СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИНДЕКСАЦИИ ПРЕАМБУЛ В КАНАЛЕ ЗАПРОСА ПОЛОСЫ ПРОПУСКАНИЯ
METHOD AND APPARATUS FOR PREAMBLE INDEXATION IN BANDWIDTH REQUEST CHANNEL

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
[1] Настоящая заявка главным образом относится к беспроводной связи, более конкретно к индексации последовательностей преамбул в канале запроса полосы пропускания между мобильной станцией и базовой станцией.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
[2] Редакция IEEE 802.16m позволяет мобильной станции (MS) передавать запросы полосы пропускания (BWREQ) для указания базовой станции (BS) о том, что она нуждается в выделении полосы пропускания восходящей линии связи (UL). Существует несколько способов, с помощью которых мобильная станция может запрашивать полосу пропускания от базовой станции. Эти способы содержат использование указателя запроса полосы пропускания на основе конкурентного произвольного доступа, запроса отдельной полосы пропускания, запроса совмещенной полосы пропускания, содержащегося в расширенном заголовке в MAC PDU, и запроса полосы пропускания используя канал быстрой обратной связи.
[3] В способе конкурентного произвольного доступа, несколько мобильных станций конкурируют за ограниченный набор последовательностей преамбул по общему каналу. Стандарт 802.16m задает 24 ортогональные последовательности доступа или последовательности преамбул. Каждая мобильная станция может произвольно выбрать последовательность преамбулы (из числа 24 возможных последовательностей преамбул), и надеяться, что другая мобильная станция не выберет эту последовательность преамбулы. Если другому мобильному устройству случилось выбрать ту же самую последовательность преамбулы, то говорится, что две последовательности преамбул коллидируют на BS.
РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[4] Аспект настоящего изобретения предоставляет способ и устройство для запроса полосы пропускания в сети беспроводной связи.
[5] Аспект настоящего изобретения предоставляет способ и устройство для планирования восходящей линии связи в сети беспроводной связи.
[6] Аспект настоящего изобретения предоставляет способ и устройство для индексации последовательностей преамбул в канале запроса полосы пропускания.
MS
MS
[7] Устройство, предложенное в настоящем изобретении, представляет собой мобильную станцию для запроса полосы пропускания в сети беспроводной связи, причем мобильная станция выполнена с возможностью: передачи сообщения быстрого доступа и последовательности преамбулы запроса полосы пропускания на базовую станцию в канале запроса полосы пропускания; при этом В битов сообщения быстрого доступа содержат B битов идентификатора мобильной станции (STID) (первые выборочные биты) и (B-B) битов информации запроса полосы пропускания (вторые выборочные биты).
MS
MS
MS
[8] Устройство, предложенное в настоящем изобретении, представляет собой мобильную станцию для планирования восходящей линии связи в сети беспроводной связи, причем мобильная станция выполнена с возможностью: приема сообщения быстрого доступа и сообщения с последовательностью преамбулы запроса полосы пропускания от мобильной станции в канале запроса полосы пропускания, при этом В битов сообщения быстрого доступа содержат B битов идентификатора мобильной станции (STID) и (В-B) битов информации запроса полосы пропускания; определения индекса преамбулы, соответствующего последовательности преамбулы запроса полосы пропускания, определения части (B-B) битов из В битов сообщения быстрого доступа.
MS
MS
[9] Способ, предложенный в настоящем изобретении, представляет собой способ запроса полосы пропускания в сети беспроводной связи, причем способ содержит этапы: передачи сообщения быстрого доступа и последовательности преамбулы запроса полосы пропускания на базовую станцию в канале запроса полосы пропускания; при этом В битов сообщения быстрого доступа содержат B битов идентификатора мобильной станции (STID) и (В-B) битов информации запроса полосы пропускания.
[10] Перед тем, как перейти к осуществлению изобретения, может быть полезным дать определения конкретных слов и фраз, использованных в этом патентном документе: Термины "включать" и "содержать", равно как и их производные, означают включение без ограничения; термин "или" является включающим, означающий и/или; фразы "связанный с" и "связанный с этим", равно как и их производные, могут означать включать, быть заключенным внутри, взаимосвязываться с, содержать, содержаться внутри, присоединяться к или с, соединяться с или к, осуществлять связь с, взаимодействовать с, чередоваться, располагать рядом, быть близким к, граничить с или к, иметь, иметь свойство чего-либо, или тому подобное; и термин "контроллер" означает любое устройство, систему или их часть, которая управляет по меньшей мере одной операцией, например, устройство может быть реализовано в аппаратном обеспечении, прошивке или программном обеспечении, или некоторой комбинации по меньшей мере двух подобных. Необходимо отметить, что функциональность, связанная с каким-либо конкретным контроллером может быть централизованной или распределенной, будь то локально или удаленно. Определения для конкретных слов и фраз предоставляются во всем этом патентном документе, и специалисты в данной области техники должны понимать, что во многих, если не в большинстве примеров, такие определения применяют заранее, равно как и будущие использования таких заданных слов и фраз.
[11] Мобильная станция согласно нашему изобретению является еще дополнительно выполненной с возможностью передачи последовательности преамбулы, соответствующей индексу последовательности преамбулы, так же предоставляется базовая станция, выполненная с возможностью получения сообщения быстрого доступа, используя мобильную станцию.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
[12] Для более полного понимания настоящего раскрытия и его преимуществ, теперь делается ссылка на следующее описание, взятое совместно с прилагающимися чертежами, в которых подобные номера позиций представляют подобные части:
[13] На Фиг.1 проиллюстрирована образцовая беспроводная сеть согласно одному варианту осуществления настоящего раскрытия;
[14] На Фиг.2 проиллюстрирована беспроводная мобильная станция согласно вариантам осуществления настоящего раскрытия;
[15] На Фиг.3 изображена 5-этапная процедура запроса полосы пропускания для соответствующей IEEE 802.16m мобильной станции согласно вариантам осуществления настоящего раскрытия;
[16] На Фиг.4 изображена 3-этапная процедура запроса полосы пропускания быстрого доступа для соответствующей IEEE 802.16m мобильной станции согласно вариантам осуществления настоящего раскрытия;
[17] На Фиг.5 изображена 3-этапная процедура запроса полосы пропускания быстрого доступа, которая осуществляет выбор по умолчанию 5-этапной процедуры запроса полосы пропускания согласно вариантам осуществления настоящего раскрытия;
[18] На Фиг.6 изображена структура ресурсов для запроса полосы пропускания используя физический уровень OFDMA, для использования с вариантами осуществления настоящего раскрытия; и
[19] На Фиг.7 проиллюстрирован способ для индексации последовательностей преамбул согласно одному варианту осуществления настоящего раскрытия.
ВАРИАНТЫ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[20] Фиг.1-7, рассмотренные ниже, и различные варианты осуществления, использованные для описания принципов настоящего разглашения в этом патентном документе, существуют только для цели иллюстрации и не должны толковаться каким-либо образом, ограничивающим границы раскрытия. Профессионал в данной области техники поймет, что принципы настоящего раскрытия могут быть реализованы а любой соответственно скомпонованной сети беспроводной связи.
[21] Следующие документы и описания стандартов включены в настоящем раскрытии как будто полностью изложенные в настоящем документе:
[22] IEEE C802.16m-09/0010r2, IEEE 802.16 редакция рабочего документа, редактор: Ron Murias, июнь 2009 (в дальнейшем в этом документе "0010r2"); и
[23] IEEE С802.16m-08/0003r9a, IEEE 802.16m документ описания системы, редактор: Shkumbin Hamiti, июнь 2009 (в дальнейшем в этом документе "0003r9a").
[24] Варианты осуществления этого раскрытия предоставляют способ для индексации последовательностей преамбул в канале запроса полосы пропускания. Раскрытые варианты осуществления основаны на использовании указателя запроса полосы пропускания на основе конкурентного произвольного доступа. Однако, станет понятным, что с этим раскрытием могут использоваться другие способы запроса полосы пропускания.
[25] На Фиг.1 проиллюстрирована образцовая беспроводная сеть 100 согласно одному варианту осуществления настоящего раскрытия. В проиллюстрированном варианте осуществления, беспроводная сеть 100 содержит базовую станцию (BS) 101, базовую станцию (BS) 102 и базовую станцию (BS) 103. Базовая станция 101 осуществляет связь с базовой станцией 102 и базовой станцией 103. Базовая станция 101 также осуществляет связь с сетью 130 передачи данных по Интернет-протоколу (IP), такой как Интернет, проприетарная IP-сеть или другая сеть передачи данных.
[26] Базовая станция 102 предоставляет беспроводной широкополосный доступ к IP-сети 130, через базовую станцию 101, множеству абонентских станций внутри зоны 120 покрытия базовой станции 102. Первое множество абонентских станций содержит абонентскую станцию (SS) 111, абонентскую станцию (SS) 112, абонентскую станцию (SS) 113, абонентскую станцию (SS) 114, абонентскую станцию (SS) 115 и абонентскую станцию (SS) 116. Абонентские станции 111-116 могут быть любыми устройствами беспроводной связи, такими как, но не ограничиваясь этим, мобильный телефон, мобильный КПК и любая мобильная станция (MS). В образцовом варианте осуществления, SS 111 может быть размещена на малом предприятии (SB), SS 112 может быть размещена в компании (Е), SS 113 может быть размещена в точке доступа к беспроводной сети (HS) WiFi, SS 114 может быть размещена в жилище, и SS 115 и SS 116 могут быть мобильными устройствами.
[27] Базовая станция 103 предоставляет беспроводной широкополосный доступ к IP-сети 130, через базовую станцию -101, множеству абонентских станций внутри зоны 125 покрытия базовой станции 103. Множество абонентских станций внутри зоны 125 покрытия содержит абонентскую станцию 115 и абонентскую станцию 116. В альтернативных вариантах осуществления, базовые станции 102 и 103 могут быть присоединены непосредственно к Интернет средствами проводного широкополосного соединения, такого как оптоволокно, DSL, кабель или линия Т1/Е1, нежели чем в непрямо через базовую станцию 101.
[28] В других вариантах осуществления, базовая станция 101 может быть на связи с либо меньшим, либо большим количеством базовых станций. Более того, в то время как на Фиг.1 показаны только шесть абонентских станций, понятно, что беспроводная сеть 100 может предоставить беспроводной широкополосный доступ более чем шести абонентским станциям. Отмечено, что абонентская станция 115 и абонентская станция 116 находятся на границе как зоны 120 покрытия, так и зоны 125 покрытия. Абонентская станция 115 и абонентская станция 116, каждая осуществляет связь как с базовой станцией 102, так и базовой станцией 103, и могут быть так называемыми пограничными устройствами соты, мешающими друг другу. Например, связь между BS 102 и SS 116 может мешать связи между BS 103 и SS 115. Дополнительно, связь между BS 103 и SS 115 может мешать связи между BS 102 и SS 116.
[29] Абонентские станции 111-116 могут использовать широкополосный доступ к IP-сети 130 для доступа к голосовым, сервисам данных, видео, видеотелеконференциям, и/или другим широкополосным сервисам. В образцовом варианте осуществления, одна или более абонентских станций 111-116 могут быть связаны с точкой доступа (АР) WLAN WiFi. Абонентская станция 116 может быть любым числом мобильных устройств, в том числе портативным компьютером с возможностью беспроводной связи, персональным карманным компьютером, ноутбуком, портативным устройством или другим устройством с возможностью беспроводной связи. Абонентская станция 114 может быть, например, персональным компьютером с возможностью беспроводной связи, портативным компьютером, шлюзом или другим устройством.
[30] Пунктирная линия показывает приблизительную протяженность зон 120 и 125 покрытия, которые показаны приблизительно круговыми только для целей иллюстрации и разъяснения. Следует ясно понимать, что зоны покрытия, связанные с базовыми станциями, например, зоны 120 и 125 покрытия, могут иметь другие формы, в том числе неправильные формы, зависящие от конфигурации базовых станций и изменений в радиосреде, связанных с естественными и рукотворными преградами.
[31] Также, зоны покрытия, связанные с базовыми станциями, являются не постоянными во времени и могут быть динамичными (расширяя или сжимая или изменяя форму), основанными на изменении уровней мощности передачи базовой станции и/или абонентских станций, погодных условий и других факторов. В варианте осуществления, радиус зон покрытия базовых станций, например, зон 120 и 125 покрытия базовых станций 102 и 103, может простираться в диапазоне от менее чем 2 километров до около пятидесяти километров от базовых станций.
[32] Как хорошо известно в данной области техники, базовая станция, такая как базовая станция 101, 102 или 103, могут использовать направленные антенны для поддержки множества секторов внутри зоны покрытия. На Фиг.1 базовые станции 102 и 103 изображены приблизительно в центре зон 120 и 125 покрытия, соответственно. В других вариантах осуществления, использование направленных антенн может обнаружить базовую станцию рядом с границей зоны покрытия, например, в точке зоны покрытия в форме конуса или форме груши.
[33] На Фиг.2 проиллюстрирована беспроводная мобильная станция 200 согласно вариантам осуществления настоящего раскрытия. В конкретных вариантах осуществления, беспроводная мобильная станция 200 может представлять любую из абонентских станций 111-116, показанных на Фиг.1. Вариант осуществления беспроводной мобильной станции (MS) 200, проиллюстрированный на Фиг.2, служит только для иллюстрации. Другие варианты осуществления беспроводной мобильной станции 200 могли использоваться без отступления от границ этого раскрытия.
[34] Беспроводная мобильная станция 200 содержит антенну 205, радиочастотный (РЧ) приемопередатчик 210, передающее (ТХ) устройство 215 обработки данных, микрофон 220 и принимающее (RX) устройство 225 обработки данных. Мобильная станция 200 также содержит динамик 230, главный процессор 240, интерфейс (IF) 245 ввода/вывода (I/O), клавиатуру 250, дисплей 255, память 260, устройство управления 270 энергией и батарею 280.
[35] Главный процессор 240 исполняет программу базовой операционной системы 261 (OS), хранящейся в памяти 260 для того, чтобы управлять всей работой мобильной станции 200. При одной такой операции, процессор 240 управляет приемом сигналов по прямому каналу и передачей сигналов по обратному каналу посредством радиочастотного (РЧ) приемопередатчика 210, принимающего (RX) устройства 225 обработки данных и передающего (ТХ) устройства 215 обработки данных, в соответствии с хорошо известными принципами.
[36] Главный процессор 240 способен исполнять другие процессы и программы постоянно хранящиеся в памяти 260. Главный процессор 240 может перемещать данные туда и обратно в память 260, как требуется исполняющимся процессом. Главный процессор 240 также соединен с интерфейсом 245 I/O. Оператор мобильной станции 200 использует клавиатуру 250 для ввода данных в мобильную станцию 200. Альтернативные варианты осуществления могут использовать другие типы дисплеев.
[37] Мобильная станция может передавать запросы полосы пропускания для указания базовой станции, что она нуждается в выделении полосы пропускания восходящей линии связи. Существует несколько способов, с помощью которых мобильная станция может запрашивать полосу пропускания от базовой станции. Эти способы содержат использование указателя запроса полосы пропускания на основе конкурентного произвольного доступа, запроса отдельной полосы пропускания, запроса совмещенной полосы пропускания, содержащегося расширенном заголовке в MAC PDU, и запроса полосы пропускания используя канал быстрой обратной связи.
[38] Теперь будут описаны две процедуры для запроса полосы пропускания, использующие указатель запроса полосы пропускания на основе конкурентного произвольного доступа. Две процедуры, которые могут поддерживаться одновременно, содержат 5-этапную процедуру и 3-этапную процедуру быстрого доступа. 5-этапная процедура может использоваться независимо или как режим нейтрализации неисправности для 3-этапной процедуры быстрого доступа в случае неудачи при декодировании сообщения быстрого доступа.
[39] На Фиг.3 изображен способ, внедряющий 5-этапную процедуру запроса полосы пропускания для соответствующей IEEE 802.16m мобильной станции согласно одному варианту осуществления настоящего раскрытия. Способ 300 описан относительно мобильной станции 200 и базовой станции 102. Однако понятно, что способ 300 может использоваться с любым подобно сконфигурированным беспроводным устройством и базовой станцией.
[40] Согласно Фиг.3, мобильная станция 200 отправляет указатель запроса полосы пропускания, который является последовательностью преамбулы, выбранной случайно из набора последовательностей преамбул, на базовую станцию 102 в ресурсах, выделенных для канала запроса полосы пропускания (этап 301). Последовательность преамбулы является последовательностью чисел, которые принадлежат к классу последовательностей, которые имеют желаемые свойства, наподобие ортогональности и низкой корреляции. В случае IEEE 802.16m, все последовательности преамбул являются ортогональными.
[41] Далее, базовая станция 102 предоставляет ответ - на указатель запроса полосы пропускания (этап 302). Ответ зависит от успеха или неудачи декодирования. Если базовая станция 102 успешно декодирует указатель запроса полосы пропускания, она передает разрешение передачи заголовка BW REQ по восходящей линии связи на мобильную станцию 200.
[42] Далее, если мобильная станция 200 принимает разрешение восходящей линии связи для заголовка BW REQ от базовой станции 102, то мобильная станция 200 передает заголовок сообщения с запросом отдельной полосы пропускания на базовую станцию 102 в ресурс, указанный разрешением восходящей линии связи (этап 303). Однако, если мобильная станция 200 не принимает разрешение восходящей линии связи от базовой станции 102, то мобильная станция 200 считает запрос полосы пропускания неудачным и может начать процедуру заново.
[43] Далее, при успешном декодировании заголовка BW REQ, базовая станция 102 передает разрешение восходящей линии связи на мобильную станцию 200 (этап 304). Однако, если декодирование неудачно, базовая станция 102 отправляет отрицательное подтверждение.
[44] Далее, предполагая, что разрешение восходящей линии связи было передано базовой станцией 102, мобильная станция 200 передает в выделенный ресурс, указанный в разрешении восходящей линии связи (этап 305). Иначе, при приеме отрицательного подтверждения, мобильная станция 200 считает запрос полосы пропускания неудачным и может начать процедуру заново.
[45] На Фиг.4 изображен способ, внедряющий 3-этапную процедуру запроса полосы пропускания быстрого доступа для соответствующей IEEE 802.16m мобильной станции согласно одному варианту осуществления настоящего раскрытия. Способ 400 описан относительно мобильной станции 200 и базовой станции 102. Однако понятно, что способ 400 может использоваться с любым подобно сконфигурированным беспроводным устройством и базовой станцией.
[46] Согласно Фиг.4, сначала, мобильная станция 200 отправляет указатель запроса полосы пропускания и сообщение быстрого доступа на базовую станцию 102 в ресурсах, выделенных для канала запроса полосы пропускания (этап 401). Сообщение быстрого доступа может содержать информацию для идентификации мобильной станции 200 и также тип запроса полосы пропускания, в том числе размер запрашиваемой полосы пропускания. Часть или все сообщение быстрого доступа передается в части данных канала BW REQ в дополнение к последовательности преамбулы, передающейся как указатель BW REQ. В некоторых вариантах осуществления, сообщение быстрого доступа является 16-битным сообщением, содержащим 12-битный идентификатор мобильной станции (STID) и 4-битный указатель размера/приоритета полосы пропускания (BWSize) (также иногда называемый как идентификатор потока). Также возможны сообщения быстрого доступа, имеющие больше или меньше битов.
[47] Далее, базовая станция 102 предоставляет ответ на указатель запроса полосы пропускания и сообщение быстрого доступа (этап 402). Ответ зависит от успеха или неудачи декодирования как последовательности преамбулы, так и сообщения быстрого доступа. Если базовая станция 102 успешно декодирует указатель запроса полосы пропускания и сообщение быстрого доступа, она передает либо явное подтверждение используя BW АСК А-МАР IE, либо разрешение передачи по восходящей линии связи на мобильную станцию 200. Если базовая станция 102 терпит неудачу при декодировании указателя запроса полосы пропускания или сообщения быстрого доступа, то базовая станция 102 передает BW АСК А-МАР IE, указывающий отрицательное подтверждение для соответствующего случая запроса полосы пропускания.
[48] Далее, предполагая, что разрешение восходящей линии связи было передано базовой станцией 102, мобильная станция 200 начинает передачу сообщения с запросом полосы пропускания (этап 403). Иначе, если мобильная станция 200 принимает отрицательное подтверждение, указывающее неудачу декодирования сообщения быстрого доступа (и подтверждение для декодирования указателя запроса полосы пропускания), или вовсе ничего не принимает, то мобильная станция 200 запускает таймер запроса полосы пропускания, и процедура BWREQ осуществляет выбор по умолчанию стандартной 5-этапной процедуры, как видно на Фиг.5.
[49] На Фиг.5 изображена 3-этапная процедура запроса полосы пропускания быстрого доступа, которая осуществляет выбор по умолчанию 5-этапной процедуры запроса полосы пропускания согласно вариантам осуществления настоящего раскрытия. На Фиг.5, этапы 501 и 502 соответствуют этапам 401 и 402 на Фиг.4. На этапе 503, мобильная станция 200 передает заголовок сообщения с запросом отдельной полосы пропускания на базовую станцию 102.
[50] Если мобильная станция 200 принимает разрешение восходящей линии связи, используя 5-этапную процедуру по умолчанию, то мобильная станция 200 останавливает таймер. Иначе, если она принимает отрицательное АСК или заканчивается действие таймера запроса полосы пропускания, то мобильная станция 200 считает запрос полосы пропускания неудачным и может начать процедуру заново (этап 504).
[51] Далее, предполагая, что разрешение восходящей линии связи было передано базовой станцией 102, мобильная станция 200 передает в выделенный ресурс, указанный в разрешении восходящей линии связи (этап 505).
[52] 5-этапная процедура запроса полосы пропускания, показанная на Фиг.5, является режимом нейтрализации неисправности для 3-этапной процедуры запроса полосы пропускания, показанной на Фиг.4. Как проиллюстрировано на Фиг.5 на этапе 502, базовая станция 102, использующая CDMA ALLOCATION А-МАР IE, выдает мобильной станции 200 выделение для передачи заголовка запроса отдельной полосы пропускания.
[53] 3-этапный запрос полосы пропускания может быть ограничен только конкретными срочными и часто использующимися сообщениями. Примерами таких срочных и часто использующихся сообщений являются:
[54] Полноскоростной пакет VoIP(AMR);
[55] SID VoIP(AMR);
[56] Сообщение MAC HO-REQ;
[57] Сигнальный заголовок MAC (заголовок запроса полосы пропускания);
[58] Заголовок RoHC; и
[59] TCP АСК.
[60] Приведенные выше сообщения не являются исчерпывающими, но являются образцовыми типами сообщений, которые могут использовать 3-этапную процедуру запроса полосы пропускания. Одним общим признаком приведенных выше сообщений является вычисляемый размер сообщения. Таким образом, если известен тип сообщения, для которого запрашивается полоса пропускания, величина полосы пропускания, которая должна быть выдана мобильной станции для передачи этого сообщения, также известна.
[61] На Фиг.6 изображена структура ресурсов для запроса полосы пропускания используя физический уровень OFDMA, для использования с вариантами осуществления настоящего раскрытия. В IEEE 802.16m, канал запроса полосы пропускания состоит из трех распределенных ячеек запроса полосы пропускания, где каждая ячейка запроса полосы пропускания задана как шесть смежных поднесущих на шесть символов OFDM, как показано на Фиг.6. Основная концепция множественного доступа с ортогональным частотным разделением (OFDMA) и концепция конфигурации ресурсного блока физического уровня в IEEE 802.16m описаны в документах "0010r2" и "0003r9a".
0
23
0
35
[62] Согласно Фиг.6, каждая ячейка запроса полосы пропускания содержит последовательности преамбул Pr-Pr. Они являются последовательностями преамбул для указателя запроса полосы пропускания. Кодовые слова M-М сообщения быстрого доступа распределены на все три ячейки запроса полосы пропускания. OFDMA ресурс физического уровня сконструирован для того, чтобы поддерживать как 3-этапную, так и 5-этапную процедуры запроса полосы пропускания. Мобильная станция передает либо только указатель запроса полосы пропускания (в случае 5-этапного запроса полосы пропускания), либо и указатель запроса полосы пропускания, и сообщение быстрого доступа (в случае 3-этапной процедуры запроса полосы пропускания).
[63] Указатель запроса полосы пропускания является последовательностью доступа или последовательностью преамбулы, имеющей длину в 24 бита. Стандарт 802.16m задает 24 ортогональные последовательности доступа, имеющие каждая длину в 24 бита. Если мобильная станция имеет тип сообщения, для которого может использоваться 3-этапный запрос полосы пропускания, то мобильная станция выбирает одну из 24 последовательностей, соответствующую конкретному типу. Затем, мобильная станция передает как последовательность преамбулы (в качестве указателя запроса полосы пропускания), так и сообщение быстрого доступа на базовую станцию. Для содействия эффективной передаче, часть сообщения быстрого доступа может быть передана в индексе преамбулы. Ниже описаны несколько вариантов осуществления, которые устанавливают соответствие части сообщения быстрого доступа индексу преамбулы.
[64] По приему указателя запроса полосы пропускания, базовая станция декодирует указатель запроса полосы пропускания, затем переходит к обнаружению сообщения быстрого доступа. Сообщение быстрого доступа предназначено быть когерентно декодированным. Оценки канала на предмет когерентного обнаружения сообщения быстрого доступа получены посредством использования обнаруженной последовательности указателей запроса полосы пропускания, в качестве пилот-последовательности. Показанная на Фиг.6 конструкция, детализирующая расположение указателя запроса полосы пропускания и сообщения быстрого доступа, способствует такой оценке канала и когерентному декодированию.
[65] Сообщение быстрого доступа может состоять из последовательности из В битов, которая содержит: (1) последовательность битов, однозначно идентифицирующую мобильную станцию, и (2) тип сообщения, для которого запрашивается полоса пропускания. Тип сообщения может содержать: (1) приоритет сообщения, (2) идентификатор потока сообщения, и/или (3) заранее определенный тип сообщения. В примере такой структуры, сообщение быстрого доступа может содержать 12-битный MSID (идентификатор мобильной станции), за которым следует 4-битный тип сообщения, таким образом предоставляя сообщению быстрого доступа всего 16 битов. Следовательно, дано, что часть сообщения быстрого доступа передается в части данных канала BWREQ, оставшиеся биты могут быть идентифицированы используя индекс преамбулы.
[66] Одним путем для идентификации оставшихся битов используя индекс преамбулы является задание однозначного соответствия между типом сообщения и последовательностью преамбулы указателя запроса полосы пропускания. В качестве примера, предположим, что полноскоростной пакет VOIP(AMR) является сообщением типа 1 и устанавливается в соответствие индексу преамбулы 1. По приему индекса преамбулы 1, базовая станция знает, что запрошенный размер полосы пропускания является для полноскоростного пакета VOIP(AMR). Базовая станция использует последовательность преамбулы для оценки канала в каждой ячейке и затем использует оценку канала для когерентного декодирования сообщения быстрого доступа, которое содержит идентификатор мобильной станции (STID). При успешном декодировании сообщения быстрого доступа, базовая станция может разрешить предоставить полосу пропускания восходящей линии связи мобильной станции, запрашивающей отправку полноскоростного пакета VOIP(AMR).
[67] В то время как однозначное соответствие решает проблему указания размера BWREQ для 3-этапной процедуры запроса полосы пропускания, оно может быть не эффективным. Например, если более чем два пользователя запрашивают полосу пропускания для одного и того же полноскоростного пакета VOIP(AMR), базовая станция, в то же время будучи способной постановить размер BWREQ, может быть не способной оценить канал от каждого пользователя к базовой станции, и поэтому не сможет декодировать сообщение быстрого доступа. В результате, может возникнуть коллизия между несколькими пользователями мобильных устройств.
[68] Используя описанные ниже варианты осуществления, коллизии могут быть подавлены для случаев, где более чем один пользователь использует запрос полосы пропускания для того же сервиса. Раскрытые варианты осуществления предоставляют различные решения, где установление соответствия индекса преамбулы зависит не только от размера BWREQ, но также и от характерного для мобильной станции STID.
MS
MS
0
1
2
MS-1
0
1
2
(B-BMS-1)
0
1
2
[69] В следующих вариантах осуществления, описаны способы для установления соответствия В битов сообщения быстрого доступа для сообщения 3-этапного BWREQ. Сообщение BWREQ содержит Bбитов STID и оставшиеся (В-B) биты, указывающие размер запроса полосы пропускания в индексе преамбулы. Для простоты разъяснения, биты b,b, b, …, b заданные в качестве уникальных STID, связанных с мобильной станцией. Оставшиеся биты d, d, d, d заданы в качестве указателя размера/приоритета полосы пропускания (BWSize). Эти биты используются для генерирования 3-битного индекса р, p, p, как описано ниже. Десятичный эквивалент двоичного 3-битного индекса указывает на индекс переданной последовательности преамбулы. Часть битов, содержащая идентификатор станции, равно как и BWSize, образовывает сообщение быстрого доступа. Последовательность преамбулы и сообщение быстрого доступа затем передается на базовую станцию в канале запроса полосы пропускания. Базовая станция извлекает индекс преамбулы из последовательности преамбулы, и биты декодируют из сообщения быстрого доступа. Биты как последовательности преамбулы, так и сообщения быстрого доступа используются для реконструкции как STID, так и BWSize на базовой станции.
0
1
2
MS-1
MS
[70] В одном варианте осуществления, биты b,b, b, …, b разбиты на 3 группы, где каждая группа содержит k=[B/3] битов. Бит четности генерируется для каждой из трех групп, и индекс преамбулы (десятичный эквивалент битов) генерируется как
[71]
0≤i<3
0
1
2,
15
0
1
2
11
0
1
2
3
[72] В качестве примера, предположим, что сообщение быстрого доступа сконфигурировано как набор из 16 битов, s, s, s …, s. Кроме того, предположим, что STID является 12-битным (указано как b, b, b, …, b), и BWSize является 4-битным (указано как d, d, d, d). Затем 3 бита, чей десятичный эквивалент образовывает индекс преамбулы, задаются, как показано ниже:
i
i
i+3
i+6
i+9
i+1
[73] p=mod (b+b+b+b+d, 2) 0≤i<3
0
1
2
11
0
[74] где mod является оператором модуля (поразрядная операция XOR). Биты b, b, b, …, b, d переносятся в части данных ячейки BWREQ.
0
1
2
12
13
14
15
[75] Установление соответствия задается между сообщением быстрого доступа и данными + частью последовательности преамбулы сообщения, как показано ниже. Пусть b, b, b, …, b будут битами, переносимыми в части данных ячейки BWREQ и b, b, bбудут битами, которые указывают индекс преамбулы. Тогда,
0
1
2
12
13
14
15
0
1
2,.…
12
0
1
2
[76] b, b, b, …, b, b, b, b=s, s, s,s, P, P, P
[77] где
i
i
i+3
i+6
i+9
i+13
p=mod(s+s+s+s+s, 2) 0≤i<3
[78] Когда базовая станция принимает сообщение BWREQ от мобильной станции, она обрабатывает сообщение BWREQ. Например, базовая станция определяет индекс преамбулы, соответствующий принятой последовательности преамбулы в сообщении BWREQ. Индекс преамбулы соответствует 3 битам четности. Затем, базовая станция определяет 13-битную часть сообщения BWREQ из сообщения быстрого доступа. Базовая станция разбивает 13 битов на 3 группы, каждая группа имеющая по существу равное число битов. Затем, базовая станция распределяет 3 бита четности по 3 группам. Затем, базовая станция получает 3-битную часть 16-битного сообщения используя поразрядную операцию XOR над битами в каждой из 3 групп.
0
1
2,
14
0
1
2
11
12
13
14
[79] В другом примере, сообщение быстрого доступа сконфигурировано как набор из 15 битов, s, s, s.…,s, где строка битов составлена из 12-битного STID и 3-битного BWSize. Установление соответствия задается между сообщением быстрого доступа и данными+частью последовательности преамбулы сообщения, как показано ниже. Пусть b, b, b, …, b будут битами, переносимыми в части данных ячейки BWREQ и b, b, bбудут битами, которые указывают индекс преамбулы. Тогда:
0
1
2
12
13
14
15
0
1
2,.…
12
0
1
2
[80] b, b, b, …, b, b, b, b=s, s, s,s, P, P, P
i
i
i+3
i+6
i+9
i+12
[81] где p=mod(s+s+s+s+s, 2) 0≤i<3
[82] В другом варианте осуществления настоящего раскрытия биты
0
1
2, …
MS-1
b, b, b, b
MS
PG1
PG2
PG3
разбиты на 3 группы, где каждая группа содержит k=[B/3] битов. Бит четности задан для каждой из 3 групп. 3 бита четности b, b, b заданы, как показано ниже:
PG1
0
1
2
k
[83] b=mod(b+b+b+…+b, 2)
PG2
k+1
k+2
2k
b=mod(b+b+…+b, 2)
pG3
2k+1
2k+2
3k
b=mod(b+b+…+b, 2)
0
1
2
[84] Однако, в этом варианте осуществления, 3 бита четности не просто становятся 3 битами индекса преамбулы. Зато, биты индекса преамбулы р, p, р устанавливаются в соответствие как показано ниже:
0
(B-BMs-1)-2
PG1
[85] Preamble Index p=mod(d+b, 2)
1
(B-BMs-1)-1
PG2
Preamble Index p=mod(d+b, 2)
2
(B
BMs-1)
PG3
Preamble Index p=mod(d-+b, 2).
[86] Следуют несколько других вариантов осуществления. Одной из выгод всех следующих вариантов осуществления является то, что они могут снизить и/или предотвратить шансы коллизий, где более чем один пользователь запрашивает тот же самый сервис.
[87] В другом варианте осуществления настоящего раскрытия последовательность битов STID
0
1
2
MS-1
b, b, b, …, b
является заранее рандомизированной с помощью функции рандомизации π(.), которая переставляет индексы последовательности битов. Для того, чтобы декодировать функцию рандомизации, π(.) должна быть известна как мобильной станции, так и базовой станции. В данной области техники, генератор случайных чисел π(.), также известен как перемежитель. Пусть последовательность
будет рандомизированной последовательностью битов. Затем, 3 бита четности могут быть сгенерированны, как описано в предшествующем варианте осуществления. Сначала, рандомизированные биты
разбиваются на 3 группы, где каждая группа содержит
MS
k=[B/3]
PG1
PG2
PG3
битов. Затем бит четности задается для каждой из 3 групп. 3 бита четности b, b, b заданы, как показано ниже:
0
1
2
[89] Затем, биты индекса преамбулы р, p, р устанавливаются в соответствие, как показано ниже:
MS
0
1
2
[91] На Фиг.7 проиллюстрирован способ для индексации последовательностей преамбул согласно другому варианту осуществления настоящего раскрытия. Как показано на Фиг.7, 3-битный циклический контроль избыточности (CRC) сгенерирован из B битов STID. Поразрядная операция XOR (суммирование по модулю 2) используется для добавления 3-битного CRC с 3-битным указателем BWSize для генерирования индексов преамбул р, p и p.
[92] В другом варианте осуществления настоящего раскрытия, биты STID
PG1
PG2
PG3
устанавливаются в соответствие трем битам четности b, b, b используя хэш-функцию. Хэш-значение HV является десятичным результатом операции по модулю 3 над значением STID как описано в равенстве ниже:
[93]
PG1
PG2
PG3
0
1
2
[94] Далее, биты b, b, b заданы как двоичный эквивалент десятичного значения HV. Биты индекса преамбулы р, p, p устанавливаются в соответствие как показано ниже:
[96] где mod является оператором модуля.
MS
[97] В другом варианте осуществления настоящего раскрытия, три бита индекса преамбулы получаются за счет соединения х битов из B битов STID и оставшихся (3-х) битов из 3-битного BWSize. В качестве примера, предположим, что сообщение быстрого доступа сконфигурировано как набор из 16 битов,
0
1
2,
15
s, s, s.…,s,
0
1
2
12
13
14
15
где строка битов составлена из STID и BWSize. Установление соответствия задается между сообщением быстрого доступа и данными+частью последовательности преамбулы сообщения, как следует: Пусть b, b, b, …, b будут битами, переносимыми в части данных ячейки BWREQ и b, b, b будут битами, которые указывают индекс преамбулы. Тогда:
0
1
2
12
13
14
15
0
1
2,.…
10
11
12
13,
14
15
b, b, b, …, b, b, b, b=s, s, s,s, s, s, s.s,, s
[98] Таким образом, этот способ перемещает некоторые биты STID к концу сообщения быстрого доступа.
0
1
2
[99] В другом варианте осуществления настоящего раскрытия, если STID назначен мобильной станции с приращением, начиная с младшего бита (LSB), в определенных случаях некоторые из старших битов (MSB) STID могут быть нулевыми. Например, для базовой станции с возможностью фемтосоты, чье покрытие может иметь только немного мобильных станций, то только назначенные LSB биты могут использоваться для генерирования трехбитного индекса. Если только 3 LSB бита b, b, b являются назначенными значениями, то биты индекса преамбулы могут быть установлены в соответствие, как показано ниже:
0
0
1
1
2
2
[100] P=b, P=b, P=b, или
0
1
2
[101] P=π(bbb)
где π(.) является функцией рандомизации.
[102] В некоторых вариантах осуществления, различные функции, описанные выше, реализованы или поддержаны компьютерной программой, которая образована из машиночитаемого программного кода и осуществлена в машиночитаемом носителе данных. Фраза "машиночитаемый программный код" включает в себя любой тип компьютерного кода, в том числе исходный код, объектный код и исполнительный код. Фраза "машиночитаемый носитель данных" включает в себя любой тип носителя, способный быть доступным компьютеру, как например, постоянное запоминающее устройство (ROM), оперативное запоминающее устройство (RAM), накопитель на жестком диске, компакт диск (CD), цифровой видео диск (DVD) или любой другой тип памяти.
[103] Несмотря на то, что настоящее раскрытие было описано с образцовым вариантом осуществления, профессионалу в данной области техники могут быть предложены различные изменения и модификации. Предполагают, что настоящее раскрытие включает в себе такие изменения и модификации как попадающие в границы прилагаемой формулы изобретения.