Системы и способы для OFDM с гибкими интервалом поднесущей и продолжительностью символа
SYSTEMS AND METHODS FOR OFDM WITH FLEXIBLE INTERVALS OF SUBSTRUCTING AND DURATION OF SYMBOL

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к беспроводной связи, а в частных вариантах своего воплощения - к системам и способам для передачи различных форм сигналов, использующим гибкие интервал между поднесущими и продолжительность символа. В некоторых конкретных вариантах воплощения изобретения эти формы сигнала представляют собой ортогонально мультиплексированные формы сигнала с частотным разделением (OFDM-формы сигнала), имеющие различные параметры.
Уровень техники
В существующих стандартах беспроводной связи, включающих в себя стандарты для сетей беспроводной связи четвертого поколения (4G) и более ранних, стандартизированная форма сигнала выбиралась на основе ее пригодности для универсального использования. Существуют разнообразные ситуации, при которых другая форма сигнала может обеспечивать лучшие рабочие характеристики, но для того, чтобы удовлетворять всем рабочим характеристикам и ограничениям реализации, пригодна только стандартизированная форма сигнала. При использовании единственной формы сигнала, конструкции, как передатчика, так и приемника, могут быть упрощены, и можно избежать дополнительной сложности вычислений. Однако для обеспечения улучшенных рабочих характеристик во все более увеличивающемся количестве сценариев применения, использование единственной формы сигнала представляет собой препятствие, которое может снижать рабочие характеристики. 4G-сети используют ортогонально мультиплексированную форму сигнала с частотным разделением (OFDM-форму сигнала) благодаря ряду характеристик. Во многих сценариях может быть полезно позволять различные конфигурации OFDM-формы сигнала для различных условий канала и/или различных сценариев использования/применения. Следовательно, протоколы беспроводной связи следующего поколения будут, вероятно, включать в себя эфирные интерфейсы, которые поддерживают адаптацию формы сигнала, позволяющую динамически выбирать наиболее подходящую форму сигнала, основываясь на разнообразных критериях, таких как условия канала, типы трафика, режим передачи, возможности пользовательского оборудования (UE-оборудования) или другие факторы. Также, требуются технологии и/или механизмы для обеспечения гибких эфирных интерфейсов, которые способны плавно приспосабливаться к разнообразным формам сигнала, например, предлагать неухудшающиеся рабочие характеристики радиосвязи эффективно при различных условиях канала.
Раскрытие изобретения
В соответствии с первым аспектом настоящего изобретения, способ, выполняемый сетевым контроллером, поддерживающим беспроводную связь, включает в себя этап, на котором: создают множество типов блока множественного доступа (МАВ-блока), определяющих различные сочетания интервала между поднесущими и продолжительности символа, для передач формы сигнала. Способ дополнительно включает в себя этап, на котором разделяют частотную и временную плоскость полосы спектра несущей на множество зон МАВ-блоков, содержащих частотно-временные сегменты для передач формы сигнала. Затем для этих зон МАВ-блоков выбирают по меньшей мере два различных типа МАВ-блока из созданного множества типов МАВ-блока.
В соответствии со вторым аспектом настоящего изобретения, способ, выполняемый сетевым компонентом, поддерживающим беспроводную связь, включает в себя этапы, на которых: выбирают зону МАВ-блоков из множества предварительно заданных зон МАВ-блоков, на которые (зоны) разделена частотная и временная плоскость полосы спектра несущей; и передают сигнал в частотно-временных сегментах в этой зоне МАВ-блоков в соответствии с типом МАВ-блока, выбранным для этой зоны МАВ-блоков. Тип МАВ-блока - из множества предварительно заданных типов МАВ-блока. Способ дополнительно включает в себя этап, на котором уменьшают ширину полосы частот передаваемого сигнала, используя фильтр спектра в соответствии с шириной полосы частот этого типа МАВ-блока.
В соответствии с третьим аспектом настоящего изобретения, способ, выполняемый сетевым устройством, поддерживающим беспроводную связь, включает в себя этапы, на которых: принимают сигнал в частотно-временных сегментах в зоне МАВ-блоков из числа множества зон МАВ-блоков, на которые (зоны) разделена частотная и временная плоскость полосы спектра несущей, и идентифицируют тип МАВ-блока, выбранный для этой зоны МАВ-блоков и определяют интервал между поднесущими и продолжительность символа для частотно-временных сегментов этой зоны МАВ-блоков. Способ дополнительно включает в себя этапы, на которых устанавливают фильтр спектра с шириной полосы пропускания в соответствии с этим типом МАВ-блока, и обнаруживают сигнал, используя фильтр спектра.
В соответствии с четвертым аспектом настоящего изобретения, сетевой контроллер, поддерживающий беспроводную связь, содержит по меньшей мере один процессор и энергонезависимый машиночитаемый носитель информации, хранящий программы для исполнения этим по меньшей мере одним процессором. Программы включают в себя команды для того, чтобы создавать множество типов МАВ-блока, определяющих различные сочетания интервала между поднесущими и продолжительности символа, для передач формы сигнала, и разделять частотную и временную плоскость полосы спектра несущей на множество зон МАВ-блоков, содержащих частотно-временные сегменты для передач формы сигнала. Сетевой контроллер также выбирает для этих зон МАВ-блоков по меньшей мере два различных типа МАВ-блока из числа созданных типов МАВ-блока.
В соответствии с пятым аспектом настоящего изобретения, сетевой компонент, поддерживающий беспроводную связь, содержит по меньшей мере один процессор и энергонезависимый машиночитаемый носитель информации, хранящий программы для исполнения этим по меньшей мере одним процессором. Программы включают в себя команды для того, чтобы выбирать зону МАВ-блоков из множества предварительно заданных зон МАВ-блоков, на которые (зоны) разделена частотная и временная плоскость полосы спектра несущей, и передавать сигнал в частотно-временных сегментах в этой зоне МАВ-блоков в соответствии с типом МАВ-блока, выбранным для этой зоны МАВ-блоков. Тип МАВ-блока - из множества предварительно заданных типов МАВ-блока. Сетевой компонент дополнительно сконфигурирован таким образом, чтобы уменьшать ширину полосы частот передаваемого сигнала, используя фильтр спектра в соответствии с шириной полосы частот этого типа МАВ-блока.
В соответствии с шестым аспектом настоящего изобретения, сетевое устройство, поддерживающее беспроводную связь, содержит по меньшей мере один процессор и энергонезависимый машиночитаемый носитель информации, хранящий программы для исполнения этим по меньшей мере одним процессором. Программы включают в себя команды для того, чтобы получать сигнал в частотно-временных сегментах в зоне МАВ-блоков из числа множества зон МАВ-блоков, на которые (зоны) разделена частотная и временная плоскость полосы спектра несущей, и идентифицировать тип МАВ-блока, выбранный для этой зоны МАВ-блоков, и определять интервал между поднесущими и продолжительность символа для частотно-временных сегментов этой зоны МАВ-блоков. Сетевое устройство дополнительно сконфигурировано таким образом, чтобы устанавливать фильтр спектра с шириной полосы пропускания в соответствии с этим типом МАВ-блока, и обнаруживать сигнал, используя фильтр спектра.
Вышесказанное довольно широко очертило признаки некоторого варианта воплощения настоящего изобретения для того, чтобы детализированное описание изобретения, которое следует далее, могло быть лучше понято. Далее будут описаны дополнительные признаки и преимущества вариантов воплощения изобретения, которые образуют предмет формулы изобретения. Специалистам в данной области техники должно быть понятно, что идея и конкретные раскрытые варианты воплощения изобретения могут легко быть использованы как основа для модификации или разработки других структур или процессов для осуществления тех же самых целей настоящего изобретения. Также специалистам в данной области техники должно быть понятно, что такие эквивалентные конструкции не выходят за рамки сущности и объема изобретения, которые сформулированы в прилагаемой формуле изобретения.
Краткое описание чертежей
Для более полного понимания настоящего изобретения и его преимуществ обратимся теперь к нижеследующему описанию, рассматриваемому вместе с прилагаемыми чертежами, на которых:
на фиг. 1 проиллюстрировано схематическое изображение сети беспроводной связи по варианту воплощения изобретения;
на фиг. 2 проиллюстрировано схематическое изображение традиционной OFDM-формы сигнала, имеющей некоторый постоянный интервал между поднесущими;
на фиг. 3 проиллюстрировано схематическое изображение традиционной OFDM-формы сигнала, имеющей постоянную продолжительность символа;
на фиг. 4 проиллюстрировано схематическое изображение типов блока множественного доступа (МАВ-блока) по варианту воплощения изобретения;
на фиг. 5 проиллюстрировано схематическое изображение некоторого варианта воплощения гибкого назначения интервала между поднесущими и продолжительности символа;
на фиг. 6 проиллюстрировано схематическое изображение некоторого варианта воплощения гибкого назначения интервала между поднесущими и продолжительности символа;
на фиг. 7 проиллюстрирована блок-схема алгоритма способа по варианту воплощения изобретения для обеспечения гибких интервалов между поднесущими и продолжительности символа, соответствующих различным типам МАВ-блока;
на фиг. 8 проиллюстрирована блок-схема алгоритма способа по варианту воплощения изобретения для осуществления доступа к изменяемым интервалу между поднесущими и продолжительности символа, соответствующим различным типам МАВ-блока; и
фиг. 9 представляет собой схему системы обработки данных, которая может быть использована для того, чтобы осуществить разнообразные варианты воплощения изобретения.
Соответствующие ссылочные позиции и символы на различных фигурах обычно, если не указано иное, относятся к соответствующим частям. Фигуры вычерчены таким образом, чтобы ясно иллюстрировать соответствующие аспекты вариантов воплощения изобретения, и не обязательно вычерчены в масштабе.
Осуществление изобретения
Ниже подробно рассматриваются осуществление и использование предпочтительных, на настоящий момент времени, вариантов воплощения изобретения. Следует, однако, понимать, что настоящее изобретение предусматривает много применимых идей изобретения, которые могут быть воплощены в широком разнообразии конкретных контекстов. Конкретные рассматриваемые варианты воплощения изобретения являются просто иллюстрациями конкретных способов осуществления и использования изобретения и не ограничивают объем изобретения.
Традиционные системы OFDM (Ортогонального мультиплексирования с частотным разделением) используют для передачи каждого OFDM-символа и связанного с ним циклического префикса постоянные интервал между частотами (поднесущими) и продолжительность символа. Интервал между поднесущими является постоянным для всего спектра составляющей несущей или множества составляющих несущих, например, основанным на самой высокой поддерживаемой степени мобильности пользовательского оборудования (UE). Интервал между поднесущими представляет интервал для каждой поднесущей, которая является индивидуальной различимой полосой частот в пределах несущей (полосы частот для передачи). Каждая поднесущая может быть назначена одному или более клиентам для связи. Кроме того, длительность OFDM-символа представляет собой индивидуальную различимую продолжительность времени для транспортировки информации или данных. Длительность символа представляет собой время, которое требуется для символа и связанного с ним CP (циклического префикса). Часть длительности символа, используемая для передачи символа, и исключая длительность СР-префикса, именуется в данной заявке как длительность полезного символа. Постоянный интервал между поднесущими и постоянная продолжительность символа в традиционных схемах OFDM-мультиплексирования также служат для того, чтобы ограничивать возможные варианты циклического префикса. Циклический префикс добавляется к передаваемому символу (например, битам информации) и служит некоторым защитным интервалом для того, чтобы устранить межсимвольные помехи. Длительность циклического префикса обычно определяется разбросом времени задержки канала. Вследствие постоянного интервала между поднесущими и постоянной продолжительности OFDM-символа традиционные схемы OFDM-мультиплексирования могут быть неспособны удовлетворять требования эффективности использования спектра и Качества обслуживания (QoS) в сетях следующего поколения, которые, вероятно, будут должны поддерживать намного более высокую мобильность, более низкое время задержки и накладные издержки, большее количество типов канала, большее количество сред развертывания и большее количество схем передачи. Таким образом, требуются новые схемы OFDM-мультиплексирования, способные поддерживать более гибкие радиоинтерфейсы.
Варианты воплощения этого раскрываемого изобретения предлагают способы для поддержания переменных интервала между поднесущими и продолжительности символа для передачи OFDM-символов и связанных с ними циклических префиксов. Продолжительность символа включает в себя длительность полезного OFDM-символа и длительность связанного с ним циклического префикса. Переменные интервалы между поднесущими и продолжительность символа определяются посредством параметров, указывающих интервал между поднесущими, длительность полезного символа и длительность циклического префикса. Эти параметры упоминаются здесь как частотно-временные примитивы. Варианты воплощения изобретения также допускают переменные гранулярности интервала между поднесущими и продолжительности символа в пределах полосы спектра частот одной и той же несущей. Несущая представляет собой выделение спектра частот, пригодного для связи в системе, и включает в себя множество поднесущих (которые обычно представляют собой частотные поддиапазоны), разделенные определенным интервалом. В стандарте долгосрочной эволюции (LTE), например, несущая соответствует спектру с определенной шириной полосы пропускания, такой как 5, 10 и 20 гигагерц. В некотором варианте воплощения раскрываемого изобретения базовый блок множественного доступа (МАВ-блок) определен для несущей частоты системы как транспортная единица, которая занимает некоторую указанную ширину полосы пропускания и длится в течение некоторой указанной продолжительности времени. Назначение переменных интервала между поднесущими и продолжительности символа может, как описано ниже, включать в себя зоны МАВ-блоков, имеющие различные интервалы между поднесущими и/или продолжительность времени символа. Переменные частотно-временные примитивы могут соответствовать различным зонам МАВ-блоков, основанным на передачах посредством фильтруемого OFDM-мультиплексирования (F-OFDM). Термин базовый МАВ-блок (или, для краткости, МАВ-блок) в том значении, в котором он здесь используется, представляет минимальные интервалы между поднесущими и продолжительность символа для распределения ресурсов. Каждая зона МАВ-блоков содержит множество базовых МАВ-блоков, и в различных зонах МАВ-блоков могут поддерживаться различные интервалы между поднесущими и продолжительность символа (длительность полезного символа и циклическая длительность). Предлагаемые здесь аспекты включают в себя переменные частотно-временные примитивы OFDM-мультиплексирования, которые динамически выбираются таким образом, чтобы удовлетворить требованиям эффективности и рабочих характеристик.
На фиг. 1 проиллюстрирована сеть 100 для передачи данных. Сеть 100 содержит: базовую станцию или точку ПО доступа (АР-точку), имеющую область 101 обслуживания; множество клиентских мобильных устройств 120 и ретрансляционную сеть 130. Точка 110 доступа может содержать любой компонент, способный обеспечивать беспроводный доступ, устанавливая соединения восходящей линии связи (штриховая пунктирная линия) и/или нисходящей линии связи (линия из точек) с мобильными устройствами 120. Примеры точки 110 доступа включают в себя базовую станцию, NodeB (УзелВ), усовершенствованный NodeB (eNB), пикосоту, фемтосоту, точка доступа WiFi и другие устройства, наделенные возможностью беспроводной связи. Мобильные устройства 120 могут содержать любой компонент, способный устанавливать беспроводную связь с точкой 110 доступа, такой как пользовательское оборудование (UE) или другие устройства, наделенные возможностью беспроводной связи. Ретрансляционная сеть 130 может представлять собой любой компонент или собрание компонентов, которые позволяют обмениваться данными между точкой ПО доступа и удаленной стороной (не показанной на фигуре). В вариантах воплощения изобретения, ретрансляционная сеть 100 может содержать разнообразные другие устройства беспроводной связи, такие как ретрансляторы, узлы малой мощности и другие пользовательские или клиентские устройства с возможностью беспроводной связи.
На фиг. 2 проиллюстрирована схематическое изображение традиционной OFDM-формы сигнала, имеющей постоянный интервал между поднесущими, которая может быть обычной в традиционных сетях стандарта LTE (Долгосрочной эволюции) и усовершенствованного стандарта LTE (LTE-A). Как показано на фигуре, ортогональность в частотной области поддерживается за счет использования одинакового интервала между поднесущими, составляющего 15 килогерц (кГц) на всей частотно-временной плоскости полосы спектра несущей.
Фиг. 3 представляет собой схематическое изображение, на котором проиллюстрирована традиционная OFDM-форма сигнала, имеющая постоянную продолжительность символа (сумму длительности полезного символа и длительности циклического префикса), что может быть обычным в традиционных сетях LTE и LTE-A. Как показано на фигуре, длительность полезных OFDM символов является постоянной, основанной на общей частоте дискретизации и интервале между поднесущими. Таким образом, поддерживается только ограниченное количество конфигураций циклического префикса. В одной конфигурации, для кадра продолжительностью 10 миллисекунд (мс) поддерживается нормальная длительность циклического префикса. Кадр разделен на 10 промежутков времени передачи (TTI-промежутков), каждый из которых имеет продолжительность в 1 миллисекунду. TTI-промежуток далее разделен на два сегмента, каждый из которых составляет 0,5 миллисекунды. Каждый сегмент разделена на 7 OFDM-символов, что представляет собой минимальную неделимую единицу передачи. Каждый символ имеет продолжительность, составляющую 66,7 микросекунд (мкс), и ему предшествует нормальная длительность циклического префикса, составляющая 5,2 или 4,7 микросекунд. В другой конфигурации, для кадра поддерживается увеличенная длительность циклического префикса. В этой конфигурации, длительность циклического префикса составляет 16,7 микросекунд.
Приводимые ниже способы по варианту воплощения изобретения поддерживают переменные гранулярности интервала между поднесущими и продолжительности символа в одной и той же полосе спектра несущей. Это может помочь в уменьшении проблем, связанных с постоянным интервалом между поднесущими и постоянной продолжительностью символа. В одном варианте воплощения изобретения, базовый блок множественного доступа (МАВ-блок) определен как транспортная единица, которая занимает некоторую указанную ширину полосы пропускания и длится в течение некоторой указанной продолжительности времени. Могут быть определены различные размеры МАВ-блока. Например, меньший МАВ-блок может быть использован для общих каналов (например, канала синхронизации, общего вещательного канала), в то время как больший МАВ-блок может быть использован индивидуальными каналами (например, индивидуальными каналами передачи данных пользовательского оборудования). Может быть определено некоторое количество типов МАВ-блока. Например, формы сигнала, связанные с различными типами МАВ-блока, могут иметь различный интервал между поднесущими, различную длительность полезного OFDM-символа и/или различную длительность циклического префикса. Примеры типов МАВ-блока дополнительно описываются ниже. В вариантах воплощения изобретения, временная и частотная плоскость ресурсов спектра может быть разделена на различные зоны МАВ-блоков, при этом каждая зона МАВ-блоков состоит из базовых частотно-временных сегментов, имеющих предварительно заданные интервал между поднесущими и продолжительность символа, также именуемых здесь как базовые блоки множественного доступа, относящиеся к одному и тому же типу МАВ-блока.
В дополнительных вариантах воплощения изобретения могут быть использованы фильтруемые OFDM-формы сигнала для того, чтобы контролировать помехи между смежными блоками множественного доступа (частотно-временными сегментами с различными интервалом между поднесущими и продолжительностью символа). Вследствие наличия различных интервала между поднесущими и продолжительности символа, ортогональность не может более сохраняться в частотно-временной плоскости. В этом случае к полосам частот, занимаемым зоной МАВ-блоков, применяется подходящий цифровой фильтр для того, чтобы контролировать внеполосное излучение так, чтобы помехи между различными МАВ-блоками не вызвали потери в рабочих характеристиках. В дополнение к этому, могут быть использованы защитные тональные сигналы (между поднесущими) для того, чтобы сглаживать края цифрового фильтра. В том же самом или других вариантах воплощения изобретения, для поддержания ортогональности между различными блоками множественного доступа могут быть использованы формы сигнала с несколькими несущими гребенки фильтров (FBMC-формы сигнала). FBMC-формы сигнала описаны в непредварительной заявке на патент США, имеющей номер 14/035,161, поданной 9 сентября 2013 г. и озаглавленной "System and Method for Weighted Circularly Convolved Filtering in OFDM-OQAM("CncTeMa и Способ для взвешенного фильтрования с круговой сверткой в OFDM-OQAM (Ортогональном мультиплексировании с частотным разделением - Ортогональной квадратурной амплитудной модуляции)") и непредварительной заявке на патент США, имеющей номер 14/184,078, поданной 19 февраля 2014 г. и озаглавленной "Frame Structure for Filter Bank Multi-Carrier (FBMC) Waveforms" ("Структура кадра для формы сигнала с несколькими несущими гребенки фильтров (FBMC-формы сигнала)"), обе из которых включены в состав данной заявки посредством ссылки, так  как если бы они были воспроизведены здесь во всей своей полноте.
В некоторой конфигурации OFDM-формы сигнала по варианту воплощения изобретения определены четыре типа МАВ-блока, включающие в себя специальный тип МАВ-блока, тип-1 МАВ-блока, тип-2 МАВ-блока и тип-3 МАВ-блока. Термин "специальный тип МАВ-блока, в том значении, в котором он здесь используется, относится к типу МАВ-блоку, который имеет, среди этих определенных типов МАВ-блока, предварительно заданные интервалы между поднесущими и циклический префикс, применяемые к региональным общим каналам передачи, таким как канал синхронизации и вещательный канал, которые требуют больших интервала между поднесущими и циклического префикса. Например, специальный тип МАВ-блока может иметь самый большой интервал между поднесущими и самый длинный циклический префикс среди этих определенных типов МАВ-блока. В одном варианте воплощения изобретения, осуществляется вещательная передача специального типа МАВ-блока множественными передатчиками в некоторой зоне, например, в зоне сконфигурированной для виртуализации доступа к радиосвязи. Специальный тип МАВ-блока имеет относительно высокий допуск для погрешности синхронизации, и, таким образом, пригоден для того, чтобы поддерживать высокую мобильность и низкую сложность устройств, например, устройств, неспособных к достижению высоких степеней точности синхронизации. Специальный тип МАВ-блока может также быть применен для управления и передачи данных устройств со сверхвысокой мобильностью и устройств, принимающих и/или отправляющих скоординированные многоточечные передачи (СоМР-передачи). Тип-1 МАВ-блока имеет самый маленький интервал между поднесущими и самую длительную продолжительность символа (например, самую долгую длительность циклического префикса) и подходит для устройств с низкой мобильностью и для поддержки крупномасштабных скоординированных многоточечных передач или вещательного сервиса. Тип-2 МАВ-блока имеет средний интервал между поднесущими и среднюю длительность циклического префикса и подходит для устройств со средней мобильностью и для поддержки маломасштабных скоординированных многоточечных передач или передачи, не являющейся скоординированной многоточечной передачей. Тип-3 МАВ-блока имеет самый большой интервал между поднесущими и самую короткую длительность циклического префикса и подходит для устройств с самой высокой мобильностью, для передачи, не являющейся скоординированной многоточечной передачей, и для связи, требующей очень низкого времени задержки. В другом варианте воплощения изобретения может быть определено и использоваться большее или меньшее количество типов МАВ-блока. Типы МАВ-блока могут иметь переменные размеры интервала между поднесущими, длительности полезного символа, длительности циклического префикса или их сочетаний. Например, два различных типа МАВ-блока могут иметь один и тот же интервал между поднесущими, но различную длительность полезного символа или длительность циклического префикса или могут иметь одну и ту же длительность символа или циклического префикса, но различный интервал между поднесущими. Размеры интервала между поднесущими, длительность символа или циклического префикса определяются для каждого типа МАВ-блока таким образом, чтобы удовлетворить желаемым критериям, условиям или требованиям системы (например, показателю QoS (Качества обслуживания)).
Гибкое назначение интервала между поднесущими и продолжительности символа (например, соответствующее различным типам МАВ-блока) может быть определено различными параметрами OFDM-мультиплексирования (или частотно-временными примитивами), такими как интервал между поднесущими, длительность полезного символа, длительность циклического префикса, или их сочетанием. В одном варианте воплощения изобретения, множество имеющихся параметров интервала между поднесущими (например, Δf, 2Δf и 4Δf), множество параметров длительности полезного символа (например, Т, Т/2 и Т/4) и множество параметров длительности циклического префикса (например, CP (циклический префикс), CP/2, CP/4, СР/2 + Т/4). В этом случае, для того, чтобы установить все параметры, достаточно определить значения 3 основных параметров (Δf, Т и CP). В других вариантах воплощения изобретения могут также быть использованы другие конфигурации.
/
/
/
/
/
/
/
На фиг. 4 проиллюстрированы типы МАВ-блока по варианту воплощения изобретения, которые могут быть использованы при связи с применением OFDM-мультиплексированы, как это было описано выше. Типы МАВ-блока включают в себя тип-1 МАВ-блока с интервалом между поднесущими, составляющим Δf, и продолжительностью символа, составляющей CP + Т. Например, Δf может быть определена как 15 кГц, CP может быть определен как 4,7, 5,2 или 16,7 миллисекунд, и Т может быть определен как 66,7 миллисекунд. В качестве альтернативы, могут быть определены другие подходящие значения для Δf, CP и Т. Типы МАВ-блока также включают в себя: тип.2 МАВ-блока с интервалом между поднесущими, составляющим 2Δf, и продолжительностью символа, составляющей СР2 + Т2; тип. 3 МАВ-блока с интервалом между поднесущими, составляющим 4Δf, и продолжительностью символа, составляющей СР4 + Т4; и специальный тип МАВ-блока или зону с интервалом между поднесущими, составляющими 4Δf, и продолжительностью символа, составляющей (СР2 + Т4) + Т4.
На фиг. 5 проиллюстрирован некоторый вариант воплощения гибкого назначения интервала между поднесущими и продолжительности символа, которое может быть использовано в предусматриваемых здесь схемах OFDM-мультиплексирования. Гибкое назначение интервала между поднесущими и продолжительности символа задается посредством определения зон МАВ-блоков, при этом базовые блоки множественного доступа определяются в каждой зоне в соответствии с типом МАВ-блока. Типы МАВ задаются предварительно, как это описано выше, с соответствующими интервалом между поднесущими и продолжительностью символа. В этом варианте воплощения изобретения, первая зона МАВ-блоков содержит базовые блоки множественного доступа, соответствующие типу.1 МАВ-блока, (базовый МАВ-блок). Вторая зона МАВ-блоков содержит базовые блоки множественного доступа, соответствующие типу-2 МАВ. блока и, кроме того, базовые блоки множественного доступа, соответствующие специальному типу МАВ. блока. Третья зона МАВ-блоков содержит базовые блоки множественного доступа, соответствующие типу-3 МАВ-блока. Размеры блоков в пределах каждой зоны могут быть определены таким образом, чтобы зоны можно было разделить на базовые сегменты без потери частотно-временных ресурсов. Клиенты принимают соответствующие МАВ-блоки в соответствующих зонах, используя F-OFDM-мультиплексирование (фильтруемое ортогональное мультиплексирование с частотным разделением), которое позволяет обнаруживать поднесущие с переменным интервалом для различных типов МАВ-блока.
На фиг. 6 проиллюстрирован другой вариант воплощения гибкого назначения интервала между поднесущими и продолжительности символа иллюстрирует, которое может быть использовано в предусматриваемых здесь схемах OFDM-мультиплексирования. В этом варианте воплощения изобретения, частотно-временная плоскость, связанная с полосой спектра несущей разделена на зоны МАВ-блоков с дублированием по меньшей мере одной из этих зон в других областях плоскости. Например, первая зона МАВ-блоков (например, относящаяся к типу-1 МАВ-блока) определена в двух областях этой плоскости: в верхнем левом углу и нижнем правом углу частотно-временной плоскости. Кроме того, как показано на фигуре, вторая зона МАВ-блоков (например, относящаяся к типу.2 МАВ-блока) определена в двух других областях этой плоскости. Эта плоскость также содержит зону с типом-3 МАВ-блоков и зону специального МАВ-блока. Клиенты могут осуществлять доступ к соответствующим зонам и блокам, используя F-OFDM-мультиплексирование. Варианты воплощения гибкого назначения интервала между поднесущими и продолжительности символа, приведенные выше, являются лишь примерами, и при использовании приведенных здесь схем варианта воплощения изобретения возможны другие конфигурации типов МАВ-блока, зон и/или конфигурации гибкого назначения интервала между поднесущими и длительности символа.
В некотором варианте воплощения изобретения для поддержания описанных выше форматов гибких интервалов между поднесущими и продолжительности символа используется механизм сигнализации. Этот механизм передачи сигнализации позволяет пользовательскому оборудованию осуществлять доступ к сети посредством специального МАВ-блока, например, как это было описано выше, при этом положения канала синхронизации и вещательного канала являются постоянными и предварительно заданными. Сетевые вещательные передачи могут носить конфигурацию зоны МАВ. блоков, использующую специальный МАВ-блок. Назначения зон МАВ-блоков могут конфигурироваться полустатически посредством сигнализации и переноситься в специальном МАВ-блоке. В качестве альтернативы, назначения зон МАВ-блоков могут конфигурироваться динамически сигналами, переносимыми в предварительно заданном типе МАВ-блока, например, в типе.2 МАВ-блока, описанном выше. В вариантах воплощения изобретения, отображение между одним или более типами трафика/передач и одной или более соответствующими зонами МАВ-блоков является предварительно заданным. Например, некоторые приложения (например, связи "машина-с-машиной" (М2М)) могут отображаться на один тип МАВ-блока (например, тип-1 МАВ-блока), в то время как некоторые конфигурации доступа (например, доступ, основанный на конкуренции, или бесплатно предоставляемый доступ) может соответствовать другому типу МАВ-блока (например, типу-2 МАВ-блока). Некоторые типы устройств и/или сетевых конфигураций также могут обслуживаться определенными типами МАВ-блока. Например, высокоскоростной поезд может обслуживаться некоторым специальным типом МАВ-блока.
Приведенные выше схемы предусматривают гибкое назначение интервала между поднесущими и продолжительности символа и передачи, основанные на зоне МАВ. блоков. Переменные параметры формы сигнала для конфигурирования блоков множественного доступа и зон МАВ-блоков могут также выбираться динамически таким образом, чтобы удовлетворять требованиям эффективности и рабочим характеристикам. Эти зоны могут быть разделены таким образом, чтобы быть приспособленным к характеристикам сети, например, нагрузке трафика, типу трафика или другим характеристикам. Эти схемы обеспечивают эффективные схемы множественного доступа, удовлетворяющие переменным требованиям QoS (Качества обслуживания), поддерживающие различные схемы передачи и поддерживающие пользовательское оборудование с различными уровнями мобильности и сложности. Эти схемы также обеспечивают более высокую спектральную эффективность, более высокую гибкость и более короткое время задержки, чем те, что обеспечиваются в иных случаях статическим назначением интервала между поднесущими и продолжительности символа в традиционных схемах OFDM-мультиплексирования.
На фиг. 7 проиллюстрирован способ 700 по варианту воплощения изобретения, предназначенный для обеспечения гибкого назначения интервала между поднесущими и продолжительности символа, соответствующих различным типам МАВ-блока. Способ может быть осуществлен сетевым компонентом, таким как базовая станция. На этапе 710 определяется множество типов МАВ-блока, имеющих частотно-временные сегменты, при этом по меньшей мере один из типов МАВ-блока имеет по меньшей мере одно из: отличного от других интервала между поднесущими, отличной от других длительности полезного символа и отличной от других длительности циклического префикса. Например, типы МАВ-блока включают в себя специальный тип МАВ-блока и по меньшей мере один тип из числа: типа-1 МАВ-блока, типа-2 МАВ-блока и типа.3 МАВ-блока, описанных выше. На этапе 720, определяется множество зон МАВ-блоков на частотно-временной плоскости полосы спектра несущей, выделенной для передач в сети беспроводной связи, при этом каждая из зон МАВ-блоков содержит частотно-временные сегменты или блоки, относящиеся к по меньшей мере одному из типов МАВ-блока. Примеры зон МАВ-блоков показаны на фиг. 5 и Фиг. 6, которые описаны выше. На этапе 730, о параметрах по меньшей мере одного из типов МАВ-блока сигнализируют сетевому устройству (например, пользовательскому оборудованию). Параметры указывают интервал между поднесущими, длительность полезного символа и длительность циклического префикса, относящиеся к по меньшей мере одному из типов МАВ-блока. Параметры включают в себя: интервал между поднесущими, длительность полезного символа и/или длительность циклического префикса этих одного или больше типов МАВ-блока.
На фиг. 8 проиллюстрирован способ по варианту воплощения изобретения, предназначенный для осуществления доступа к изменяемым интервалу между поднесущими и продолжительности символа, соответствующим различным типам МАВ-блока. Способ 800 может быть осуществлен сетевым устройством, которое может представлять собой передатчик или приемник. Как передатчику, так и приемнику необходимо передавать и принимать сигнал в соответствии с формой сигнала, соответствующей выбранному типу МАВ-блока. Передатчик может представлять собой базовую станцию (BS), точку доступа или узел радиосвязи или пользовательское оборудование. Аналогичным образом, приемник также может представлять собой базовую станцию или пользовательское оборудование. На этапе 810, принимается информация в частотно-временных сегментах зоны МАВ-блоков, предварительно определенной на частотно-временной плоскости полосы спектра несущей, выделенной для передач в сети беспроводной связи. Зона МАВ-блоков представляет собой одну из множества зон МАВ-блоков на частотно-временной плоскости, имеющей множество предварительно заданных типов МАВ-блока. Частотно-временные блоки множественного доступа имеют интервал между поднесущими, длительность полезного символа и длительность циклического префикса, соответствующие предварительно заданному типу МАВ-блока, связанному с этой зоной МАВ-блоков, или динамически определяемым типам МАВ-блока (например, посредством сигнализации о параметрах). На этапе 820 устройство обнаруживает внутри этой информации символы OFDM или другой формы сигнала (например, FBMC), применяя частотный фильтр, соответствующий этому интервалу между поднесущими. Это достигается посредством реализации схемы F-OFDM (фильтруемого ортогонального мультиплексирования с частотным разделением) в соответствии с интервалом между поднесущими, относящимся к этому типу МАВ-блока.
Фиг. 9 представляет собой структурную схему системы 900 обработки данных, которая может быть использована для того, чтобы осуществить разнообразные варианты воплощения изобретения. Система 900 обработки данных может представлять собой часть базовой станции, пользовательского оборудования или других сетевых устройств. В конкретных устройствах могут быть использованы все показанные компоненты или только некоторое подмножество этих компонентов, и уровни интеграции могут изменяться от устройства к устройству. Кроме того, устройство может содержать множественные экземпляры некоторого компонента, такие как множественные блоки обработки данных, процессоры, запоминающие устройства, передатчики, приемники и так далее. Система 900 обработки данных может содержать блок 901 обработки данных, оснащенный одним или более устройствами ввода/вывода, такими как громкоговоритель, микрофон, "мышь", сенсорный экран, вспомогательная клавиатура, клавиатура, печатающее устройство, устройство отображения и тому подобное. Блок 901 обработки данных может включать в себя центральный процессор (CPU) 910, память 920, запоминающее устройство 930 большой емкости, видеоадаптер 940 и интерфейс 960 ввода/вывода, соединенные с шиной. Эта шина может представлять собой одну или более шин любого типа из нескольких шинных архитектур, включающих в себя шину памяти или контроллер памяти, периферийную шину, шину видеосигналов, или тому подобное.
Центральный процессор 910 может содержать любой тип электронного процессора для обработки данных. Память 920 может содержать любой тип системной памяти, такой как статическое оперативное запоминающее устройство (SRAM), динамическое оперативное запоминающее устройство (DRAM), синхронное динамическое оперативное запоминающее устройство (SDRAM), постоянное запоминающее устройство (ROM), их сочетание или тому подобное. В некотором варианте воплощения изобретения, память 920 может включать в себя постоянное запоминающее устройство для использования при начальной загрузке, и динамическое оперативное запоминающее устройство для хранения программ и данных для использования при исполнении программ. В вариантах воплощения изобретения, память 920 является некратковременной. Запоминающее устройство 930 большой емкости может содержать любой тип запоминающего устройства, сконфигурированного для того, чтобы хранить данные, программы и другую информацию и делать эти данные, программы и другую информацию доступными через шину. Запоминающее устройство 930 большой емкости может содержать, например, один или более накопителей из числа: твердотельного накопителя, накопителя на жестких магнитных дисках, накопителя на магнитных дисках, накопителя на оптических дисках или тому подобного.
Видеоадаптер 940 и интерфейс 960 ввода/вывода предоставляют интерфейсы для сопряжения внешних устройств ввода и вывода с блоком обработки данных. Как проиллюстрировано на фигуре, примеры устройств ввода и вывода включают в себя устройство 990 отображения, сопряженное с видеоадаптером 940, и любое сочетание "мыши"/клавиатуры/печатающего устройства 970, сопряженных с интерфейсом 960 ввода/вывода. С блоком 901 обработки данных могут быть сопряжены другие устройства, и могут быть использованы дополнительные или меньшее количество интерфейсных карт. Например, может быть использована карта последовательного интерфейса (не показанная на фигуре) для предоставления последовательного интерфейса для печатающего устройства.
Блок 901 обработки данных также включает в себя один или более сетевых интерфейсов 950, который может содержать проводные линии связи, такие как кабель Ethernet или тому подобное, и/или беспроводные линии связи для доступа к узлам одной или более сетям 980. Сетевой интерфейс 950 позволяет блоку 901 обработки данных поддерживать связь с удаленными устройствами через сети 980. Например, сетевой интерфейс 950 может обеспечивать беспроводную связь через один или более передатчиков/передающих антенн и один или более приемников/приемных антенн. В некотором варианте воплощения изобретения, блок 901 обработки данных сопряжен с локальной сетью или глобальной сетью для обработки данных и связи с удаленными устройствами, такими как другие блоки обработки данных, сетью "Интернет", удаленными системами памяти или тому подобным.
Хотя в настоящем раскрытии было предложено несколько вариантов воплощения изобретения, следует понимать, что раскрытые системы и способы могли бы быть воплощены во многих других конкретных формах, не выходя при этом за рамки сущности или объема настоящего раскрываемого изобретения. Настоящие примеры следует рассматривать как иллюстративные и не ограничивающие, и намерение не состоит в том, чтобы быть ограниченным приведенными здесь подробностями. Например, разнообразные элементы или компоненты могут быть объединены или интегрированы в другую систему, или некоторые признаки могут быть опущены или не реализованы.
В вариантах воплощения изобретения предлагается способ, выполняемый сетевым компонентом, поддерживающим беспроводную связь, причем способ содержит этапы, на которых:
выбирают зону блоков множественного доступа (МАВ-блоков), из множества предварительно заданных зон МАВ-блоков, на которые (зоны) разделена частотная и временная плоскость полосы спектра несущей;
передают сигнал в частотно-временных сегментах в выбранной зоне МАВ-блоков в соответствии с типом МАВ-блока, выбранным для этой зоны МАВ-блоков, при этом тип МАВ-блока является одним из множества предварительно заданных типов МАВ-блока; и
уменьшают ширину полосы частот передаваемого сигнала, используя фильтр спектра в соответствии с шириной полосы частот этого типа МАВ-блока.
Способ может дополнительно содержать этапы, на которых:
выбирают некоторую вторую зону МАВ-блоков из множества предварительно заданных зон МАВ-блоков;
передают некоторый второй сигнал в частотно-временных сегментах во второй зоне МАВ-блоков в соответствии с типом МАВ-блока, выбранным для второй зоны МАВ-блоков, при этом тип МАВ-блока второй зоны МАВ-блоков - из предварительно заданных типов МАВ-блока; и
уменьшают ширину полосы частот передаваемого второго сигнала, используя некоторый второй фильтр спектра в соответствии с шириной полосы частот второго типа МАВ-блока.
В другом варианте воплощения изобретения, тип МАВ-блока представляет собой тип МАВ-блока частотно-временных сегментов, имеющих самый большой интервал между поднесущими и самую долгую длительность циклического префикса среди типов МАВ-блока, и при этом способ дополнительно содержит этап, на котором передают, в частотно-временных сегментах этого типа МАВ-блока, информацию, связанную с по меньшей мере одним каналом из числа: регионального общего канала, канала синхронизации, вещательного канала, канала для устройств со сверхвысокой мобильностью и канала для скоординированных многоточечных передач, СоМР-передач.
В дополнительном варианте воплощения изобретения, тип МАВ-блока представляет собой некоторый первый тип МАВ-блока частотно-временных сегментов, имеющих самый маленький интервал между поднесущими и самую долгую длительность циклического префикса среди типов МАВ-блока, и при этом способ дополнительно содержит этап, на котором передают, в частотно-временных сегментах первого типа МАВ-блока, информацию, связанную с по меньшей мере одним каналом из числа: канала для устройств с низкой мобильностью, канала, поддерживающего крупномасштабные скоординированные многоточечные передачи, СоМР-передачи, и канала, предоставляющего вещательный сервис с более чем одного передатчика. Если требуется, то в этом варианте воплощения изобретения типы МАВ-блока включают в себя некоторый второй тип МАВ-блока частотно-временных сегментов, имеющих больший интервал между поднесущими и большую длительность циклического префикса, чем первый тип МАВ-блока, и при этом способ дополнительно содержит этап, на котором передают, в частотно-временных сегментах второго типа МАВ-блока, информацию, связанную с по меньшей мере одним каналом из числа: канала для устройств со средней мобильностью и канала, поддерживающего маломасштабные скоординированные многоточечные передачи, СоМР-передачи. В дополнительном варианте воплощения изобретения, типы МАВ-блока включают в себя некоторый третий тип МАВ-блока частотно-временных сегментов, имеющих больший интервал между поднесущими и меньшую длительность циклического префикса, чем первый тип МАВ-блока и второй тип МАВ-блока, и при этом способ дополнительно содержит содержание этапа, на котором передают, в частотно-временных сегментах третьего типа МАВ-блока, информацию, связанную с по меньшей мере одним каналом из числа: канала для устройств с самой высокой мобильностью, канала, поддерживающего передачи, не являющиеся скоординированными многоточечными передачами, СоМР-передачами, и канала, требующего малое время задержки.
В другом варианте воплощения изобретения, предлагается способ (800), выполняемый сетевым устройством, поддерживающим беспроводную связь, причем способ содержит этапы, на которых:
принимают (810) сигнал в частотно-временных сегментах в зоне блоков множественного доступа, МАВ-блоков, из числа множества зон МАВ-блоков, на которые (зоны) разделена частотная и временная плоскость полосы спектра несущей;
идентифицируют, из множества определенных типов МАВ-блока, тип МАВ-блока, выбранный для этой зоны МАВ-блоков, и определяют интервал между поднесущими и продолжительность символа для частотно-временных сегментов этой зоны МАВ-блоков;
устанавливают фильтр спектра с шириной полосы пропускания в соответствии с этим типом МАВ-блока; и
обнаруживают (920) сигнал, используя фильтр спектра.
В некотором варианте воплощения изобретения способ дополнительно содержит этапы, на которых:
принимают некоторый второй сигнал во вторых частотно-временных сегментах в некоторой второй зоне блоков МАВ-блоков из числа зон МАВ-блоков;
идентифицируют некоторый второй тип МАВ-блока, выбранный для второй зоны МАВ-блоков, и определяют по меньшей мере одно из числа: некоторого второго интервала между поднесущими и некоторой второй продолжительности символа для вторых частотно-временных сегментов;
устанавливают некоторый второй фильтр спектра с интервалом между поднесущими в соответствии со вторым типом МАВ-блока; и
обнаруживают второй сигнал, используя второй фильтр спектра.
В другом варианте воплощения изобретения, способ дополнительно содержит этап, на котором принимают сигнализацию о параметрах, указывающих по меньшей мере один из типов МАВ-блока и зон МАВ-блоков, при этом параметры указывают интервал между поднесущими, длительность полезного символа и длительность циклического префикса этого по меньшей мере одного из типов МАВ-блока.
В другом варианте воплощения изобретения, способ дополнительно содержит этап, на котором принимают отображение по меньшей мере одной из зон МАВ-блоков из числа этих зон МАВ-блоков на по меньшей мере один из типов МАВ-блока, выбранный для этой зоны МАВ-блоков.
В дополнительном варианте воплощения изобретения, типы МАВ-блока включают в себя специальный тип МАВ-блока частотно-временных сегментов, имеющих самый большой интервал между поднесущими и самую долгую длительность циклического префикса среди типов МАВ-блока, и при этом способ дополнительно содержит этап, на котором принимают, в частотно-временных сегментах этого специального типа МАВ-блока, информацию, связанную с по меньшей мере одним каналом из числа: регионального общего канала, канала синхронизации, вещательного канала, канала для устройств со сверхвысокой мобильностью и канала для скоординированных многоточечных передач, СоМР-передач.
В другом варианте воплощения изобретения имеется сетевое устройство, поддерживающее беспроводную связь, причем сетевое устройство содержит:
по меньшей мере, один процессор;
энергонезависимый машиночитаемый носитель информации, хранящий программы для исполнения этим по меньшей мере одним процессором, причем программы включают в себя команды для того, чтобы:
получать сигнал в частотно-временных сегментах в зоне блоков множественного доступа, МАВ-блоков, из числа множества зон МАВ-блоков, на которые (зоны) разделена частотная и временная плоскость полосы спектра несущей;
идентифицировать, из множества определенных типов МАВ-блока, тип МАВ-блока, выбранный для этой зоны МАВ-блоков, и определять интервал между поднесущими и продолжительность символа для частотно-временных сегментов этой зоны МАВ-блоков;
устанавливать фильтр спектра с шириной полосы пропускания в соответствии с этим типом МАВ-блока; и
обнаруживать сигнал, используя фильтр спектра.
В дополнительном варианте воплощения изобретения, программы включают в себя дополнительные команды для того, чтобы получать сигнализацию о параметрах, указывающих по меньшей мере один из типов МАВ-блока и зон МАВ-блоков, при этом параметры указывают интервал между поднесущими, длительность полезного символа и длительность циклического префикса этого по меньшей мере одного из типов МАВ-блока.
В другом варианте воплощения изобретения, сетевое устройство представляет собой пользовательское оборудование, UE, способное поддерживать связь с сетью беспроводной связи.
В дополнительном варианте воплощения изобретения, сетевое устройство представляет собой базовую станцию или точку радиодоступа сети беспроводной связи.
В другом варианте воплощения изобретения может иметься сетевой компонент, поддерживающий беспроводную связь, причем сетевой компонент содержит:
по меньшей мере, один процессор; и
энергонезависимый машиночитаемый носитель информации, хранящий программы для исполнения этим по меньшей мере одним процессором, причем программы включают в себя команды для того, чтобы:
выбирать зону блоков множественного доступа, МАВ-блоков, из множества предварительно заданных зон МАВ-блоков, на которые (зоны) разделена частотная и временная плоскость полосы спектра несущей;
передавать сигнал в частотно-временных сегментах в этой зоне МАВ-блоков в соответствии с типом МАВ-блока, выбранным для этой зоны МАВ-блоков, при этом тип МАВ-блока - из множества предварительно заданных типов МАВ-блока; и
уменьшать ширину полосы частот передаваемого сигнала, используя фильтр спектра в соответствии с шириной полосы частот этого типа МАВ-блока.
В некотором варианте воплощения изобретения, программы включают в себя дополнительные команды для того, чтобы:
выбирать некоторую вторую зону МАВ-блоков из этих зон МАВ-блоков;
передавать некоторый второй сигнал во вторых частотно-временных сегментах во второй зоне МАВ-блоков в соответствии с некоторым вторым типом МАВ-блока, выбранным для второй зоны МАВ-блоков, при этом второй тип МАВ-блока - из предварительно заданных типов МАВ-блока; и
уменьшать ширину полосы частот передаваемого второго сигнала, используя некоторый второй фильтр спектра в соответствии с шириной полосы частот второго типа МАВ-блока.
В другом варианте воплощения изобретения, сетевой компонент представляет собой базовую станцию или точку радиодоступа сети беспроводной связи.
В дополнительном варианте воплощения изобретения, сетевой компонент представляет собой пользовательское оборудование, UE, способное поддерживать связь с сетью беспроводной связи.
В дополнение к этому, технологии, системы, подсистемы и способы, описанные и проиллюстрированные в различных вариантах воплощения изобретения как дискретные или отдельные, могут быть объединены или интегрированы с другими системами, модулями, технологиями или способами, что не выходит за рамки объема настоящего раскрываемого изобретения. Другие элементы, показанные или рассмотренные как сопряженные или непосредственно сопряженные или поддерживающие связь друг с другом, могут быть сопряжены опосредованно или поддерживать связь через некоторый интерфейс, устройство или промежуточный компонент, будь то электрическим, механическим или иным образом. Другие примеры изменений, замен и модификаций могут быть придуманы специалистом в данной области техники и могли бы быть осуществлены, не выходя за рамки раскрытого здесь объема изобретения.