УСТРОЙСТВО И СПОСОБ ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ОШИБКОЙ КАНАЛА НЕИСКЛЮЧИТЕЛЬНОГО МУЛЬТИПЛЕКСИРОВАНИЯ ДЛЯ КАНАЛОВ УПРАВЛЕНИЯ
APPARATUS AND METHOD FOR CHANNEL ERROR CONTROL OF NON-EXCLUSIVE MULTIPLEXING FOR CONTROL CHANNELS

Настоящая заявка испрашивает приоритет предварительной заявки США № 61/060696, озаглавленной «Channel Error Control of Non-Exclusive Multiplexing for Forward Link Control Signaling», поданной 11 июня 2008, правообладателем которой является заявитель настоящей заявки и которая включена в данную заявку посредством ссылки.
Область техники
Настоящее изобретение относится, в целом, к устройству и способу для управления ошибкой канала. Более конкретно, настоящее изобретение относится к управлению ошибкой канала неисключительного мультиплексирования каналов управления, например, сигнализации управления по прямой линии связи.
Уровень техники
Системы беспроводной связи предоставляют множество услуг связи мобильным пользователям, которые находятся вдали от фиксированной телекоммуникационной инфраструктуры или перемещаются. Эти беспроводные системы используют радиопередачи, чтобы соединять мобильные устройства с различными базовыми станциями в зоне обслуживания. Базовые станции, в свою очередь, соединяются с центрами коммутации мобильной связи, которые направляют соединения к и от мобильных устройств к другим мобильным устройствам в различных сетях связи, таких как телефонная коммутируемая сеть общего пользования (PSTN), Интернет и т.д. Таким образом, пользователи, которые находятся вдали от дома или перемещаются, могут принимать различные услуги связи, такие как голосовая телефония, пейджинговая связь, обмен сообщениями, электронная почта, передача данных, видео, просмотр веб-страниц и т.д.
Из-за использования радиочастот для беспроводного соединения все мобильные пользователи должны договориться о едином наборе протоколов, чтобы совместно использовать недостаточный спектр радиочастот, выделенный для услуг беспроводной связи. Один важный протокол относится к способу доступа, используемому для соединения множества мобильных устройств с сетью беспроводной связи. Различные способы доступа включают в себя множественный доступ с частотным разделением (FDMA), множественный доступ с временным разделением (TDMA), множественный доступ с кодовым разделением (CDMA), и мультиплексирование с ортогональным частотным разделением (OFDM).
Сущность изобретения
Раскрыты устройство и способ для управления ошибкой канала неисключительного мультиплексирования каналов управления, например сигнализации управления по прямой линии связи. Согласно одному аспекту способ для неисключительного мультиплексирования, по меньшей мере, одного активного канала управления содержит этапы, на которых подготавливают, по меньшей мере, один активный канал управления, для передачи в следующем кадре, используя процессор данных передатчика; определяют устойчивость канала, по меньшей мере, одного активного канала управления на основе пороговой величины устойчивости канала; и если пороговая величина устойчивости канала не достигнута, осуществляют управление созвездием или управление мощностью на, по меньшей мере, одном активном канале управления до передачи, по меньшей мере, одного активного канала управления; или, если пороговая величина устойчивости канала достигнута, передают, по меньшей мере, один активный канал управления, используя передатчик.
Согласно другому аспекту базовая станция для неисключительного мультиплексирования, по меньшей мере, одного активного канала управления содержит процессор данных передатчика для подготовки, по меньшей мере, одного активного канала управления, для передачи в следующем кадре; процессор управления для определения устойчивости канала, по меньшей мере, одного активного канала управления на основе пороговой величины устойчивости канала; и модулятор символа, связанный с процессором управления, для осуществления управления созвездием или управления мощностью на, по меньшей мере, одном активном канале управления, до передачи, по меньшей мере, одного активного канала управления, если пороговая величина устойчивости канала не достигнута; и передатчик, связанный с модулятором символа, для передачи, по меньшей мере, одного активного канала управления, если пороговая величина устойчивости канала достигнута.
Согласно другому аспекту базовая станция, для неисключительного мультиплексирования, по меньшей мере, одного активного канала управления содержит средство для подготовки, по меньшей мере, одного активного канала управления для передачи в следующем кадре, используя процессор данных передатчика; средство для определения устойчивости канала, по меньшей мере, одного активного канала управления на основе пороговой величины устойчивости канала; средство для осуществления управления созвездием или управления мощностью на, по меньшей мере, одном активном канале управления до передачи, по меньшей мере, одного активного канала управления, если пороговая величина устойчивости канала не достигнута; или средство для передачи, по меньшей мере, одного активного канала управления, если пороговая величина устойчивости канала достигнута.
Согласно другому аспекту считываемый компьютером носитель содержит сохраненный на нем программный код, содержащий программный код для подготовки, по меньшей мере, одного активного канала управления для передачи в следующем кадре, используя процессор данных передатчика; программный код для определения устойчивости канала, по меньшей мере, одного активного канала управления на основе пороговой величины устойчивости канала; программный код для осуществления управления созвездием или управления мощностью на, по меньшей мере, одном активном канале управления до передачи, по меньшей мере, одного активного канала управления, если пороговая величина устойчивости канала не достигнута; или программный код для передачи, по меньшей мере, одного активного канала управления, если пороговая величина устойчивости канала достигнута.
Преимущества настоящего раскрытия могут включать в себя (1) обеспечение возможности покадрового определения и гарантии устойчивости канала неисключительного мультиплексирования, (2) обеспечение возможности достижения определенной устойчивости канала неисключительного мультиплексирования с минимальным необходимым покадровым увеличением питания, (3) обеспечение возможности получения превосходства в эффективности неисключительного мультиплексирования над исключительным мультиплексированием при радиопередаче (OTA) за счет более высокой сложности системы.
Следует понимать, что другие аспекты станут очевидными для специалистов в данной области техники из последующего подробного описания, в котором показаны и описаны различные аспекты посредством иллюстрации. Чертежи и подробное описание должны быть расценены как иллюстративные по своей сути, а не как ограничивающие.
Краткое описание чертежей
Фиг.1 является блок-схемой, иллюстрирующей примерный узел доступа/систему UE.
Фиг.2 иллюстрирует пример системы беспроводной связи, которая поддерживает множество пользователей.
Фиг.3 иллюстрирует примерную схему исключительного мультиплексирования канала управления, например, сигнализацию управления прямой линии связи (FLCS).
Фиг.4 иллюстрирует примерную схему неисключительного мультиплексирования канала управления, например сигнализацию управления прямой линии связи (FLCS).
Фиг.5 иллюстрирует три примера созвездий (констелляций) модуляции.
Фиг.6 иллюстрирует пример созвездия исключительного мультиплексирования.
Фиг.7 иллюстрирует пример созвездия неисключительного мультиплексирования с использованием 4-битного встроенного адреса назначения.
Фиг.8 иллюстрирует пример созвездия неисключительного мультиплексирования с использованием адреса назначения для шифрования.
Фиг.9 иллюстрирует пример управления созвездием неисключительного мультиплексирования и управления мощностью.
Фиг.10 иллюстрирует примерную блок-схему для неисключительного мультиплексирования канала управления, например сигнализации управления прямой линии связи (FLCS) с управлением ошибкой.
Фиг.11 иллюстрирует примерную схему последовательности операций для неисключительного мультиплексирования канала управления, например, сигнализации управления прямой линии связи (FLCS).
Фиг.12 иллюстрирует пример устройства, содержащего процессор в связи с памятью для исполнения процессов для управления характеристиками ошибки канала неисключительного мультиплексирования канала управления, например, сигнализации управления прямой линии связи (FLCS).
Фиг.13 иллюстрирует пример устройства, подходящего для управления характеристиками ошибки канала неисключительного мультиплексирования канала управления, например сигнализации управления прямой линии связи (FLCS).
Подробное описание
Подробное описание, представленное ниже со ссылками на сопроводительные чертежи, предназначается как описание различных аспектов настоящего раскрытия и не предназначается для представления единственных аспектов, в которых может быть осуществлено настоящее раскрытие. Каждый аспект, описанный в этом раскрытии, предоставляется исключительно как пример или иллюстрация настоящего раскрытия и не должен быть обязательно рассмотрен как предпочтительный или преимущественный над другими аспектами. Подробное описание включает в себя конкретные детали для облегчения полного понимания настоящего раскрытия. Однако специалистам в данной области техники следует понимать, что настоящее раскрытие может быть осуществлено без этих конкретных деталей. В некоторых случаях известные структуры и устройства показаны в форме блок-схемы, чтобы избежать неправильного понимания настоящего раскрытия. Акронимы и другая описательная терминология могут использоваться просто для удобства и ясности и не предназначаются для ограничения контекста настоящего раскрытия.
Тогда как в целях простоты объяснения методологии показаны и описаны как ряд действий, следует понимать, что методологии не ограничиваются порядком действий, поскольку некоторые действия, в соответствии с одним или более аспектами, могут происходить в различных порядках и/или одновременно с другими действиями, что отличается от того, что показано и описано здесь. Например, специалистам в данной области техники должно быть понятно, что методология может в качестве альтернативы быть представлена как последовательность взаимосвязанных состояний или событий, например как диаграмма состояний. Кроме того, не все изображенные действия могут требоваться для реализации методологии в соответствии с одним или более аспектами.
Фиг.1 является блок-схемой, изображающей примерный узел доступа/систему 100 UE. Специалистам в данной области техники следует понимать, что примерный узел доступа/система 100 UE, изображенный на Фиг.1, может быть реализован в среде FDMA, среде OFDMA, среде CDMA, среде WCDMA, среде TDMA, среде SDMA или любой другой подходящей беспроводной среде.
Узел доступа/система 100 UE включает в себя узел 101 доступа (также известный как базовая станция) и пользовательское оборудование или UE 201 (также известное как устройство беспроводной связи или мобильная станция). На участке нисходящей линии связи узел 101 доступа (также известный как базовая станция) включает в себя процессор А 110 передачи данных (TX), который принимает, форматирует, кодирует, чередует и модулирует (или помечает символ) данные трафика и предоставляет символы модуляции (также известные как символы данных). Процессор А 110 TX данных находится в связи с модулятором А 120 символа. Модулятор А 120 символа принимает и обрабатывает символы данных и символы пилот-сигнала нисходящей линии связи и предоставляет поток символов. В одном аспекте модулятор А 120 символа находятся в связи с процессором А 180, который предоставляет информацию о конфигурации. Модулятор А 120 символа находится в связи с модулем А 130 передатчика (TMTR). Модулятор А 120 символа мультиплексирует символы данных и символы пилот-сигнала нисходящей линии связи и предоставляет их модулю А 130 передатчика.
Каждый символ, который будет передан, может быть символом данных, символом пилот-сигнала нисходящей линии связи или нулевым значением сигнала. Символы пилот-сигнала нисходящей линии связи могут отправляться непрерывно в каждый период символа. В одном аспекте символы пилот-сигнала нисходящей линии связи являются мультиплексированными с частотным разделением (FDM). В другом аспекте символы пилот-сигнала нисходящей линии связи являются мультиплексированными с ортогональным частотным разделением (OFDM). В еще одном аспекте символы пилот-сигнала нисходящей линии связи являются мультиплексированными с кодовым разделением (CDM). В одном аспекте модуль А 130 передатчика принимает и преобразует поток символов в один или более аналоговых сигналов и дополнительно преобразует, например, усиливает, фильтрует и/или преобразует с повышением частоты аналоговые сигналы для генерирования аналогового сигнала нисходящей линии связи, подходящего для беспроводной передачи. Аналоговый сигнал нисходящей линии связи затем передается через антенну 140.
На участке нисходящей линии связи UE 201 включает в себя антенну 210 для приема аналогового сигнала нисходящей линии связи и ввода аналогового сигнала нисходящей линии связи в модуль B 220 приемника (RCVR). В одном аспекте модуль B 220 приемника преобразует, например, фильтрует, усиливает и преобразует с понижением частоты аналоговый сигнал нисходящей линии связи для получения первого преобразованного сигнала. Затем первый преобразованный сигнал дискретизируется. Модуль B 220 приемника находится в связи с демодулятором B 230 символов. Демодулятор B 230 символов демодулирует первый преобразованный и дискретизированный сигнал (также известный как символы данных), выводимый из модуля B 220 приемника. Специалисты в данной области техники должны понимать, что в качестве альтернативы процесс дискретизации может быть реализован демодулятором B 230 символов. Демодулятор B 230 символов находится в связи с процессором B 240. Процессор B 240 принимает символы пилот-сигнала нисходящей линии связи от демодулятора B 230 символов и осуществляет оценивание канала на символах пилот-сигнала нисходящей линии связи. В одном аспекте оценивание канала является процессом характеризации текущей среды распространения. Демодулятор B 230 символов принимает оценку частотной характеристики для участка нисходящей линии связи от процессора B 240. Демодулятор B 230 символов осуществляет демодуляцию данных на символах данных для получения оценки символов данных на пути нисходящей линии связи. Оценки символов данных на пути нисходящей линии связи являются оценками символов данных, которые были переданы. Демодулятор B 230 символов находится также в связи с процессором B 250 RX.
Процессор B 250 RX данных принимает оценки символов данных на пути нисходящей линии связи от демодулятора B 230 символов и, например, демодулирует (то есть обращено отображает символы), чередует и/или декодирует оценки символов данных на пути нисходящей линии связи для восстановления данных трафика. В одном аспекте обработка демодулятором B 230 символов и процессором B 250 RX данных является дополнительной к обработке модулятором А 120 символов и процессором А 110 TX соответственно.
На участке восходящей линии связи UE 201 включает в себя процессор B 260 TX данных. Процессор B 260 TX принимает и обрабатывает данные трафика для вывода символов данных. Процессор B 260 TX данных находится в связи с модулятором D 270 символов. Модулятор D 270 символов принимает и мультиплексирует символы данных с символами пилот-сигнала восходящей линии связи, осуществляет модуляцию и предоставляет поток символов. В одном аспекте модулятор D 270 символов находится в связи с процессором B 240, который предоставляет информацию о конфигурации. Модулятор D 270 символов находится в связи с модулем передатчика B 280.
Каждый символ, который будет передан, может быть символом данных, символом пилот-сигнала восходящей линии связи или нулевым значением сигнала. Символы пилот-сигнала восходящей линии связи могут быть отправлены непрерывно в каждый период символа. В одном аспекте символы пилот-сигнала восходящей линии связи являются мультиплексированными с частотным разделением (FDM). В другом аспекте символы пилот-сигнала восходящей линии связи являются мультиплексированными с ортогональным частотным разделением (OFDM). В еще одном аспекте символы пилот-сигнала восходящей линии связи являются мультиплексированными с кодовым разделением (CDM). В одном аспекте модуль В 280 передатчика принимает и преобразует поток символов в один или более аналоговых сигналов и дополнительно обуславливает, например, усиливает, фильтрует и/или преобразует с повышением частоты аналоговые сигналы для генерирования аналогового сигнала восходящей линии связи, подходящего для беспроводной передачи. Аналоговый сигнал восходящей линии связи затем передается через антенну 210.
Аналоговый сигнал восходящей линии связи от UE 201 принимается антенной 140 и обрабатывается модулем А 150 приемника, для получения выборок. В одном аспекте модуль А 150 приемника преобразует, например, фильтрует, усиливает и преобразует с понижением частоты аналоговый сигнал восходящей линии связи для получения второго преобразованного сигнала. Затем второй преобразованный сигнал дискретизируется. Модуль А 150 приемника находится в связи с демодулятором C 160 символов. Специалисты в данной области техники должны понимать, что в качестве альтернативы процесс дискретизации может быть реализован демодулятором С 160 символов. Демодулятор C 160 символов осуществляет демодуляцию данных на символах данных для получения оценки символа данных на пути восходящей линии связи и затем предоставляет символы пилот-сигнала восходящей линии связи и оценки символа данных на пути восходящей линии связи процессору А 170 RX данных. Оценки символов данных на пути восходящей линии связи являются оценками символов данных, которые были переданы. Процессор А 170 RX данных обрабатывает оценки символов данных на пути восходящей линии связи для восстановления данных трафика, переданных устройством 201 беспроводной связи. Демодулятор C 160 символов находится также в связи с процессором А 180. Процессор А 180 осуществляет оценивание канала для каждого активного терминала, передающего на участке восходящей линии связи. В одном аспекте множество терминалов могут передавать символы пилот-сигнала одновременно на участке восходящей линии связи на их соответствующих назначенных наборах поддиапазонов пилот-сигнала, где наборы поддиапазонов пилот-сигнала могут чередоваться.
Процессор А 180 и процессор B 240 направляют (то есть управляют, координируют или организуют и т.д.) работу в узле 101 доступа (также известном как базовая станция) и в UE 201, соответственно. В одном аспекте один из процессора А 180 и процессора B 240 или они оба связываются с одним или более модулями памяти (не показаны) для хранения программных кодов и/или данных. В одном аспекте один из процессора А 180 и процессора B 240 или они оба осуществляют вычисления для получения оценки частотной и импульсной характеристики для участка восходящей линии связи и участка нисходящей линии связи, соответственно.
В одном аспекте узел доступа/UE система 100 является системой с множественным доступом. Для системы с множественным доступом (например, FDMA, OFDMA, CDMA, TDMA, SDMA, и т.д.), множество терминалов передают одновременно на участке восходящей линии связи. В одном аспекте, для системы с множественным доступом, поддиапазоны пилот-сигнала могут быть распределены среди различных терминалов. Методы оценки канала используются в случаях, когда поддиапазоны пилот-сигнала для каждого терминала охватывают всю рабочую полосу (возможно, за исключением краев полосы). Такая структура поддиапазона пилот-сигнала желательна для получения частотного разнесения для каждого терминала.
Фиг.2 иллюстрирует пример системы 290 беспроводной связи, которая поддерживает множество пользователей. На Фиг.2 ссылочные позиции 292A-292G относятся к сотам, ссылочные позиции 298A-298G относятся к базовым станциям (BS) или базовым приемопередающим станциям (BTS), и ссылочные позиции 296A-296J относятся к пользовательским оборудованиям (UE) доступа. Размер соты может меняться. Любое множество алгоритмов и способов может использоваться для планирования передачи в системе 290. Система 290 предоставляет передачу для большого числа сот с 292A по 292G, каждая из которых обслуживается соответствующей базовой станцией с 298A по 298G, соответственно. Межсистемная (то есть, переход между технологиями радио доступа (IRAT)) передача обслуживания происходит, когда продолжающийся вызов переводится между сотой одной сети и сотой другой сети. Такой переход может произойти, например, между сетью WCDMA и сетью GSM.
Мультиплексирование является универсальным методом в беспроводной связи для совместного использования ресурсов связи среди множества пользователей. В целом, ресурсы связи, такие как временные интервалы и/или частотные каналы, совместно используются систематическим способом для общего пользования среды распространения несколькими пользователями. Есть два общих типа способов мультиплексирования: исключительный (выделенный) и неисключительный (совместно используемый). Методы исключительного мультиплексирования могут использоваться для предоставления упорядоченного совместного использования недостаточных ресурсов, и методы исключительного мультиплексирования являются устойчивыми в беспроводной среде распространения. С другой стороны, методы неисключительного мультиплексирования могут использоваться для улучшенной эффективности ресурса, так как они не требуют исключительного назначения ресурса. Желаемая цель в проектировании беспроводной системы состоит в достижении высокой эффективности ресурса методов неисключительного мультиплексирования одновременно со свойствами устойчивости канала методов исключительного мультиплексирования.
Настоящее раскрытие описывает подход для управления характеристиками ошибки канала неисключительного мультиплексирования канала управления или сигнализации управления прямой линии связи (FLCS). В одном аспекте FLCS может быть рассмотрен как канал управления для передачи различных каналов сигнализации между мобильными терминалами и беспроводной сетью. Каналы сигнализации являются служебными каналами в беспроводной системе для поддержки администрирования и управления пользовательскими каналами, которые переносят желаемую информацию. Одно преимущество раскрытого подхода заключается в улучшенной эффективности использования ресурса беспроводной (OTA) связи неисключительным мультиплексированием в мобильной беспроводной связи, не ставя под угрозу устойчивость канала.
В одном примере FLCS исключительно выделяется среди мобильных терминалов и имеет высокую эффективность использования ресурса OTA. Известные примеры исключительного мультиплексирования включают в себя мультиплексирование с временным разделением (TDM), мультиплексирование с частотным разделением (FDM) и мультиплексирование с кодовым разделением (CDM) с разнесением или без разнесения передачи и комбинации некоторых или всех из вышеупомянутых средств. Однако полностью исключительное мультиплексирование FLCS гарантирует устойчивость работы системы служебных каналов сигнализации за счет использования недостаточных ресурсов OTA, которые совместно используются FLCS и пользовательскими данными прямой линии связи (FL). Таким образом, доступность ресурсов для пользовательских каналов передачи данных уменьшается, когда используется исключительное мультиплексирование для FLCS.
Улучшенная эффективность OTA может быть достигнута неисключительным мультиплексированием за счет несовершенной изоляции среди назначений (получателей), а также ослабленной устойчивости по отношению к искажению канала. При неисключительном мультиплексировании множество мобильных терминалов контролируют совместно используемые ресурсы OTA для потенциальных каналов сигнализации FLCS. Однако некоторые подходы неисключительного мультиплексирования требуют проверки допустимости ошибки, которая, возможно, будет не корректна из-за ошибок канала. Если стратегия уменьшения ошибок канала состоит просто в большем назначении недостаточных ресурсов OTA, то полезность неисключительного мультиплексирования ограничивается.
Подход неисключительного мультиплексирования по настоящему раскрытию направлен на устойчивость против ошибок канала, чтобы обеспечить возможность схемы неисключительного мультиплексирования как истинной альтернативы исключительному мультиплексированию для улучшения эффективности OTA в мобильных системах беспроводной связи. При этом подход неисключительного мультиплексирования не ограничен FLCS.
В одном аспекте схема мультиплексирования FLCS может использовать исключительное мультиплексирование для управления отдельными мобильными терминалами. Например, исключительное мультиплексирование может быть достигнуто через TDM, где мобильным устройствам назначаются отдельные и выделенные временные интервалы для контроля и приема FLCS от базовых станций без двусмысленности. Исключительное мультиплексирование может также быть достигнуто через FDM, CDM и т.д. или комбинацию любых схем мультиплексирования, в которых мобильным терминалам назначаются отдельные и выделенные ресурсы логического канала для FLCS для достижения отдельных мобильных устройств индивидуально. Фиг.3 иллюстрирует примерную схему исключительного мультиплексирования канала управления, например, сигнализацию управления по прямой линии связи (FLCS).
Исключительное мультиплексирование не является самым эффективным методом мультиплексирования, так как ресурсы физического канала, назначенные отдельным мобильным терминалам, вероятно, не будут использоваться полностью всегда. Чтобы улучшить эффективность мультиплексирования, те же самые физические ресурсы канала могут быть совместно использованы предварительно определенной группой мобильных терминалов. Каждый мобильный терминал может контролировать все сообщения, принятые от ресурсов физического канала, назначенных его мобильной группе, и искать указание назначения в содержимом сообщений.
В одном примере пакетная передача по Ethernet обычно предполагает идеальную передачу, предоставленную или из характеристик почти идеального физического канала или посредством использования протокола повторной передачи, когда задержка является допустимой. В другом случае адрес назначения или идентификация устройства является встроенной в принятое сообщение для указания намеченного назначения пакета. Напротив, для систем беспроводной мобильной связи неидеальная передача является фундаментальным предположением из-за природы мобильных каналов и стоимости задержки из-за повторной передачи. Эти ограничения приводят к ненулевой вероятности ошибки сообщения управления, где один мобильный терминал принимается за другой мобильный терминал из-за ошибок канала OTA. Вероятность ошибки сообщения управления является обычно малой, для поддержания достаточного исключительного мультиплексирования за счет использования кодирования канала. В одном аспекте кодирование канала смягчает искажение канала, расходуя ресурсы OTA. Фиг.4 иллюстрирует примерную схему неисключительного мультиплексирования канала управления, например сигнализацию управления по прямой линии связи (FLCS).
Одним примером оптимизированного проектирования системы является прямой совместно используемый канал управления (F-SCCH) беспроводной системы сверхподвижной широкополосной передачи (UMB). На стороне передатчика сообщение F-SCCH имеет 16-битный код контроля циклическим избыточным кодом (CRC), добавленный до скремблирования с идентификатором управления доступом к среде (ID MAC), с последующим сверточным кодированием с кодовой скоростью R=1/3 и длиной ограничения K=9.
-16
На стороне приемника каждый мобильный приемник осуществляет декодирование Витерби на каждое контролируемое и принятое сообщение F-SCCH до дескремблирования, по меньшей мере, в два различных времени с широковещательным ID MAC и одноадресным ID MAC. Результирующий код CRC затем проверяется для подтверждения следующего: (1) сообщение F-SCCH было принято правильно, и (2), сообщение F-SCCH предназначается для мобильного терминала. Одна проблема с такой оптимизацией, например, состоит в том, что даже с используемым 16-битным CRC, все еще есть 2*2 вероятность ошибки, что переводится в одну потенциальную ошибку управления FL на каждый мобильный терминал каждые ~30 секунд для системы UMB, в которой физическая продолжительность кадра составляет приблизительно 1 мс. Хотя вероятность ошибки может быть уменьшена более длинным кодом CRC, использование более длинного кода CRC будет противоречить рациональности использования неисключительного мультиплексирования и способствовать неэффективности.
Ошибка неисключительного мультиплексирования означает потерю пропускной способности для пользовательских данных, но также может иметь большие осложнения для сигнализации управления. Поэтому желательно улучшить управление ошибки канала неисключительного мультиплексирования, без потери его преимущества в эффективности. В одном примере проблема устойчивости канала в неисключительном мультиплексировании может быть проанализирована и скомпенсирована в передатчике, например, используя созвездие мультиплексирования, подобное созвездию модуляции. В одном аспекте управление ошибкой для неисключительного мультиплексирования включает в себя использование созвездия мультиплексирования для определения того, как ошибки канала превращаются в ошибки мультиплексирования. Созвездие неисключительного мультиплексирования является изменяющимся во времени в зависимости от потребности в сигнализации активным пользователям, и характеристики мультиплексирования могут быть улучшены посредством управления созвездием и управления мощностью.
Устойчивость канала модуляции данных зависит в большой степени от карты созвездия модуляции по отношению к мощности передачи. Фиг.5 иллюстрирует три примера созвездий модуляции. Обычно используются созвездия модуляции, такие как квадратурная фазовая модуляция (QPSK), 16-QAM (16-ричная квадратурная амплитудная модуляция), 64-QAM (64-ричная квадратурная амплитудная модуляция), как показано на Фиг.5. Учитывая мощность передачи как ограничение, обычно выбирается самый высокий порядок модуляции, возможный в пределах желаемой устойчивости к помехам.
Фиг.6 иллюстрирует пример созвездия исключительного мультиплексирования. Применяя подобные понятия, мультиплексирование устойчивости канала может быть проанализировано с примерным созвездием мультиплексирования, как показано на Фиг.6 для исключительного мультиплексирования. В отличие от созвездий модуляции, показанных на фиг.5, нет никакой неоднозначности в созвездии исключительного мультиплексирования, учитывая, что каждый мобильный терминал имеет свое собственное выделенное назначение логического канала. Шум канала может только вызвать ошибки в данных или сигнализации, принятых в намеченном мобильном терминале, и не будет путать другие мобильные терминалы.
С другой стороны, созвездия неисключительного мультиплексирования могут часто выглядеть очень схожими с созвездиями модуляции, когда адрес назначения встраивается как часть полезной нагрузки. Фиг.7 иллюстрирует пример созвездия неисключительного мультиплексирования с использованием 4-битного встроенного адреса назначения, который позволяет до 16 пользователям совместно использовать логический канал. В примере на Фиг.7 адрес назначения встраивается в полезную нагрузку сообщения. При надлежащем планировании улучшается устойчивость канала, поскольку с сокращением числа пользователей увеличивается интервал между точками созвездия. Хотя фиг.7 иллюстрирует 4-битный встроенный адрес получателя, используемый созвездием неисключительного мультиплексирования, специалистам в данной области техники следует понимать, что для встроенного адреса назначения может использоваться другое количество битов (например, r-бит), не влияя на контекст или суть настоящего раскрытия.
В одном аспекте созвездие неисключительного мультиплексирования может иногда быть более динамичным и трудным для анализа, когда сообщение скремблировано с адресом назначения как частью ключа. Фиг.8 иллюстрирует пример созвездия неисключительного мультиплексирования с использованием адреса назначения для скремблирования. На фиг.8 созвездие неисключительного мультиплексирования включает в себя полезную нагрузку сообщения, которая скремблирована адресом назначения. Зависимые от данных коды контроля циклическим избыточным кодом (CRC) и основанное на времени скремблирование канала F-SCCH приводят к изменяющемуся во времени и однородно распределенному созвездию. Интервал среди точек созвездия, обычно используемых в качестве указания устойчивости канала, становится случайной переменной с одинаковым худшим расстоянием, не зависимым от числа пользователей.
Традиционные решения, разработанные вокруг исключительного мультиплексирования, увеличивают или размер кода CRC или мощность передачи, сводя на нет преимущество эффективности неисключительного мультиплексирования и переводя его к простоте исключительного мультиплексирования. Увеличение размера кода CRC эффективно увеличивает пространство созвездия мультиплексирования, но не обязательно может расширять интервал между точками созвездия, учитывая произвольную природу неисключительного мультиплексирования. Увеличение мощности передачи для лучшей устойчивости мультиплексирования, без учета динамического характера созвездия неисключительного мультиплексирования, не обязательно превзошло бы исключительное мультиплексирования.
В одном аспекте метрика характеристик устойчивости канала для модуляции данных является средним интервалом в выбранном созвездии модуляции, которое является статичным и полностью заполненным. Метрика характеристик также предполагает равное воздействие от всех ошибок. Однако метрика среднего интервала не является подходящей для созвездия мультиплексирования, учитывая, что некоторые ошибки могут влиять на работу системы больше, чем другие. Следовательно, важен минимальный интервал в созвездии мультиплексирования. Кроме того, минимальный интервал в созвездии мультиплексирования может не улучшаться при работе с меньшим количеством мобильных терминалов. Таким образом, произвольный и динамический характер созвездий неисключительного мультиплексирования препятствует традиционным решениям эффективно улучшать характеристики устойчивости канала.
Подход для управления ошибкой канала неисключительного мультиплексирования сигнализации управления прямой линии связи (FLCS), как раскрыто в настоящем раскрытии, улучшает характеристики устойчивости канала неисключительного мультиплексирования, реализуя покадровое управление созвездием и управление мощностью, как показано на фиг.9. Фиг.9 иллюстрирует пример созвездия неисключительного мультиплексирования и управления мощностью. Управление созвездием служит для удаления такого малого количества точек созвездия, какое необходимо, с максимальной выгодой, которая возможна при минимальном интервале среди точек созвездия. Удаление точек созвездия подразумевает отмену или задержку запланированной сигнализации управления к определенным мобильным терминалам, что, например, требует взаимодействия различных уровней с протоколами MAC уровня или протоколами более высоких уровней. Если минимальный интервал получающегося и потенциально измененного созвездия мультиплексирования все еще не удовлетворяет требование устойчивости канала, уровень мощности передачи для отдельной сигнализации управления может быть дополнительно скорректирован, чтобы масштабировать созвездие мультиплексирования в пределах допустимого диапазона согласно другим системным ограничениям.
В одном примере метрикой для минимального интервала созвездия мультиплексирования является расстояние Хемминга между двумя кодами CRC, один при условии идеального канала (без ошибок канала) и другой при условии неидеального канала (с ошибками канала). Из-за линейности работы CRC может быть показано, что код CRC последовательности сообщения, искаженного ошибкой канала, является просто полем Галуа по модулю 2 (сумма GF (2)) (также известно как исключающее ИЛИ, то есть, XOR) кода CRC последовательности сообщения без ошибок канала и кода CRC последовательности синдрома ошибок.
(1)
где m(x) является последовательностью сообщения и e(x) является последовательностью синдрома ошибок.
Поскольку скремблирование и дескремблирование являются также линейными операциями, соотношение в уравнении (1) все еще существует, когда m(x) является скремблированным и когда m(x) является дескремблированным. В одном примере практическая реализация заключается в использовании таблицы поиска предварительно вычисленных кодов CRC возможных синдромов ошибок в разумном рабочем диапазоне SNR. Например, может использоваться подмножество всех возможных 2" последовательностей синдрома ошибок для кода CRC длиной n-бит, чтобы избежать полностью исчерпывающего поиска пространства последовательностей синдрома ошибок. Для каждого сообщения передачи с возможным неисключительным мультиплексированием (в зависимости от числа активных ID MAC) может быть вычислено минимальное расстояние соответствующего кода CRC, беря минимальное расстояние кода CRC (например, расстояние Хемминга) по всем возможным кодам CRC искаженных последовательностей сообщений канала, которые являются XOR исходного кода CRC с кодом CRC синдрома ошибок из таблицы поиска.
Фиг.10 иллюстрирует примерную блок-схему для неисключительного мультиплексирования канала управления, например, сигнализации управления прямой линии связи (FLCS) с управлением ошибкой. Показана возможная архитектура для неисключительного мультиплексирования FLCS с созвездием и управлением мощностью для получения устойчивости.
Фиг.11 иллюстрирует примерную схему последовательности операций для неисключительного мультиплексирования канала управления, например, сигнализации управления прямой линии связи (FLCS). На этапе 1110 подготавливают, по меньшей мере, один активный канал управления, для передачи в следующем кадре, причем канал управления является активным. В одном примере канал управления является сигнализацией управления прямой линии связи (FLCS). В одном примере этап подготовки по меньшей мере одного канала управления для передачи осуществляется процессором данных передатчика, схожим с процессором А 110 TX, показанным на Фиг.1.
После этапа 1110 на этапе 1120 оценивают устойчивость канала, по меньшей мере, одного канала управления. В одном аспекте одна или более из следующих метрик используются для оценки устойчивости канала: отношение сигнала к шуму (SNR), уровень затухания, частота ошибочных битов, частота ошибочных кадров и т.д. Специалистам в данной области техники следует понимать, что примерные метрики, раскрытые здесь, приведены в качестве примера и не являются исключительными. Могут использоваться другие метрики, не влияя на суть или контекст настоящего раскрытия. В одном примере этап оценки устойчивости канала осуществляется процессором управления, схожим с процессором А 180, показанным на фиг.1.
В одном аспекте пороговая величина устойчивости канала используется для оценки устойчивости канала. В одном аспекте пороговая величина устойчивости канала является одним или более из следующего: отношения сигнала к шуму (SNR), уровня затухания, частоты ошибочных битов, частоты ошибочных кадров, и т.д. Например, если пороговая величина устойчивости канала достигается, канал считают устойчивым. Однако если устойчивость канала не достигается, канал считают неустойчивым. После этапа 1120 на этапе 1130 определяют, достигается ли пороговая величина устойчивости канала. Если не достигается пороговая величина устойчивости канала, последовательность продолжается на этапе 1140. Если достигается пороговая величина устойчивости канала, последовательность продолжается на этапе 1150.
На этапе 1140 осуществляют управление созвездием или управление мощностью, по меньшей мере, одного канала управления, который является активным. Например, как показано на Фиг.9, одна точка созвездия в созвездии удаляется для уменьшения ошибки канала. В одном примере точка созвездия, которая устраняется, имеет минимальное расстояние (например, расстояние Хемминга) от другой точки созвездия. В одном примере созвездие включает в себя код контроля циклическим избыточным кодом (CRC). В одном примере этап осуществления управления созвездием осуществляется модулятором символа, схожим с модулятором А 120 символа, показанным на фиг.1.
На этапе 1150 передают, по меньшей мере, один канал управления. В одном примере этап передачи осуществляется передатчиком, схожим с передатчиком А 130, показанным на Фиг.1.
В одном аспекте, по меньшей мере, один канал управления передается с измененным созвездием (то есть, созвездие корректируется) и измененными уровнями мощности передачи. В одном примере, по меньшей мере, один канал управления передается с использованием одного из следующего: мультиплексирования с временным разделением (TDM), мультиплексирования с частотным разделением (FDM), мультиплексирования с кодовым разделением (CDM) или гибрида любой из этих трех схем мультиплексирования. После этапа 1150 последовательность возвращается на этап 1110, для дополнительной передачи в следующем кадре.
Специалистам в данной области техники следует понимать, что подход для управления характеристиками ошибки канала неисключительного мультиплексирования сигнализации управления прямой линии связи (FLCS), раскрытый здесь, применим к любым системам беспроводной мобильной связи, например, без ограничения, к беспроводной системе сверхподвижной широкополосной передачи (UMB).
Специалистам в данной области техники следует понимать, что порядок этапов, раскрытых в примерной схеме последовательности операций на фиг.11, может меняться, не отступая от контекста и сути настоящего раскрытия. Кроме того, специалистам в данной области техники следует понимать, что этапы, проиллюстрированные в схеме последовательности операций, не являются исключительными и последовательность может включать в себя другие этапы, или один, или более этапов могут быть удалены из примерной схемы последовательности операций, не влияя на контекст и суть настоящего раскрытия.
Специалистам в данной области техники дополнительно следует понимать, что различные иллюстративные компоненты, логические блоки, модули, схемы и/или этапы алгоритма, описанные в связи с примерами, раскрытыми здесь, могут быть реализованы как электронные аппаратные средства, встроенное микропрограммное обеспечение, программное обеспечение или их комбинация. Чтобы ясно иллюстрировать эту взаимозаменяемость аппаратных средств, встроенного микропрограммного обеспечения и программного обеспечения, различные иллюстративные компоненты, блоки, модули, схемы и/или этапы алгоритма были описаны выше обычно с точки зрения их функциональности. Реализуется ли такая функциональность как аппаратные средства, встроенное микропрограммное обеспечение или программное обеспечение зависит от определенного приложения и конструктивных ограничений, наложенных на систему в целом. Специалисты в данной области техники могут реализовать описанную функциональность различными способами для каждого конкретного приложения, но такие решения реализации не должны быть интерпретированы как отходящие от контекста или сути настоящего раскрытия.
Например, для аппаратной реализации, блоки обработки могут быть реализованы в пределах одной или более определенной для приложения интегральной схемы (ASIC), цифрового сигнального процессора (DSP), устройств обработки цифровых сигналов (DSPD), программируемых логических устройств (PLD), программируемых на месте логических матриц (FPGA), процессоров, контроллеров, микроконтроллеров, микропроцессоров, других электронных модулей, разработанных для осуществления функций, описанных в них, или их комбинаций. С программным обеспечением реализация может осуществляться через модули (например, процедуры, функции, и т.д.), которые выполняют функции, описанные в них. Программные коды могут быть сохранены в блоках памяти и осуществлены блоком обработки. Дополнительно, различные иллюстративные блок-схемы, логические блоки, модули и/или этапы алгоритма, описанные здесь, могут также быть кодированы как читаемые компьютером инструкции, переносимые на любом читаемом компьютером носителе, известном в уровне техники или реализованы в любом компьютерном программном продукте, известном в уровне техники.
В одном или более примерах этапы или функции, описанные здесь, могут быть реализованы в аппаратных средствах, программном обеспечении, встроенном микропрограммном обеспечении или любой их комбинации. При реализации в программном обеспечении функции могут быть сохранены или переданы как одна или более инструкция или код на читаемом компьютере носителе. Читаемые компьютером носители включают в себя как компьютерные носители, так и коммуникационную среду, включая любой носитель, который облегчает передачу компьютерной программы от одного места до другого. Носители могут быть любыми доступными носителями, к которым может получить доступ компьютер. Посредством примера, но не ограничения, такие читаемые компьютером носители могут содержать RAM, ROM, EEPROM, CD-ROM или другие хранилища на оптическом диске, хранилища на магнитном диске, или другие магнитные устройства хранения, или любой другой носитель, который может использоваться для переноса или хранения желаемого кода программы в форме инструкций или структур данных, к которым может получить доступ компьютер. Кроме того, любое соединение корректно определять как читаемый компьютером носитель. Например, если программное обеспечение передается с веб-сайта, сервера или другого удаленного источника, используя коаксиальный кабель, оптический кабель, витую пару, цифровую абонентскую линию (DSL) или беспроводные технологии, такие как инфракрасное излучение, радиоволны и микроволны, то коаксиальный кабель, оптический кабель, витая пара, DSL или беспроводные технологии, такие как инфракрасное излучение, радиоволны и микроволны, включаются в определение носителя. Диски (disk и disc), использующиеся здесь, включают в себя компакт-диск (CD), лазерный диск, оптический диск, цифровой универсальный диск (DVD), гибкий диск и диск Blu-ray, причем магнитные диски (disk) обычно воспроизводит данные магнитным образом, в то время как оптические диски (disc) воспроизводит данные оптически с помощью лазера. Комбинации вышеупомянутого должны также включаться в рамки читаемых компьютером носителей.
В одном примере иллюстративные компоненты, блок-схемы, логические блоки, модули и/или этапы алгоритма, описанные здесь, реализуются или выполняются одним или более процессорами. В одном аспекте процессор связан с памятью, которая хранит данные, метаданные, инструкции программы и т.д. для выполнения процессором для реализации или осуществления различных блок-схем, логических блоков и/или модулей, описанных здесь. Фиг.12 иллюстрирует пример устройства 1200, содержащего процессор 1210 в связи с памятью 1220 для выполнения процессов для управления характеристиками ошибок канала неисключительного мультиплексирования канала управления, например, сигнализации управления по прямой линии связи (FLCS). В одном примере устройство 1200 используется для реализации алгоритма, проиллюстрированного на Фиг.11. В одном аспекте память 1220 располагается в пределах процессора 1210. В другом аспекте память 1220 является внешней по отношению к процессору 1210. В одном аспекте процессор включает в себя схему для реализации или выполнения различных блок-схем, логических блоков и/или модулей, описанных здесь.
Фиг.13 иллюстрирует пример устройства 1300, подходящего для управления характеристиками ошибки канала неисключительного мультиплексирования канала управления, например, сигнализации управления прямой линии связи (FLCS). В одном аспекте устройство 1300 реализуется, по меньшей мере, одним процессором, содержащим один или более модулей, выполненных с возможностью предоставлять управления характеристиками ошибки канала неисключительного мультиплексирования канала управления, например, сигнализации управления по прямой линии связи (FLCS), как описано здесь на этапах 1310, 1320, 1330, 1340 и 1350. Например, каждый модуль содержит аппаратные средства, встроенное микропрограммное обеспечение, программное обеспечение или любую их комбинацию. В одном аспекте устройство 1300 также реализуется, по меньшей мере, одной памятью в связи с по меньшей мере с одним процессором.
Предыдущее описание раскрытых аспектов предоставляется, чтобы позволить любому специалисту в данной области техники сделать или использовать настоящее раскрытие. Различные модификации этих аспектов будут очевидны для специалистов в данной области техники, и универсальные принципы, определенные здесь, могут быть применены к другим аспектам, не отступая от сущности или объема раскрытия.