СПОСОБ ПЕРЕДАЧИ И ПРИЕМА ДАННЫХ В БЕСПРОВОДНОЙ СИСТЕМЕ СВЯЗИ
METHOD OF TRANSMITTING AND RECEIVING DATA IN WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Область техники
[0001] Настоящее изобретение относится к системе беспроводной связи и, в частности, к способу передачи и приема данных в системе беспроводной связи.
Обсуждение современного уровня техники
[0002] В последнее время ведется стандартизация систем IEEE 802.16m (Institute of Electrical and Electronics Engineers / Институт инженеров по электротехнике и электронике). При этом в современном уровне техники к тому моменту времени, когда система IEEE 802.16m стала коммерчески доступной, терминалы IEEE 802.16е уже давно широко используются. Соответственно, необходима стандартизация системы IEEE 802.16m для совместимости с системой IEEE 802.16е. Для системы IEEE 802.16m требуется структура кадра, способная поддерживаться терминалами IEEE 802.16е.
[0003] Кадр системы IEEE 802.16m включает множество субкадров. Субкадр включает множество поднесущих на частотной оси и включает множество символов мультиплексирования с ортогональным частотным разделением (далее OFDM-символов) на временной оси. Часть из множества субкадров, содержащихся в одном кадре, используются для передачи данных восходящей линии связи, а оставшиеся субкадры используются для передачи данных нисходящей линии связи.
[0004] Для поддержки терминала IEEE 802.16е в системе IEEE 802.16m часть субкадров нисходящей линии связи используются для системы IEEE 802.16m и оставшиеся субкадры нисходящей линии связи используются для системы IEEE 802.16e. Зона, используемая для системы IEEE 802.16е, называется зоной нисходящей линии связи с множественным доступом с мультиплексированием с ортогональным частотным разделением для беспроводной городской сети (далее сокращенно называемая "WirelessMAN OFDMA DL зоной"), и зона, используемая для системы IEEE 802.16m, называется нисходящей зоной нисходящей линии связи усовершенствованного радиоинтерфейса (далее сокращенно называемая "Advanced Air Interface DL зоной").
[0005] Структура кадра нисходящей линии связи с шириной полосы 8.75 МГц системы IEEE 802.16m в соответствии с известным уровнем техники будет рассмотрена со ссылкой на Фиг.1 и 2.
[0006] На Фиг.1 представлена схема, изображающая структуру кадра нисходящей линии связи в соответствии с известным уровнем техники в том случае, когда смещение кадра равно 1, и на Фиг.2 представлена схема, изображающая структуру кадра нисходящей линии связи в соответствии с известным уровнем техники в том случае, когда смещение кадра равно 2.
[0007] Смещение кадра в соответствии с известным уровнем техники определяет смещение между начальной точкой кадра для системы IEEE 802.16е и начальной точкой кадра для системы IEEE 802.16m в блоке субкадров. Однако, поскольку кадр для системы IEEE 802.16m включает один или более субкадров нисходящей линии связи, смещение субкадра является целым числом, равным или большим чем 1 и меньшим чем количество субкадров нисходящей линии связи. Например, если один кадр включает пять субкадров нисходящей линии связи, то смещение субкадра является целым числом, равным или большим чем 1 и меньшим чем 5.
[0008] Субкадры для системы IEEE 802.16m могут делиться на четыре типа. Субкадр типа 1 включает шесть OFDM-символов, субкадр типа 2 включает семь OFDM-символов, субкадр типа 3 включает пять OFDM-символов, и субкадр типа 4 включает девять OFDM-символов.
[0009] Как показано на Фиг.1 и 2, в структуре кадра известного уровня техники, WirelessMAN OFDMA DL зона включает субкадр типа 1. То есть на Фиг.1, WirelessMAN OFDMA DL зона включает шесть OFDM-символов, а на Фиг.2 WirelessMAN OFDMA DL зона включает 12 OFDM-символов. Для системы IEEE 802.16е преамбула распределяется первому OFDM-символу кадра и управляющий заголовок кадра (Frame Control Header, далее FCH) и информация о структуре нисходящего кадра нисходящей линии связи (Downlink-MAP, далее DL-MAP) распределяются второму и третьему OFDM-символам.
[0010] Способ разделения на субканалы для системы IEEE 802.16е включает частичное использование субканала (partial usage of subchannel, далее «PUSC»), полное использование субканала (full usage of subchannel, далее «FUSC») и адаптивную модуляцию и кодирование (adaptive modulation and coding, далее «АМС»). PUSC включает два OFDM-символа, FUSC включает один OFDM-символ и АМС включает три OFDM-символа. Второй и третий OFDM-символы, в которые распределяются управляющий заголовок кадра «FCH» и информация о структуре кадра нисходящей линии связи «DL-MAP», делятся на субканалы с использованием PUSC.
[0011] Соответственно, как показано на Фиг.1, в WirelessMAN OFDMA DL зоне добавочные OFDM-символы присутствуют в области кадра, исключая части, в которые распределяются преамбула, управляющий заголовок кадра «FCH» и информация о структуре кадра нисходящей линии связи «DL-MAP».
[0012] Однако, когда добавочные OFDM-символы разделяются по субканалам, должен использоваться способ FUSC или способ Band-AMC назначения субканалов. Следовательно, для того чтобы сообщить, что способ деления на субканалы изменился, управляющее сообщение должно быть передано на терминал. Если деление на субканалы выполняется с использованием способа PUSC, а затем деление на субканалы выполняется с использованием другого способа, то ресурсы не могут использоваться непрерывно.
[0013] Как рассмотрено выше, в структуре кадра известного уровня техники, поскольку управляющее сообщение должно передаваться для того, чтобы информировать терминал, что способ деления на субканалы изменился, то непроизводительные издержки возрастают. Кроме того, когда изменяется деление на субканалы, то ресурсы не могут непрерывно использоваться. Таким образом, радиоресурсы расходуются напрасно.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0014] Соответственно, настоящее изобретение направлено на способ передачи и приема данных в беспроводной системе связи, который по существу устраняет одну или более проблем, связанных с ограничениями и недостатками известного уровня техники.
[0015] Целью настоящего изобретения является предложить способ передачи данных с использованием структуры кадра, способной улучшить эффективность беспроводной системы связи.
[0016] Другой целью настоящего изобретения является предложить способ передачи данных, который способен уменьшить непроизводительные издержки и эффективно использовать радиоресурсы.
[0017] Дополнительные преимущества, цели и особенности изобретения будут изложены частично в последующем описании и частично будут очевидны специалистам в данной области техники после рассмотрения последующего описания или могут быть изучены из практики использования изобретения. Цели и другие преимущества изобретения могут быть реализованы и достигнуты посредством структуры, детально показанной в представленном описании и формуле изобретения отсюда, а также на прилагаемых чертежах.
[0018] Для достижения этих целей и других преимуществ и в соответствии с целью изобретения, как осуществлено и широко рассмотрено здесь, способ передачи данных в беспроводной системе связи включает, на базовой станции, передачу данных нисходящей линии связи первому терминалу, поддерживающему первую систему, через первую зону кадра; и передачу данных нисходящей линии связи второму терминалу, поддерживающему вторую систему, через вторую зону, причем вторая зона размещается за первой зоной посредством смещения кадра на временной оси, причем беспроводная система связи поддерживает ширину полосы 8,75 МГц, смещение субкадра является смещением между начальной точкой кадра для первой системы и начальной точкой кадра для второй системы, и первая зона включает 3+6* (смещение кадра-1) символов мультиплексирования с ортогональным частотным разделением (OFDM-символов).
[0019] В другом аспекте настоящего изобретения, способ приема данных в беспроводной системе связи включает, на терминале, прием данных нисходящей линии связи через вторую зону кадра, причем вторая зона размещается за первой зоной с использованием смещения кадра, при этом первая зона используется для передачи данных нисходящей линии связи другому терминалу, поддерживающему систему, отличающуюся от системы, поддерживаемой этим терминалом, причем беспроводная система связи поддерживает полосу пропускания 8,75 МГц, первая зона включает 3+6* (смещение кадра-1) символов мультиплексирования с ортогональным частотным разделением (Orthogonal Frequency Division Multiplexing, OFDM-символов), и смещение кадра является смещением между начальной точкой кадра для первой системы и начальной точкой кадра для второй системы.
[0020] При этом беспроводная система связи может поддерживать субкадр типа 1, включающий шесть OFDM-символов, и субкадр типа 2, включающий три OFDM-символа.
[0021] Все субкадры, включаемые во вторую зону, могут быть субкадрами типа 1.
[0022] Варианты осуществления настоящего изобретения имеют следующие результаты.
[0023] Первое, поскольку субкадр, включающий три OFDM-символа, включается в смещение кадра, все OFDM-символы могут быть разделены на субканалы с использованием одного способа, и таким образом непроизводительные издержки могут быть уменьшены.
[0024] Второе, поскольку вторая зона включает только субкадр типа 1, может использоваться структура физического уровня современного уровня техники.
[0025] Следует понимать, что как вышеупомянутое общее описание, так и следующее подробное описание настоящего изобретения являются примерами и пояснениями и предназначены для предоставления дальнейшего пояснения заявленного изобретения.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
[0026] Прилагаемые чертежи, которые включены в заявку, чтобы обеспечить дальнейшее понимание изобретения и составляют часть этой заявки, иллюстрируют вариант(ы) осуществления изобретения и вместе с описанием служат для пояснения принципа изобретения.
На чертежах:
[0027] на Фиг.1 показана схема, изображающая структуру кадра нисходящей линии связи в соответствии с известным уровнем техники в том случае, когда смещение кадра равно 1;
[0028] на Фиг.2 показана схема, изображающая структуру кадра нисходящей линии связи в соответствии с известным уровнем техники в том случае, когда смещение кадра равно 2;
[0029] на Фиг.3 представлена схема, изображающая структуру кадра беспроводной системы дуплексной связи с временным разделением (далее, TDD) с шириной полосы пропускания 8,75 МГц и циклическим префиксом «СР», который составляет 1/8 доступного времени символа;
[0030] на Фиг.4 показана схема, изображающая структуру кадра в соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения в том случае, когда смещение кадра равно 1;
[0031] на Фиг.5 показана схема, изображающая структуру кадра в соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения в том случае, когда смещение кадра равно 2;
[0032] на Фиг.6 показана схема, изображающая структуру кадра в соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения в том случае, когда смещение кадра равно 3;
[0033] на Фиг.7 показана схема, изображающая структуру кадра нисходящей линии связи в соответствии со вторым вариантом осуществления настоящего изобретения в том случае, когда смещение кадра равно 1;
[0034] на Фиг.8 показана схема, изображающая структуру кадра нисходящей линии связи в соответствии со вторым вариантом осуществления настоящего изобретения, если субкадр типа 1 включен во вторую зону;
[0035] на Фиг.9 показана схема, изображающая структуру кадра нисходящей линии связи в соответствии с третьим вариантом осуществления настоящего изобретения в том случае, когда смещение кадра равно 1, и
[0036] на Фиг.10 показана схема, изображающая структуру кадра нисходящей линии связи в соответствии с третьим вариантом осуществления настоящего изобретения в том случае, когда смещение кадра равно 2.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0037] Теперь будет сделано подробное сообщение о предпочтительных вариантах осуществления настоящего изобретения, примеры которых иллюстрируются на прилагаемых чертежах. Настоящее изобретение может осуществляться в различных формах и не ограничивается последующими вариантами осуществления. Для того, чтобы ясно описать настоящее изобретение, части, не связанные с описанием настоящего изобретения, на чертежах опущены. Где возможно, те же номера позиций будут использоваться на всех чертежах для ссылки на те же и подобные элементы.
[0038] Во всем описании, когда какая-либо часть "включает" какой-либо элемент, если явно не рассматривается иначе, слово "включает" следует понимать как подразумевающее включение определенных элементов, но не исключение каких-либо других элементов. Термины "-часть", отглагольное существительное и "модуль" указывают блок для выполнения по меньшей мере одной функции или операции, которая может осуществляться посредством аппаратного обеспечения, программного обеспечения или их сочетанием.
[0039] Сначала со ссылкой на Фиг.3 будет описана структура кадра дуплексной связи с временным разделением (Time Division Duplexing, далее TDD) в беспроводной системе связи в том случае, когда ширина полосы пропускания составляет 8,75 МГц, циклический префикс (Cyclic Prefix, CP) составляет 1/8 доступного времени символа и соотношение субкадров нисходящей линии связи к субкадрам восходящей линии связи составляет 5:2. На Фиг.3 показана схема, изображающая структуру кадра беспроводной системы связи с временным дуплексом (TDD) с шириной полосы пропускания 8,75 МГц и циклическим префиксом (CP), который составляет 1/8 доступного времени символа.
[0040] Как изображено на Фиг.3, суперкадр включает четыре кадра и каждый кадр включает семь субкадров. Суперкадр включает заголовок суперкадра (superframe header, далее заголовок SFH).
[0041] Субкадр включает множество поднесущих на частотной оси и множество OFDM-символов на временной оси. Субкадры могут делиться на четыре типа в соответствии с количеством OFDM-символов, включаемых в субкадр. Субкадр типа 1 включает шесть OFDM-символов, субкадр типа 2 включает семь OFDM-символов, субкадр типа 3 включает пять OFDM-символов, и субкадр типа 4 включает девять OFDM-символов. Как показано на Фиг.3, три из шести субкадров являются субкадрами типа 1 и оставшиеся субкадры являются субкадрами типа 3.
[0042] Семь субкадров, содержащихся в одном кадре, могут использоваться для передачи восходящей линии связи или нисходящей линии связи, и часть субкадра для передачи восходящей линии связи и часть субкадра для передачи нисходящей линии связи могут быть представлены дуплексной связью с частотным разделением (Frequency Division Duplexing, далее FDD) или дуплексной связью с временным разделением «TDD». Фиг.3 изображает структуру кадра для случая дуплексной связи TDD. Кадр, в котором часть для передачи восходящей линии связи и часть для передачи нисходящей линии связи представлены дуплексной связью с частотным разделением (FDD), называется FDD-кадром, а кадр, в котором часть для передачи нисходящей линии связи и часть для передачи нисходящей линии связи представлены дуплексной связью с временным разделением (TDD), называется TDD-кадром.
[0043] TDD-кадр получается посредством деления кадра на временной оси на зону для передачи нисходящей линии связи и зону для передачи восходящей линии связи. То есть некоторые из множества субкадров, включенных в кадр, используются для нисходящей передачи, и оставшиеся субкадры используются для восходящей передачи. Количество субкадров, используемых для нисходящей передачи, и количество субкадров, используемых для восходящей передачи, определяются в соответствии с соотношением субкадров нисходящей линии связи к субкадрам восходящей линии связи. Например, как изображено на Фиг.3, пять передних субкадров из семи субкадров, содержащихся в одном кадре, могут использоваться для передачи нисходящей линии связи, и два задних субкадра могут использоваться для передачи восходящей линии связи.
[0044] Время переключения является текущим моментом между субкадром нисходящей линии связи и субкадром восходящей линии связи.
[0045] Настоящее изобретение относится к способу передачи данных нисходящей линии связи к терминалу, поддерживающему первую систему, и к терминалу, поддерживающему вторую систему, через кадр, в котором часть для передачи восходящей линии связи и часть для передачи нисходящей линии связи представлены дуплексной связью с временным разделением «TDD».
[0046] Фиг.3 изображает структуру кадра в том случае, когда базовая станция беспроводной системы связи поддерживает одну систему при ширине полосы пропускания, равной 8,75 МГц. Эта беспроводная система связи требует поддержки новой системы так же как и существующей системы. Соответственно, в примере осуществления настоящего изобретения, структура кадра для случая, когда беспроводная система связи поддерживает новую систему так же как и существующую систему, и когда предлагается ширина полосы 8,75 МГц.
[0047] Затем способ передачи данных к терминалу, поддерживающему первую систему, и к терминалу, поддерживающему вторую систему, в базовой станции беспроводной системы связи в соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения будет рассмотрен со ссылкой на Фиг.4-6.
[0048] В соответствии с настоящим вариантом осуществления настоящего изобретения, базовая станция делит множество нисходящих субкадров, включенных в кадр, на первую зону и на вторую зону, передает нисходящий сигнал к терминалу, поддерживающему первую систему, через первую зону, и передает нисходящий сигнал к терминалу для второй системы через вторую зону.
[0049] Структура кадра нисходящей линии связи в соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения будет рассмотрена со ссылкой на Фиг.4-6.
[0050] На Фиг.4 показана схема, изображающая структуру кадра в соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения в том случае, когда смещение кадра равно 1, на Фиг.5 показана схема, изображающая структуру кадра в соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения в том случае, когда смещение кадра равно 2, и на Фиг.6 показана схема, изображающая структуру кадра в соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения в том случае, когда смещение кадра равно 3.
[0051] Смещение кадра представляет собой смещение между начальной точкой кадра для первой системы и начальной точкой кадра для второй системы.
[0052] На Фиг.4 и 5 горизонтальная ось обозначает время, «р» обозначает преамбулу первой системы, и «PUSC» обозначает символ, разделенный по субканалам посредством способа PUSC. Первая зона является зоной для связи с терминалом, поддерживающим первую систему, и вторая зона является зоной для связи с терминалом для второй системы. Кадр для первой системы начинается с первого OFDM-символа первой зоны, и кадр для второй системы начинается с первого OFDM-символа второй зоны.
[0053] Хотя Фиг.4-6 изображают кадр нисходящей линии связи, когда соотношение субкадров нисходящей линии связи к субкадрам восходящей линии связи составляет 5:2, настоящее изобретение этим не ограничивается.
[0054] Как изображено на Фиг.4-6, если соотношение нисходящих к восходящим субкадрам составляет 5:2, то нисходящий субкадр включает 27 OFDM-символов.
[0055] Субкадр нисходящей линии связи в соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения включает мини-субкадр, включающий три OFDM-символа, для временного выравнивания с системой IEEE 802.16е. Использование субкадра, включающего три OFDM-символа, как первого субкадра кадра нисходящей линии связи поддерживает передачу интервала времени передачи (Transmission Time Interval, далее TTI) блока субкадров типа 1 системы IEEE 802.16m посредством использования передних субкадров кадра нисходящей линии связи для системы IEEE 802.16е и использования субкадров, включающих шесть задних OFDM-символов для системы IEEE 802.16m, если терминал, работающий в режиме системы IEEE 802.16е, и терминал, работающий в режиме системы IEEE 802.16m, смешиваются.
[0056] Первая зона включает 3+6* (смещение кадра-1) OFDM-символов. То есть первая зона включает три OFDM-символа на Фиг.4, вторая зона включает девять OFDM-символов на Фиг.5, и вторая зона включает 15 OFDM-символов на Фиг.6.
[0057] Первая зона включает мини-субкадр на самой передней части. Если смещение субкадра составляет 1, как изображено на Фиг.4, первая зона включает один субкадр типа 3. Если смещение субкадра равно 2, как изображено на Фиг.5, первая зона включает один субкадр типа 3 и один субкадр типа 1. Всякий раз, когда смещение субкадра возрастает по одному, число субкадров типа 1, включаемых в первую зону, возрастает по одному. То есть смещение субкадра включает мини-субкадр и может дополнительно включать субкадр типа 1.
[0058] Все субкадры, включаемые во вторую зону, являются субкадрами типа 1.
[0059] Далее способ передачи данных к терминалу, поддерживающему первую систему, и к терминалу, поддерживающему вторую систему, на базовой станции беспроводной системы связи в соответствии со вторым вариантом осуществления настоящего изобретения будет рассмотрен со ссылкой на Фиг.7. На Фиг.7 показана схема, изображающая структуру кадра в соответствии со вторым вариантом осуществления настоящего изобретения в том случае, когда смещение кадра равно 1.
[0060] Как показано на Фиг.7, кадр нисходящей линии связи включает 27 OFDM-символов. Кадр нисходящей линии связи в соответствии со вторым вариантом осуществления настоящего изобретения включает три субкадра типа 2 и один субкадр типа 1.
[0061] Все субкадры, включаемые во вторую зону, являются субкадрами типа 2, и первая зона включает 6+7* (смещение кадра-1) OFDM-символов.
[0062] Поскольку заголовок суперкадра системы IEEE 802.16m составлен из субкадра типа 1, предпочтительно, чтобы вторая зона включала по меньшей мере один субкадр типа 1. Соответственно, как показано на Фиг.8, кадр нисходящей линии связи может конфигурироваться так, чтобы субкадр типа 1 включался во вторую зону. На Фиг.8 представлена схема, изображающая структуру нисходящего кадра нисходящей линии связи, в соответствии со вторым вариантом осуществления настоящего изобретения, если субкадр типа 1 включен во вторую зону.
[0063] В соответствии с Фиг.8, кадр нисходящей линии связи в соответствии со вторым вариантом осуществления настоящего изобретения включает три субкадра типа 2 и один субкадр типа 1, и первая зона включает 7* (смещение кадра) OFDM-символов.
[0064] Далее способ передачи данных к терминалу, поддерживающему первую систему, и к терминалу, поддерживающему вторую систему, для базовой станции беспроводной системы связи в соответствии с третьим вариантом осуществления настоящего изобретения будет рассмотрен со ссылкой на Фиг.9 и 10. На Фиг.9 показана схема, изображающая структуру кадра нисходящей линии связи в соответствии с третьим вариантом осуществления настоящего изобретения в том случае, когда смещение кадра равно 1, и на Фиг.10 показана схема, изображающая структуру кадра нисходящей линии связи в соответствии с третьим вариантом осуществления настоящего изобретения в том случае, когда смещение кадра равно 2.
[0065] Как изображено на Фиг.9 и 10, кадр нисходящей линии связи в соответствии с третьим вариантом осуществления настоящего изобретения включает 27 OFDM-символов, и кадр нисходящей линии связи включает три субкадра типа 3 и два субкадра типа 1.
[0066] Оба субкадра типа 1 могут быть включены во вторую зону, как изображено на Фиг.9, или один субкадр типа 1 может быть включен в первую зону, а другой субкадр типа 1 может быть включен во вторую зону, как изображено на Фиг.10.
[0067] Первая зона включает 5* (смещение кадра) OFDM-символов на Фиг.9, и первая зона включает 6+5* (смещение кадра-1) OFDM-символов на Фиг.10.
[0068] Варианты осуществления настоящего изобретения могут быть реализованы посредством разнообразных средств, например аппаратных средств, встроенного программного обеспечения, программных средств или их сочетания. В случае осуществления настоящего изобретения посредством аппаратного обеспечения, способ передачи и приема данных в соответствии с этим примером осуществления настоящего изобретения может осуществляться с помощью специализированных интегральных микросхем (ASIC), цифровых сигнальных процессоров (DSP), цифровых устройств обработки сигналов (DSPD), программируемых логических устройств (PLD), программируемых вентильных матриц (FPGA), процессора, контроллера, микроконтроллера, микропроцессора и т.д.
[0069] Если операции или функции настоящего изобретения осуществляются посредством встроенного программного обеспечения или программного обеспечения, то настоящее изобретение может осуществляться в форме разнообразных форматов, например модулей, процедур, функций и т.д. Машинные программы могут храниться в блоке памяти так, что они могут считываться процессором. Блок памяти размещается внутри или вне процессора, так что он может соединяться с вышеупомянутым процессором через разнообразные хорошо известные элементы.
[0070] Специалистам в данной области очевидно, что разнообразные модификации и изменения могут быть сделаны в настоящем изобретении без отклонения от идеи или сферы изобретения. Таким образом, предполагается, что настоящее изобретение охватывает модификации и изменения этого изобретения при условии, что они входят в объем прилагаемых пунктов формулы изобретения и их эквивалентов.
[0071] Специалистам в данной области очевидно, что упомянутые выше варианты осуществления могут быть построены посредством сочетания пунктов формулы изобретения, не имеющих явной взаимосвязи, или новые пункты формулы изобретения могут также быть добавлены посредством изменения формулы изобретения после подачи патентной заявки.