r</mi><mi>e</mi><mi>n</mi><mi>c</mi><mi>e</mi><mo>_</mo><mi>T</mi></mrow></msub><msub><mrow /><mn>1</mn></msub><msub><mo stretchy="false">[</mo><mi>k</mi><mo stretchy="false">]</mo><mi>j</mi></msub><mo>+</mo><msub><mi>P</mi><mrow><mi>S</mi><mi>e</mi><mi>g</mi><mn>2</mn></mrow></msub><mo>⋅</mo><msub><mi>P</mi><mrow><mi>int</mi><mi>e</mi><mi>r</mi><mi>f</mi><mi>e</mi><mi>r</mi><mi>e</mi><mi>n</mi><mi>c</mi><mi>e</mi><mo>_</mo><mi>T</mi></mrow></msub><msub><mrow /><mn>2</mn></msub><msub><mo stretchy="false">[</mo><mi>k</mi><mo stretchy="false">]</mo><mi>j</mi></msub><mtext>  </mtext></mtd></mtr><mtr><mtd><mtext>(Уравнение 10)</mtext></mtd></mtr></mtable>
где
Ts может представлять набор индексов измерений, полученных на основе индексов сегмента 's' (=0, 1, 2, …) тональных составляющих SA-преамбулы (например, с 505-1 по 505-3);
interference_Ts
j
й
P[k] может представлять уровень мощности помех сегмента 's' в j приемной антенне, найденный на основе измерений SA-преамбулы.
Segi
Seg0
Segl
Seg2
Seg0
Segl
Seg2
Seg0
Seg1
Seg2
P может представлять линейный коэффициент повышения или снижения мощности для сегмента 'i'. Например в системе с повторным использованием частот по схеме 1 (reuse-1), P=P=P=1. Для сегмента '0' в системе с повторным использованием частот по схеме 3 (reuse-3), P=1 and P=P=0. Для секции с усилением мощности при повторном использовании частот по схеме 3 (reuse-3) для сегмента 0 в системе с частичным повторным использованием частот FFR P=FP1_Power, P=FP2_Power, P=FP3_Power, где FP1_Power - линейный коэффициент повышения мощности и FP2_Power и FP3_Power - линейные коэффициенты снижения мощности.
Для измерений уровня шумов и помех NI можно использовать частотную секцию по схеме 1 (reuse-1). Статистику среднего значения уровня NI (в дБ) следует получать на основе множества одиночных сообщений с использованием Уравнения (11
<mrow><msub><mover accent="true"><mi>μ</mi><mo>⌢</mo></mover><mrow><mi>N</mi><mi>I</mi></mrow></msub><mo stretchy="false">[</mo><mi>k</mi><mo stretchy="false">]</mo><mo>=</mo><mrow><mo>{</mo><mtable columnalign="left"><mtr><mtd><mtext>                         </mtext><mi>N</mi><mtext>I</mtext><msub><mo stretchy="false">[</mo><mn>0</mn><mo stretchy="false">]</mo><mrow><mi>d</mi><mi>B</mi></mrow></msub><mtext>                  </mtext><mi>k</mi><mo>=</mo><mn>0</mn></mtd></mtr><mtr><mtd><msup><mo stretchy="false">(</mo><mn>1</mn><mo>−</mo><msub><mi>a</mi><mrow><mi>a</mi><mi>v</mi><mi>g</mi></mrow></msub><mo stretchy="false">)</mo><mrow><mi>n</mi><mo>+</mo><mn>1</mn></mrow></msup><msub><mover accent="true"><mi>μ</mi><mo>⌢</mo></mover><mrow><mi>N</mi><mi>I</mi></mrow></msub><mo stretchy="false">[</mo><mi>k</mi><mo>−</mo><mn>1</mn><mo stretchy="false">]</mo><mo>+</mo><mo stretchy="false">(</mo><mn>1</mn><mo>−</mo><msup><mo stretchy="false">(</mo><mn>1</mn><mo>−</mo><msub><mi>a</mi><mrow><mi>a</mi><mi>v</mi><mi>g</mi></mrow></msub><mo stretchy="false">)</mo><mrow><mi>n</mi><mo>+</mo><mn>1</mn></mrow></msup><mo stretchy="false">)</mo><mi>N</mi><mi>I</mi><msub><mo stretchy="false">[</mo><mi>k</mi><mo stretchy="false">]</mo><mrow><mi>d</mi><mi>B</mi></mrow></msub><mtext> </mtext><mi>k</mi><mo>></mo><mn>0</mn><mtext> </mtext></mtd></mtr></mtable></mrow><mtext>    (Уравнение 11)</mtext></mrow>
где
dB
10
NI[k]=10log(NI[k]);
avg
a может представлять параметр усреднения, задаваемый базовой станцией ABS 110 на основе конкретного случая использования; и
n может представлять число последовательных кадров, в которых может не быть измерений.
Для получения дисперсии, статистику квадрата математического ожидания можно обновлять с использованием Уравнений (12) и (13)
<mrow><msubsup><mover accent="true"><mi>x</mi><mo>⌢</mo></mover><mrow><mi>N</mi><mi>I</mi></mrow><mn>2</mn></msubsup><mo stretchy="false">[</mo><mi>k</mi><mo stretchy="false">]</mo><mo>=</mo><mrow><mo>{</mo><mtable columnalign="left"><mtr><mtd><mtext>                     </mtext><mrow><mo>|</mo><mrow><mi>N</mi><mi>I</mi><msub><mrow><mo stretchy="false">[</mo><mn>0</mn><mo stretchy="false">]</mo></mrow><mrow><mi>d</mi><mi>B</mi></mrow></msub></mrow><mo>|</mo></mrow><mtext>                </mtext><mi>k</mi><mo>=</mo><mn>0</mn></mtd></mtr><mtr><mtd><msup><mo stretchy="false">(</mo><mn>1</mn><mo>−</mo><msub><mi>a</mi><mrow><mi>a</mi><mi>v</mi><mi>g</mi></mrow></msub><mo stretchy="false">)</mo><mrow><mi>n</mi><mo>+</mo><mn>1</mn></mrow></msup><msubsup><mover accent="true"><mi>x</mi><mo>⌢</mo></mover><mrow><mi>N</mi><mi>I</mi></mrow><mn>2</mn></msubsup><mo stretchy="false">[</mo><mi>k</mi><mo>−</mo><mn>1</mn><mo stretchy="false">]</mo><mo>+</mo><mo stretchy="false">(</mo><mn>1</mn><mo>−</mo><msup><mo stretchy="false">(</mo><mn>1</mn><mo>−</mo><msub><mi>a</mi><mrow><mi>a</mi><mi>v</mi><mi>g</mi></mrow></msub><mo stretchy="false">)</mo><mrow><mi>n</mi><mo>+</mo><mn>1</mn></mrow></msup><mo stretchy="false">)</mo><mi>N</mi><mi>I</mi><msub><mo stretchy="false">[</mo><mi>k</mi><mo stretchy="false">]</mo><mrow><mi>d</mi><mi>B</mi></mrow></msub><mrow><mo>|</mo><mrow><msup><mrow /><mn>2</mn></msup></mrow></mrow><mtext> </mtext><mi>k</mi><mo>></mo><mn>0</mn><mtext> </mtext></mtd></mtr></mtable></mrow><mtext>      (Уравнение  12) и</mtext></mrow>
<mrow><msubsup><mover accent="true"><mi>σ</mi><mo>⌢</mo></mover><mrow><mi>N</mi><mi>I</mi></mrow><mn>2</mn></msubsup><mo stretchy="false">[</mo><mi>k</mi><mo stretchy="false">]</mo><mo>=</mo><mrow><mo>|</mo><mrow><msubsup><mover accent="true"><mi>x</mi><mo>⌢</mo></mover><mrow><mi>N</mi><mi>I</mi></mrow><mn>2</mn></msubsup><mo stretchy="false">[</mo><mi>k</mi><mo stretchy="false">]</mo><mo>−</mo><msub><mover accent="true"><mi>μ</mi><mo>⌢</mo></mover><mrow><mi>N</mi><mi>I</mi></mrow></msub><msup><mrow /><mn>2</mn></msup><mo stretchy="false">[</mo><mi>k</mi><mo stretchy="false">]</mo></mrow><mo>|</mo></mrow><mtext>            (Уравнение  13)</mtext></mrow>
signal
j
й
Вариант логической схемы, иллюстрирующей способ, используемый модулем 251 оценки отношения CINR для определения величин этого отношения CINR, показан на Фиг.6. В блоке 610 блок 251 оценки отношения CINR может определить мощность сигнала с использованием одной или более SA-преамбул 505-1, 505-2 и 505-3. В одном из вариантов, блок 251 оценки отношения CINR может измерять мощность сигнала с использованием занятых сигнальных тональных составляющих (таких как 421, 432 и 443, изображенные на Фиг.4) в составе одной или более SA-преамбул с 505-1 по 505-3, как показывает приведенное выше Уравнение (1) (P[k] - мощность сигнала в результате измерения к на j приемной антенне, с исключением усиления мощности для SA-преамбулы).
В блоке 620 блок 251 оценки отношения CINR может определить мощность шумов с использованием незанятых тональных составляющих в РА-преамбуле 503. Например, в центральном канале шириной 5 МГЦ может быть занята каждая вторая тональная составляющая в РА-преамбуле 503, а для определения мощности шумов можно использовать тональные составляющие, отличные от занятых составляющих.
noise
j
В одном из вариантов, мощность шумов P[k] может быть определена в области, где нет помех, специфичной для конкретной реализации мобильной станции AMS 130.
interference
j
В блоке 640 блок 251 оценки отношения CINR может определить мощность помех в каждом секторе с использованием SA-преамбулы. В одном из вариантов, блок 251 оценки отношения CINR может определить мощность помех P[k] с использованием Уравнения (2) выше. В одном из вариантов мощность помех можно определить с использованием и незанятых, и занятых тональных составляющих. Например, блок 251 оценки отношения CINR может определить помехи с использованием занятой тональной составляющей 421 и двух незанятых тональных составляющих 431 и 441, показанных на Фиг.4.
В блоке 660 блок 251 оценки отношения CINR может применить усиление мощности в режиме частичного повторного использования частот (FFR) к мощности помех в каждом секторе (0, 1, 2) с использованием средней мощности в каждой соте 310, 320, 330 и 350. В одном из вариантов, если уровни мощности для каждого сектора (0, 1, 2) в каждой соте 310, 320, 330 и 350 одинаковы, оценка отношения CINR может дать оценочную величину отношения CINR, которая может оказаться по существу равна реальной величине отношения CINR. Однако, если уровни мощности для каждого сектора (0, 1, 2) в каждой соте 310, 320, 330 и 350 различны, эта оценка отношения CINR может дать оценочную величину отношения CINR, которая может оказаться лишь приблизительно равна реальной величине отношения CINR. В блоке 680 блок 251 оценки отношения CINR может определить среднее значение величин отношения CINR с использованием приведенного выше Уравнения (3) и дисперсию величин отношения CINR с использованием приведенных выше Уравнений (4) и (5).
signal
j
й
Вариант логической схемы, представляющий способ, используемый блоком 254 оценки отношения SIR для определения величин отношения SIR, показан на Фиг.7. В блоке 710 блок 254 оценки отношения SIR может определить мощность сигнала с использованием одной или более SA-преамбул 505-1, 505-2 и 505-3. В одном из вариантов, этот блок 254 оценки отношения SIR может измерить мощность сигнала с использованием занятых сигнальных тональных составляющих (таких как 421, 432 и 443, показанные на Фиг.4) в составе одной или более SA-преамбул с 505-1 по 505-3 с использованием приведенного выше Уравнения (6) (P[k] - мощность сигнала в результате измерения k на j приемной антенне, исключив усиление мощности для SA-преамбулы).
interference
j
В блоке 740 модуль 254 оценки отношения SIR может определить мощность помех с использованием одной или более SA-преамбул 505-1, 505-2 и 505-3. В одном из вариантов, этот блок 254 оценки отношения SIR может определить мощность помех P[k] с использованием приведенного выше Уравнения (7). В одном из вариантов мощность помех можно определить с использованием и незанятых, и занятых тональных составляющих. Например, блок 254 оценки отношения SIR может определить помехи с использованием занятой тональной составляющей 421 и двух незанятых тональных составляющих 431 и 441, показанных на Фиг.4.
В блоке 760 блок 254 оценки отношения SIR может применить усиление мощности в режиме частичного повторного использования частот (FFR) к мощности помех в каждом секторе (0, 1, 2) в каждой из сот 310, 320, 330 и 350. В блоке 780 блок 254 оценки отношения SIR может определить среднее значение величин SIR с использованием Уравнения (8).
Вариант логической схемы, иллюстрирующей способ, используемый блоком 258 для оценки уровня шумов и помех в нисходящей линии DL NI, чтобы определить величины уровня DL NI, показан на Фиг.8. В блоке 810 блок 258 для оценки уровня DL NI может определить мощность шумов с использованием незанятых тональных составляющих в РА-преамбуле 503. Например, в центральном канале шириной 5 МГЦ может быть занята каждая вторая тональная составляющая в РА-преамбуле 503, а для определения мощности шумов можно использовать тональные составляющие, отличные от занятых составляющих.
noise
j
В одном из вариантов, мощность шумов P[k] может быть определена в области, где нет помех, специфичной для конкретной реализации мобильной станции AMS 130.
interference
j
В блоке 840 блок 258 для оценки уровня DL NI может определить мощность помех для каждого сектора с использованием SA-преамбул 505. В одном из вариантов, блок 258 для оценки уровня DL NI может определить мощность помех P[k] с использованием приведенного выше Уравнения (2). В одном из вариантов мощность помех можно определить с использованием и незанятых, и занятых тональных составляющих. Например, блок 251 оценки отношения CINR может определить помехи с использованием занятой тональной составляющей 421 и двух незанятых тональных составляющих 431 и 441, показанных на Фиг.4.
В блоке 860 блок 258 оценки уровня DL NI может применить усиление мощности в режиме частичного повторного использования частот (FFR) к мощности помех в каждом секторе (0, 1, 2) с использованием средней мощности в каждой соте 310, 320, 330 и 350. В одном из вариантов, если уровни мощности для каждого сектора (0, 1, 2) в каждой соте 310, 320, 330 и 350 одинаковы, оценка уровня DL NI может дать оценочную величину уровня DL NI, которая может оказаться по существу равна реальной величине уровня DL NI. Однако, если уровни мощности для каждого сектора (0, 1, 2) в каждой соте 310, 320, 330 и 350 различны, эта оценка уровня DL NI может дать оценочную величину уровня DL NI, которая может оказаться лишь приблизительно равна реальной величине уровня DL NI. В блоке 880 блок 258 для оценки уровня DL NI может определить среднее значение величин уровня DL NI с использованием приведенного выше Уравнения (11) и дисперсию величин уровня DL NI с использованием приведенных выше Уравнений (12) и (13).
Некоторые признаки настоящего изобретения были описаны со ссылками на примеры вариантов. Однако это описание не следует толковать в ограничительном смысле. Разнообразные модификации этих вариантов, приведенных в качестве примеров, равно как и другие варианты согласно настоящему изобретению, очевидные для специалиста в области, к которой относится настоящее изобретение, считаются попадающими в рамки духа и объема настоящего изобретения.