БАЗОВАЯ СТАНЦИЯ И СПОСОБ ОСЛАБЛЕНИЯ АСИНХРОННЫХ ПОМЕХ В МНОГОУРОВНЕВОЙ ОВЕРЛЕЙНОЙ СЕТИ OFDMA
BASE STATION AND METHOD FOR REDUCING ASYNCHRONOUS INTERFERENCE IN MULTI-TIER OFDMA OVERLAY NETWORK

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
[0001] Варианты воплощения относятся к сетям беспроводной связи. Некоторые варианты воплощения относятся к многоуровневой сетевой синхронизации и в методике связи в сетях, в которых используется ортогональный множественный доступ с частотным разделением (OFDMA). Некоторые варианты воплощения относятся к ослаблению помех в многоуровневой оверлейной сети OFDMA, включая сети глобальной связи в микроволновом диапазоне, сконфигурированные в соответствии со стандартом IEEE 802.16(m) и сети, сконфигурированные в соответствии с усовершенствованным стандартом 3GPP-LTE.
ИЗВЕСТНЫЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
[0002] Многоуровневая оверлейная сеть может включать более высокий уровень базовых станций высокого уровня и мобильных станций высокого уровня так же как базовых станций низкого уровня и мобильных станций низкого уровня. Базовые станции низкого уровня и мобильные станции низкого уровня работают в пределах зоны охвата базовой станции высокого уровня. Одной проблемой, связанной с многоуровневыми оверлейными сетями, работающими на одной частоте, является помеха, вызванная конфликтом при связи в пределах одного и того же частотного спектра. Связь одного уровня может вмешаться в связь другого уровня. Многоуровневые оверлейные сети OFDMA используют циклические префиксы в качестве защитного интервала, ослабляющего помехи между символами, однако, кадры от одного уровня, которые прибывают вне циклического префикса на другом уровне, могут вызвать асинхронную помеху. Кадры одного уровня, которые прибывают в циклическом префиксе на другом уровне, могут вызвать синхронную помеху. Асинхронной помехой значительно труднее управлять, чем синхронной помехой.
[0003] Таким образом, есть общая необходимость в ослаблении асинхронной помехи в многоуровневой оверлейной сети OFDMA.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
[0004] Фигура 1 - многоуровневая оверлейная сеть OFDMA в соответствии с некоторыми вариантами воплощения;
[0005] Фигура 2 - не установленные границы кадра, которые могут привести к асинхронной помехе;
[0006] Фигура 3А - таблица различных параметров многоуровневой оверлейной сети OFDMA;
[0007] Фигура 3В - кумулятивное распределение ошибок неточного совпадения по времени, которые могут привести к асинхронной помехе;
[0008] Фигура 4 - сдвиг вперед границ кадра в соответствии с некоторыми вариантами воплощения;
[0009] Фигура 5 - блок-схема базовой станции в соответствии с некоторыми вариантами воплощения; и
[0010] Фигура 6 - процедура ослабления асинхронной помехи в многоуровневой оверлейной сети OFDMA в соответствии с некоторыми вариантами воплощения.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ
[ООН] Следующее описание и чертежи в полной мере иллюстрируют конкретные варианты воплощения изобретения, чтобы позволить специалистам в данной области применять это изобретение на практике. Другие варианты воплощения могут включать структурные, логические, электрические, технологические и другие модификации. Части и признаки некоторых вариантах воплощения могут быть включены в другие варианты воплощения или заменить их. Варианты воплощения, заявленные в формуле изобретения, охватывают все доступные эквиваленты воплощения изобретения.
[0012] На фигуре 1 представлена многоуровневая оверлейная сеть OFDMA в соответствии с некоторыми вариантами воплощения. Многоуровневая оверлейная сеть OFDMA 100 может содержать два или несколько уровней, включая высокие уровни и низкие уровни. Каждый уровень может включать базовые станции и мобильные станции, которые связаны в пределах их уровня. В многоуровневой оверлейной сети OFDMA 100 высокий уровень включает базовую станцию высокого уровня (БС) 102 и одну или несколько мобильных станции высокого уровня, таких как мобильная станция высокого уровня (MS) 104, связанная с базовой станцией высокого уровня 102.
Низкий уровень включает базовую станцию низкого уровня (LT БС) 112 и одну или несколько мобильных станций низкого уровня, таких как мобильная станция низкого уровня (MS LT) 114, связанная с базовой станцией низкого уровня 112. Хотя на чертеже показана многоуровневая оверлейная сеть OFDMA 100, имеющая только два уровня, многоуровневая оверлейная сеть OFDMA 100 может иметь несколько уровней. [0013] Базовая станция низкого уровня 112 может связаться с мобильной станцией низкого уровня 114 в зоне обслуживания низкого уровня 113. Базовая станция высокого уровня 102 может связаться с мобильной станцией высокого уровня 104 в зоне обслуживания высокого уровня 103. Зона обслуживания низкого уровня 113 может быть расположена, по меньшей мере, частично в зоне обслуживания высокого уровня 103. Базовая станция низкого уровня 112 и базовая станция высокого уровня 102 могут связываться с соответствующими мобильными станциями, используя один и тот же частотный спектр. В соответствии с некоторыми вариантами воплощения, базовая станция низкого уровня 112 может связаться с мобильной станцией низкого уровня 114 в соответствии с методикой связи OFDMA, и базовая станция высокого уровня 102 может связаться с мобильной станцией высокого уровня 104 в соответствии с методикой связи OFDMA.
[0014] Базовая станция низкого уровня 112 и базовая станция высокого уровня 102 могут связываться с их соответствующими мобильными станциями, используя один и тот же частотный спектр. Использование одного и того же частотного спектра для передачи кадров OFDMA может привести к асинхронной помехе, когда кадры OFDMA, предназначенные для другого устройства, прибывают вне циклического префикса кадра OFDMA. Использование одного и того же частотного спектра для передачи кадров OFDMA может привести к синхронной помехе, когда кадры OFDMA, предназначенные для другого устройства, прибывают в циклическом префиксе кадра. [0015] В некоторых вариантах воплощения базовая станция низкого уровня 112 и базовая станция высокого уровня 102 могут передавать кадры OFDMA на их соответствующие мобильные станции, используя один и тот же набор неортогональных поднесущих OFDM. В этих вариантах воплощения базовая станция низкого уровня 112 и базовая станция высокого уровня 102 могут связаться друг с другом, используя, по меньшей мере, некоторых неортогональные поднесущие.
[0016] В соответствии с вариантами воплощения, базовая станция низкого уровня 112 конфигурируется для ослабления асинхронной помехи в многоуровневой оверлейной сети OFDMA 100, выравнивая границы ее кадра. Это может позволить помехе полученной синхронно. В этих вариантах воплощения базовая станция низкого уровня 112 может установить границы кадра OFDMA, чтобы инициировать прибытие кадров, переданных на высоком уровне, в циклическом префиксе на базовую станцию низкого уровня 112. Базовая станция низкого уровня 112 также может установить границы кадра OFDMA, чтобы инициировать прибытие кадров, переданных на высоком уровне, в циклическом префиксе на мобильную станцию высокого уровня 104. Мобильная станция низкого уровня 114 также может установить время своей передачи, как описано ниже более подробно.
[0017] В некоторых вариантах воплощения базовая станция низкого уровня 112 может увеличить границы восходящего кадра OFDMA, чтобы выровнять границы восходящего кадра OFDMA с передачей восходящего кадра до высокого уровня. Базовая станция низкого уровня 112 также может задержать границы своего нисходящего кадра OFDMA в случае необходимости, чтобы выровнять границы нисходящего кадра OFDMA с передачей нисходящего кадра высокого уровня. Настройка границ восходящего кадра OFDMA может гарантировать, что восходящие передачи мобильной станции высокого уровня 104 будут получены в пределах циклического префикса на базовой станции низкого уровня 112, ослабляя асинхронную помеху на базовой станции низкого уровня 112. Установка границ нисходящего кадра OFDMA может гарантировать, что нисходящие передачи базовой станции низкого уровня 112 на мобильную станцию низкого уровня 114 будут получены в циклическом префиксе на мобильной станции высокого уровня 104, ослабляя асинхронную помеху на мобильной станции высокого уровня 104.
[0018] Как объяснено ниже более подробно, установка границ кадра базовой станцией низкого уровня 112 и мобильной станцией низкого уровня 114 может быть особенно важной, когда мобильная станция высокого уровня 104 находится в зоне обслуживания 113 базовой станции низкого уровня 112.
[0019] На фигуре 2 показаны не установленные границы кадра, которые могут привести к асинхронной помехе. На фигуре 2 показан сценарий, в котором мобильная станция низкого уровня (называемая фемпто-мобильной станцией (FMS)) и соответствующая базовая станция низкого уровня (называемая фемпто-базовой станцией (FB)) используют обычную регулировку сдвига времени для восходящих передач. В этом примере FB и FMS работают в зоне действия базовой станции высокого уровня, назьюаемой макро-базовой станцией (MBS) и связанной с ней
мобильной станцией высокого уровня, называемой макро-мобильной станцией (MMS).
В этом сценарии MBS и FB могут быть разделены расстоянием Dl, MBS и MMS могут быть разделены расстоянием D2, FB и MMS могут быть разделены расстоянием D3, и FMS и FB могут быть разделены расстоянием D3'.
[0020] Не установленное опорное время 212 из FB может быть задержано относительно опорного времени 202 из MBS из-за задержки распространения сигнала па расстояние D1. Не установленное опорное время 212 из MBS может быть основано на синхронизации нисходящего кадра от MBS, полученного в FB. Эффект ошибок синхронизации на привязке кадра по времени может быть проигнорирован, чтобы упростить рисунок. MMS совершенствует свои восходящие передачи, чтобы они прибыли выровненными с границей восходящего кадра MBS. MMS сдвигает вперед свой восходящий кадр относительно кадра MBS на задержку распространения между MMS и MBS (т.е., на расстояние D2). Если восходящий канал F-BS получает границу кадра, не откорректированную на эту задержку распространения на расстояние D1, восходящие передачи MMS могут прибыть до границы кадра F-BS, возможно за пределами циклического префикса в FB, в зависимости от расстояний Dl и D2. Это может вызвать проблемы, когда MMS работает в пределах зоны FB. Поскольку эта помеха является асинхронной, ее труднее удалить, чем синхронную помеху.
[0021] На фигуре 3А представлена таблица различных параметров многоуровневой оверлейной сети OFDMA. Используя параметры, определенные в таблице фигуры 3А, наихудший случай рассогласования помехи MMS может быть оценен как функция размера ячейки и представлен в таблице ниже.
Размер ячейки (метры)
Наихудший случай (D1+D2-D3)~2D1~2 x размера Ячейки (выборки)
Наихудший случай рассогласование помехи 2D1+2δ (выборки)
500
39
55
1000
77
93
1500
115
131
2000
153
169
[0022] Предполагается, что в этих оценках фемпто-зона является небольшой (-100 метров), расстояние D1 может быть приблизительно равно расстоянию D2 и расстояние D3 может быть незначительным (например, 100 метров ~ 4 выборки для 1024 FFT). Также показано общее рассогласование по времени, скорректированное для ошибок из-за синхронизации. Отметим, что ошибка синхронизации может составлять 2δ, учитывая, что и FB и привязки по времени кадра MMS могут быть сопоставимы с
ошибкой синхронизации. В этом примере, для циклического префикса 1/8 символа (СР-1/8), размеры ячейки порядка 1,5 км могут быть подвержены существенной асинхронной помехе за пределами циклического префикса. Использование более короткого циклического префикса (например, СР 1/16), может быть исключено, поскольку помехи будут влиять даже на ячейки размером меньше 1000 метров.
[0023] На фигуре 3В показано кумулятивное распределение ошибок синхронизации, которое может привести к асинхронной помехе. Распределение ошибок синхронизации при размерах ячейки 1500 и 2000 метров графически показано на фигуре 3 В. Ошибки синхронизации вычисляются на основе расстояния данного местоположения от центра ячейки. Можно видеть, что для размера ячейки 1,5 км, приблизительно 14% местоположений в ячейке могут испытывать рассогласование синхронизации, которое превышает циклический префикс 1/8 и может быть равно 128 выборкам. Однако, для 2-километрового размера ячейки, процент местоположений, превышающих циклический префикс 1/8, увеличивается до 50%, что можно считать существенным. Грубая оценка увеличенного уровня шума, введенного из-за помех между символами и между несущими, формированного в этом примере рассогласования синхронизации указывает, что для 50% рассогласования, превышающего циклический префикс, уровень шума будет превышать 70% при -15 дБ для размера ячейки в 2 километра.
[0024] Помеха от MMS также может быть сильной, даже при развертывании фемпто-ячеек, имеющим малую плотность, потому что FMS скорректирует мощность восходящей передачи ниже помехи, вызванной макрооверлейной сетью. Если мощность передачи FMS уменьшается, чтобы избежать помехи пользователям макроячейки, сигнал-шум и отношение сигнал-смесь помехи с шумом) в F-MS, в основном, ухудшаться. Например, для мощностей передачи 0 dBm и 10% кумулятивной функции распределения (CDF), отношение сигнал-смесь помехи с шумом для MMS может составить приблизительно -20 дБ, тогда как отношение сигнал-смесь помехи с шумом для FB может составить приблизительно -13 дБ. Эта помеха может быть существенной. Если эта помеха является асинхронной, то увеличенный уровень шума, вытекающий из помехи между символами и несущими может снизить эффективность ослабления помехи.
1
2
[0025] В соответствии с вариантами воплощения, FB может ослабить асинхронную помеху, выравнивая границы кадра. Это может позволить получить синхронную помеху. Чтобы ослабить восходящую асинхронную помеху, вытекающую из рассогласования синхронизации между FMS и M-MS в фемпто-ячейке оверлейной сети, которая использует MBS в качестве опорного времени, FB и FMS могут установить задержку своего восходящего кадра (относительно нисходящего опорного кадра) на время из-за подтверждения приема (RTD) между FB и MBS (2xDl). Практически это сдвинуло бы восходящий кадр относительно приемного опорного кадра MBS на дополнительную величину / RTD (D1). Поскольку фемпто-зона и D3 могут быть небольшими (например, 100 метров), D1-D2 и помеха от MMS могут быть получены в циклическом префиксе (СР) границы восходящего кадра FB. Из величин в таблице фигуры 3А, можно видеть, что распространение D3+задержка (DS) будут меньше чем циклический префикс. Также можно видеть, что передача FMS все еще может быть в пределах СР границы кадра F-BS. Помеха от FMS в MBS была бы выровнена таким же образом. В вариантах воплощения IEEE 802.16(e) точность синхронизации, наложенная IEEE 802.16(e), может также гарантировать, что любой дополнительный полученный сдвиг разместился бы в циклическом префиксе.
[0026] На фигуре 4 показан сдвиг вперед границ кадра в соответствии с некоторыми вариантами воплощения. На фигуре 4 показаны начальная не установленная граница 412 нисходящего кадра, граница кадра 402 базовой станции высокого уровня 102 (фигура 1) и скорректированная граница восходящего кадра OFDMA 414 базовой станции низкого уровня 112 (фигура 1).
[0027] Обращаясь к фигуре 1 и фигуре 4, мы видим, что базовая станция низкого уровня 112 может сдвинуть вперед свои границы восходящего кадра OFDMA 414, чтобы выровнять эти границы восходящего кадра OFDMA 414 с передачами восходящего кадра высокого уровня. В случае необходимости базовая станция низкого уровня 112 также может задержать границы своего нисходящего кадра OFDMA, чтобы выровнять границы нисходящего кадра OFDMA с передачами нисходящего кадра высокого уровня. Установка границ восходящего кадра OFDMA 414 может гарантировать, что восходящие передачи мобильной станции высокого уровня 104 будут получены в циклическом префиксе на базовой станции низкого уровня 112, ослабляя асинхронную помеху на базовой станции низкого уровня 112. Установка границ нисходящего кадра OFDMA может гарантировать, что нисходящие передачи
базовой станции низкого уровня 112 на мобильную станцию низкого уровня 114 будут получены в циклическом префиксе на мобильной станции высокого уровня 104, ослабляя асинхронную помеху на мобильной станции высокого уровня 104.
[0028] В этих вариантах воплощения выравнивание границ восходящего кадра OFDMA на базовой станции низкого уровня 112 относительно границы восходящего кадра высокого уровня может ослабить асинхронную помеху на базовой станции низкого уровня 112, позволяя гарантировать, что восходящие передачи мобильной станции высокого уровня 104 будут получены в циклическом префиксе на базовой станции низкого уровня 112. Таким образом, помеха, вызванная восходящими передачами мобильной станции высокого уровня 104, получается как синхронная (т.е., циклические префиксы полученных символов) на базовой станции низкого уровня 112 и может быть снижена одной или несколькими синхронными методиками ослабления помехи.
[0029] Выравнивание границ нисходящего кадра OFDMA на базовой станции низкого уровня 112 относительно границы нисходящего кадра высокого уровня помогает ослабить асинхронную помеху на мобильной станции высокого уровня 104, гарантируя, что нисходящие передачи базовой станции низкого уровня 112 будут получены в циклическом префиксе на мобильной станции высокого уровня 104. Таким образом, помеха, вызванная нисходящими передачами данных базовой станции низкого уровня 112, получается синхронно (например, в циклических префиксах полученных символов) на мобильной станции высокого уровня 104 и может быть снижена одним или несколькими методиками ослабления синхронной помехи.
[0030] Таким образом, асинхронная помеха на базовой станции низкого уровня 112 и на мобильной станции высокого уровня 104 может быть снижена, позволяя базовой станции низкого уровня 112 и мобильной станции высокого уровня 104 дополнительно ослабить эффекты помехи, выполняя одну или несколько методик ослабления синхронной помехи.
[0031] Выравнивание границ кадра также может ослабить асинхронную помеху, инициируя прибытие кадров, переданных в сети на низком уровне, в циклическом префиксе на базовую станцию высокого уровня 102. Мобильная станция низкого уровня 114 может первоначально установить границы кадра на основе границы кадра базовой станции низкого уровня 112 и может дополнительно установить свои границы кадра, как обсуждено ниже более подробно.
[0032] В некоторых вариантах воплощения базовая станция низкого уровня 112 может определить начальную не установленную границу нисходящего кадра 412, путем выполнения процесса синхронизации с базовой станцией высокого уровня 102 по эфиру (ОТА). Благодаря процессу синхронизации ОТА, начальная граница нисходящего кадра 412 может быть задержана приблизительно на половину времени RTD 415 относительно границы кадра 402 базовой станции высокого уровня 102. Базовая станция низкого уровня 112 может сдвинуть вперед свою границу восходящего кадра OFDMA 414 относительно начальной границы нисходящего кадра 412 на величину приблизительно равную времени RTD 415. Время RTD 415 может относиться к двойному времени прохождения сигнала между базовой станцией высокого уровня 102 и базовой станцией низкого уровня 112 на расстоянии D1.
[0033] Процесс синхронизации ОТА может быть выполнен на основе приема преамбул, переданных базовой станцией высокого уровня 102. Процесс синхронизации ОТА также может включать предварительное формирование начального диапазона, чтобы определить задержку распространения сигнала и, таким образом, RTD 415.
[0034] Как показано на фигуре 4, начальная не установленная граница нисходящего кадра 412 может быть задержана относительно границы кадра 402 высокоуровневой базовой станции 102 на время распространения сигнала через расстояние D1 между базовой станцией высокого уровня 102 и базовой станцией низкого уровня 112. В этих вариантах воплощения базовая станция низкого уровня 112 может сдвинуть вперед границы своего восходящего кадра OFDMA 414 относительно начальной границы нисходящего кадра 412 приблизительно на время RTD 415. В этих вариантах воплощения, в которых синхронизация ОТА выполняется, передвигая границы восходящего кадра OFDMA 414 от начальной границы нисходящей линии связи 412 приблизительно на время RTD 415, асинхронная помеха может быть снижена, потому что восходящая передача от мобильной станции высокого уровня 104 к базовой станции высокого уровня 102 может достигнуть базовой станции низкого уровня 112 в циклическом префиксе границы кадра 414 базовой станции низкого уровня 112. Например, восходящий кадр, переданный от мобильной станции высокого уровня 104, может прибыть в циклическом префиксе восходящего кадра базовой станции уровня низкого уровня 112.
[0035] Когда синхронизация ОТА выполняется базовой станцией низкого уровня 112, базовая станция низкого уровня 112 может выровнять свою границу нисходящего кадра OFDMA, в основном, по начальной границе нисходящей линии связи 412. Граница нисходящего кадра OFDMA базовой станции низкого уровня 112, возможно, не должна быть задержана относительно начальной границы нисходящего кадра 412, поскольку граница, кадра 402 базовой станции высокого уровня 102, полученного базовой станцией низкого уровня 112, уже задержана на половину RTD 414.
[0036] Когда выполняется синхронизация ОТА, мобильная станция низкого уровня 114, связанная с базовой станцией низкого уровня 112, может иметь связь с границей восходящего кадра 416, сдвинутого на время RTD 415 между базовой станцией низкого уровня 112 и базовой станцией высокого уровня 102. Мобильная станция низкого уровня 114 может дополнительно сдвинуть вперед границу восходящего кадра 416 на время прохождения сигнала в прямом и обратном направлении между базовой станцией низкого уровня 112 и мобильной станцией низкого уровня 114. В этих вариантах воплощения базовая станция низкого уровня 112 может предоставить информацию о сдвиге мобильной станции низкого уровня 114, связанной с базовой станцией низкого уровня 112 во время ранжирования так, чтобы границы восходящего кадра 416 мобильной станции низкого уровня 114, по меньшей мере, были бы сдвинуты на время RTD 415 между базовой станцией низкого уровня и базовой станцией высокого уровня. Таким образом, мобильная станция низкого уровня 114 может не знать, что работает в многоуровневой сети. Во время процесса ранжирования мобильная станция низкого уровня 114 может определить, что время RTD к базовой станции низкого уровня 112 для дальнейшего продвижения является границами восходящего кадра 416, как показано на фигуре 4. Могут также использоваться другие методики передачи информации о сдвиге мобильной станции низкого уровня 114. Например, информация о сдвиге может быть широковещательно передана базовой станцией низкого уровня 112 мобильной станции низкого уровня 114 через передачу сигналов высокого уровня, или обеспечена по каналу транспортной связи.
[0037] В некоторых вариантах воплощения без ОТА (non-ОТА) базовая станция низкого уровня 112 может определить, что начальная граница нисходящего кадра установлена на основе информации о времени, полученная от другого источника, такого как транспортная сеть или спутники GPS. В этом случае, начальная граница нисходящего кадра базовой станции низкого уровня 112 может быть выровнена приблизительно по границе кадра 402 базовой станции высокого уровня 102. В этих вариантах воплощения non-ОТА базовая станция низкого уровня 112 может задержать свою границу нисходящего кадра OFDMA относительно начальной границы нисходящего кадра на величину, приблизительно равную времени распространения сигнала (т.е. половине времени RTD 415). Базовая станция низкого уровня 112 может сдвинуть вперед свою границу восходящего кадра OFDMA 414 относительно начальной границы нисходящего кадра на величину, приблизительно равную времени распространения сигнала (т.е. на половину времени RTD 415).
[0038] В этих вариантах воплощения базовая станция non-ОТА низкого уровня 112 может быть сконфигурирована для выполнения процесса ранжирования с базовой станцией высокого уровня 102 и определения времени распространения сигнала между базовой станцией высокого уровня 102 и базовой станцией низкого уровня 112. Подобно обсужденным выше вариантам синхронизации ОТА, в этих вариантах воплощения синхронизации с non-ОТА базовая станция низкого уровня 112 может предоставить информацию о перемещении связанной с ней мобильной станции низкого уровня 114 во время ранжирования с тем, чтобы границы восходящего кадра мобильной станции низкого уровня 114 могли быть выровнены относительно границ восходящего кадра базовой станции низкого уровня 112 и дополнительно сдвинуты по времени RTD между базовой станцией низкого уровня 112 и мобильной станцией низкого уровня 114. В этих вариантах воплощения базовая станция non-ОТА низкого уровня 112 определяет начальную границу кадра на основе глобального опорного сигнала (т.е. без использования передач сигнала от базовой станции высокого уровня 102), и начальная граница кадра 412 может быть, в основном, выровнена по границе кадра 402 базовой станции высокого уровня 102.
[0039] В дополнение к ослаблению асинхронной помехи базовая станция низкого уровня 112 может выполнить одну или несколько методик ослабления синхронной помехи для снижения влияния синхронной помехи, вытекающей из передач высокого уровня, получаемых в циклическом префиксе. Таким образом, сильная помеха (т.е. помеха от передач любой базовой станции высокого уровня 102 и/или мобильной станции высокого уровня 104), которые будут получены в циклическом префиксе, может быть обработана как синхронная помеха, позволяя выполнить методики ослабления синхронных помех. Это может улучшить возможности системы многоуровневой оверлейной сети OFDMA 100 и помочь избежать сложностей и низкой производительности, связанных с методиками управления асинхронной помехой.
[0040] Синхронная помеха может содержать помеху, созданную передачами кадров, которые находятся в циклическом префиксе. Например, синхронная помеха может содержать помеху, которая вызвана передачами между базовой станцией высокого уровня 102 и одной или несколькими мобильными станциями высокого уровня 104, которые находятся в циклическом префиксе кадров, принятых на базовой станции низкого уровня 112. Синхронная помеха включает передачи в пределах не ортогонального (т.е. того же) частотного спектра в циклическом префиксе символа. В этих вариантах воплощения может возникнуть синхронная помеха, потому что и мобильная станция высокого уровня 104 и мобильная станция низкого уровня 114 могут передавать различную информацию в пределах одного и того же периода времени кадра, используя один и тот же частотный спектр. Примеры методик ослабления синхронной помехи включают различные способы обработки сигналов, используя смарт-антенны для обнуления и удаления помехи, и смарт-антенны в приемнике, чтобы удалить помеху, а также радиосхемы управления ресурсом, которые управляют ортогональными наборами ресурсов между различными уровнями. В описанных здесь вариантах воплощения может использоваться большое число схем управления помехой.
[0041] В некоторых вариантах воплощения радиус (r1) зоны обслуживания высокого уровня 103 может быть, по меньшей мере, в десять раз (10х) больше радиуса (r2) зоны обслуживания низкого уровня 113. Передачи базовой станцией низкого уровня 112 и мобильной станции низкого уровня 114 могут осуществляться на значительно более низком уровне мощности (например, в 10 раз ниже), чем соответствующие передачи базовой станцией высокого уровня 102 и мобильной станции высокого уровня 104. Радиус зоны обслуживания высокого уровня 103 может изменяться от 1000 метров до 3000 метров, однако это не обязательно, поскольку радиус зоны обслуживания высокого уровня 103 может быть столь небольшим, как 500 метров. Радиус зоны обслуживания низкого уровня 113 может изменяться от менее 50 метров до нескольких сотен метров.
[0042] В некоторых вариантах воплощения по стандарту IEEE 802.16, в которых циклический префикс составляет 1/8 символа, когда радиус зоны обслуживания высокого уровня 103 составляет примерно 1,5 км, базовая станция низкого уровня 112 и мобильная станция низкого уровня 114 вблизи внешнего края могут извлечь выгоду из описанной здесь настройки границы кадра OFDMA. С другой стороны, базовая станция низкого уровня 112 и мобильная станция низкого уровня 114 работающие в центральной части зоны обслуживания высокого уровня 103, возможно, не будут подвержены действию асинхронной помехи от станции высокого уровня и, возможно, не должны корректировать свои границы кадра OFDMA, как описано здесь.
[0043] В одном примере, в котором используются параметры фигуры ЗА и циклическая длина префикса 1/8, когда радиус зоны обслуживания высокого уровня 103 составляет приблизительно 2 км, базовая станция низкого уровня 112 и мобильная станция низкого уровня 114, работающие приблизительно в половине зоны обслуживания высокого уровня 103, подвержены асинхронной помехе и могут ослабить ее, выравнивая границы кадра OFDMA, как описано здесь. В некоторых вариантах воплощения базовая станция низкого уровня 112 может определить, установить ли свои границы кадра OFDMA, как описано здесь, на основе окончания асинхронной помехи из-за рассогласования синхронизации, превышающего циклический префикс. В этих вариантах воплощения базовая станция низкого уровня 112 может определить, установить ли свои границы кадра OFDMA на основе длины циклического префикса и расстояния до базовой станции высокого уровня. В некоторых других вариантах воплощения базовая станция низкого уровня 112 может установить границы кадра OFDMA, как описано здесь, независимо от асинхронной помеха.
[0044] В некоторых вариантах воплощения, для предопределенного размера циклического префикса (например, 1/8 символа), базовая станция низкого уровня 112 конфигурируется, чтобы установить свои границы кадра OFDMA, как описано здесь, когда радиус зоны обслуживания высокого уровня 103 превышает предопределенную величину (например, 500 метров). Базовая станция низкого уровня 112 может воздержаться от корректировки своих границ кадра OFDMA, когда радиус зоны обслуживания высокого уровня 103 не превышает предопределенной величину.
[0045] В соответствии с некоторыми вариантами воплощения, для предопределенной циклической длины префикса, базовая станция низкого уровня 112 может установить границы кадра OFDMA, когда радиус зоны обслуживания высокого уровня 103 превышает предопределенную величину, и может воздержаться от корректировки границ кадра OFDMA, когда радиус зоны обслуживания высокого уровня 103 не превышает предопределенную величину. В некоторых других вариантах воплощения базовая станция низкого уровня 112 может установить границы кадра OFDMA, когда асинхронная помеха заканчивается на основе расстояния до базовой станции высокого уровня 102 и длины циклического префикса.
[0046] В некоторых вариантах воплощения базовая станция низкого уровня 112, так же как и базовая станция высокого уровня 102 могут работать в соответствии со стандартом IEEE 802.16, таким как усовершенствованный протокол радиоинтерфейса, определенный в IEEE 802.16(m), под названием "Часть 16: Радиоинтерфейс для фиксированных и мобильных систем беспроводного широкополосного доступа". Базовая станция высокого уровня 102 может быть усовершенствованной базовой станцией (ABS), и мобильная станция высокого уровня 104 может быть усовершенствованной мобильной станцией (AMS), которые работают в соответствии с усовершенствованным протоколом радиоинтерфейса, определенным в IEEE 802.16(m). Базовая станция низкого уровня 112 может быть фемпто-ABS, в основном, с меньшей мощностью передачи, чем базовая станция высокого уровня 102. Базовая станция низкого уровня 112 может быть установлена в доме, офисе или другом месте, чтобы обеспечить доступ к локальной группе пользователей с фемпто-зоной обслуживания. Базовая станция низкого уровня 112 может работать, как базовая станция для локальной группы пользователей и может быть соединена с поставщиком услуг посредством широкополосного соединения. В некоторых других вариантах воплощения элементы сети 100 могут быть сконфигурированы в соответствии с одним из стандартов 3GPP-LTE, таким как стандарт LTE.
[0047] В некоторых вариантах воплощения базовая станция низкого уровня 112 может передавать кадры OFDMA на мобильные станции низкого уровня в дуплексном режиме с разделением времени OFDMA (TDD), используя методику связи, содержащую нисходящие подкадры и восходящие подкадры, которые передаются способом TDD. В этих вариантах воплощения сеть 100 может быть сконфигурирована в соответствии с режимом TDD глобальной связи в микроволновом диапазоне или 3GPP-LTE. В 3GPP-LTE восходящие подкадры могут содержать радиосигналы на одиночной несущей (SC) в зоне сигналов несущей OFDM.
[0048] В некоторых других вариантах воплощения базовая станция низкого уровня 112 может передавать кадры OFDMA на мобильные станции низкого уровня с подразделением частот OFDMA по методике дуплексной связи (FDD), содержащей восходящие кадры и восходящие кадры, которые передаются способом FDD. В этих вариантах воплощения сеть 100 может быть сконфигурирована в соответствии с режимом FDD глобальной связи в микроволновом диапазоне WiMAX или 3GPP-LTE. В этих вариантах воплощения восходящие и нисходящие кадры могут передаваться одновременно.
[0049] На фигуре 5 представлена блок-схема базовой станции в соответствии с некоторыми вариантами воплощения. Базовая станция 500 может использоваться в качестве базовой станции низкого уровня 112 (фигуре 1). Базовая станция 500 может включать схему физического уровня (PHY) 502 для передачи с одной или нескольких мобильных станций, таких как мобильная станция низкого уровня 114 (фигуре 1), используя одну или несколько антенн 501. Базовая станция 500 также может включать схему управление доступом к среде (MAC) уровня 504 для выполнения операции уровня MAC, и схему обработки сигналов 506 для выполнения операций, описанных ниже. Базовая станция 500 также может включать схему интерфейса 508, чтобы взаимодействовать через интерфейс с широкополосным соединением с поставщиком услуг, чтобы позволить базовой станции независимо предоставлять услуги мобильным станциям в своей зоне обслуживания.
[0050] В соответствии с вариантами воплощения, схема обработки сигналов 506 может инициировать схему уровня MAC 504, чтобы скорректировать границы кадра OFDMA, как обсуждено здесь, для передачи и приема кадров схемой уровня PHY 502. Схема обработки сигналов 506 может быть сконфигурирована для обработки сигналов, включая сигналы, полученные от базовой станции высокого уровня, и определить величину, на которую нужно установить границы кадра OFDMA, как описано здесь. В вариантах воплощения ОТА, схема обработки 506 может быть сконфигурирована для обработки сигналов, полученных от базовой станции высокого уровня, чтобы определить начальную границу кадра. В некоторых вариантах воплощения сигналы non-ОТА могут быть получены по широкополосному соединению для определения начальной не установленной границы нисходящего кадра. В некоторых вариантах воплощения базовая станция non-ОТА 500 может включать GPS-приемник, чтобы принимать сигналы GPS для определения начальной не установленной границы нисходящего кадра.
[0051] В некоторых вариантах воплощения по стандарту IEEE 802.16(m) базовая станция 500 может работать в соответствии с параметрами, показанными на фигуре ЗА, включая размер FFT 1024 и циклический префикс 1/8.
[0052] Антенна 501 может содержать одну или несколько направленных или всенаправленных антенн, включая, например, дипольные антенны, монопольные антенны, коммутируемые антенные решетки, рамочные антенны, микрополосковые антенны или другие типы антенн, подходящие для передачи радиочастотных сигналов RF. В некоторых вариантах воплощения с многократным входом - многократным выходом (MIMO), антенны 501 могут быть эффективно разделены, чтобы полностью использовать пространственное разнесение и различные характеристики канала, которые могут быть реализованы между каждой из антенн 501 и одной или несколькими антеннами мобильной станции.
[0053] Хотя базовая станция 500 показана, как имеющая один или нескольких отдельных функциональных элементов, несколько функциональных элементов могут быть объединены и может быть реализована комбинациями сконфигурированных программных элементов, таких как элементы обработки сигналов, включая процессоры цифровых сигналов (DSP) и/или другие аппаратные элементы. Например, некоторые элементы могут содержать один или несколько микропроцессоров, DSP, специализированных интегральных схем (ASIC), интегральных радиочастотных схем (RFIC) и комбинации различных аппаратных средств и логической схемы для выполнения, по меньшей мере, описанных здесь функций. В некоторых вариантах воплощения функциональные элементы базовой станции 500 могут относиться к одному или нескольким процессам, выполняемых на одном или нескольких процессорах.
[0054] На фигуре 6 показана процедура ослабления асинхронной помехи в многоуровневой оверлейной сети OFDMA в соответствии с некоторыми вариантами воплощения изобретения. Процедура 600 может быть выполнена базовой станцией, которая работает на низком уровне в многоуровневой оверлейной сети OFDMA, например, базовая станция низкого уровня 112 (фигура 1).
[0055] В процессе работы 602, базовая станция низкого уровня определяет начальную не установленную границу нисходящего кадра. Начальная не установленная граница нисходящего кадра может быть определена на основе процесса синхронизации ОТА или процесса синхронизации non-ОТА, описанного выше.
[0056] В процессе работы 604, границы восходящего кадра OFDMA 414 могут быть сдвинуты, чтобы выровнять границы восходящего кадра OFDMA 414 с передачами восходящего кадра высокого уровня.
[0057] В процессе работы 608 в случае необходимости границы нисходящего кадра OFDMA могут быть задержаны, чтобы выровнять границы нисходящего кадра OFDMA с передачами нисходящего кадра высокого уровня.
[0058] В некоторых вариантах воплощения информация о сдвиге может быть предоставлена мобильным станциям низкого уровня, связанным с базовой станцией низкого уровня во время ранжирования, чтобы позволить мобильной станции низкого уровня сдвинуть вперед границу восходящего кадра 416 (фигура 4) во время задержки из-за подтверждения приема между базовой станцией низкого уровня и базовой станцией высокого уровня.
[0059] Установка границ восходящего кадра OFDMA в операции 604 может гарантировать, что восходящие передачи мобильной станции высокого уровня будут получены в циклическом префиксе на базовой станции низкого уровня, ослабляя асинхронную помеху на базовой станции низкого уровня. Установка границ нисходящего кадра OFDMA в операции 608 может гарантировать, что нисходящие передачи базовой станции низкого уровня на мобильную станцию низкого уровня будут получены в циклическом префиксе на мобильной станции высокого уровня, ослабляя асинхронную помеху на мобильной станции высокого уровня.
[0060] Хотя отдельные операции процедуры 600 показаны и описаны как отдельные операции, одна или несколько отдельных операций могут быть выполнены одновременно, и не требуется, чтобы операции были выполнены в представленном на схемах порядке. В некоторых вариантах воплощения могут быть скорректированы границы нисходящего кадра на основе информации о сдвиге, предоставленной мобильным станциям низкому уровню, и на основе установленных границ восходящего кадра.
[0061] Предусмотрен реферат, чтобы выполнить требования 37 C.F.R. раздел 1.72(b) Правил, требующий реферата, который позволяет читателю уяснить природу и суть технического раскрытия. Реферат представляется с пониманием того, что он не будет использован для ограничения или иной интерпретации объема или значения формулы изобретения. Приведенная формула изобретения органически включена в подробное описание, и каждый пункт формулы заявлен самостоятельно как отдельный вариант воплощения.