Канальные структуры для системы связи множественного доступа с квазиортогональным разделением каналов

Канальные структуры для системы связи множественного доступа с квазиортогональным разделением каналов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

По настоящей заявке испрашивается приоритет по предварительной заявке на выдачу патента США под порядковым номером 60/662634, зарегистрированной 16 марта 2005 г., которая в прямой форме включена в материалы настоящей заявки посредством ссылки во всей своей полноте.

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение в целом относится к связи, а более точно к передаче данных в системе связи множественного доступа.

Уровень техники

Система множественного доступа может одновременно поддерживать связь с многочисленными терминалами по прямой и обратной линиям связи. Прямая линия связи (или нисходящая линия связи) указывает ссылкой на линию связи с базовых станций на терминалы, а обратная линия связи (или восходящая линия связи) указывает ссылкой на линию связи с терминалов на базовые станции. Многочисленные терминалы могут одновременно передавать данные по обратной линии связи и/или принимать данные по прямой линии связи. Это часто достигается мультиплексированием многочисленных передач данных по каждой линии связи, чтобы были ортогональными одна другой во временной, частотной и/или кодовой области. Полная ортогональность между многочисленными передачами данных типично не достигается в большинстве случаев вследствие различных факторов, таких как канальные условия, неидеальность приемника и так далее. Тем не менее ортогональное мультиплексирование гарантирует, что передача данных для каждого терминала минимально создает помехи передачам данных для других терминалов.

Количество терминалов, которые могут поддерживать связь с системой множественного доступа в любой заданный момент времени, типично ограничено количеством физических каналов, имеющихся в распоряжении для передачи данных, которое, в свою очередь, ограничено имеющимися в распоряжении системными ресурсами. Например, количество физических каналов определено количеством имеющихся в распоряжении ортогональных кодовых последовательностей в системе множественного доступа с кодовым разделением каналов (CDMA), количеством имеющихся в распоряжении частотных поддиапазонов в системе множественного доступа с частотным разделением каналов (FDMA), количеством имеющихся в распоряжении временных интервалов в системе множественного доступа с временным разделением каналов (TDMA), и так далее. Во многих случаях желательно предоставлять возможность большему количеству терминалов одновременно поддерживать связь с системой, для того чтобы улучшить емкость системы. Поэтому в данной области техники есть потребность в технологиях для поддержки одновременных передач для большего количества терминалов в системе множественного доступа.

Раскрытие изобретения

В материалах настоящей заявки описаны технологии для назначения системных ресурсов, чтобы до некоторой степени сдерживать внутрисотовые помехи и чтобы добиваться более высокой емкости системы. В варианте осуществления определена канальная структура с по меньшей мере двумя наборами каналов. Каждый набор каналов содержит многочисленные каналы и ассоциативно связан с определенным отображением каналов в системные ресурсы, имеющиеся в распоряжении для передачи данных. Каждый набор каналов может быть определен на основании дерева каналов, имеющего иерархическую структуру. Например, дерево каналов может включать в себя многочисленные «базовые» каналы и многочисленные «составные» каналы. Базовые каналы могут отображаться в имеющиеся в распоряжении системные ресурсы (например, с использованием скачкообразной перестройки частоты). Каждый составной канал может быть ассоциативно связан с по меньшей мере двумя базовыми каналами. Что касается дерева каналов, каждый канал, который назначен терминалу, ограничивает по меньшей мере один другой канал от назначения. Различные канальные структуры, обладающие разными характеристиками помех, могут формироваться разделением дерева каналов разными способами и/или с использованием разных отображений каналов в ресурсы для наборов каналов, как описано ниже. Например, разнесение внутрисотовых помех может достигаться определением отображения для каждого набора каналов псевдослучайным по отношению к отображению для каждого оставшегося набора каналов.

В каждом интервале планирования терминалы планируются на передачу по прямой и/или обратной линии связи. Планируемым терминалам назначаются каналы из наборов каналов. Планирование и/или назначение каналов может быть основано на существенной информации для терминалов, такой как их оценки каналов, оценки отношения уровня сигнала к совокупному уровню взаимных помех и шумов (SNR), требования качества обслуживания (QoS), состояние эстафетной передачи обслуживания и так далее. Многочисленные терминалы могут использовать одни и те же системные ресурсы, а их перекрывающиеся передачи могут разделяться в пространственной области. Что касается прямой лини связи (FL), данные для работающих с перекрытием терминалов пространственно обрабатываются (например, для формирования лучей) на основании их оценок каналов FL, а затем передаются с многочисленных антенн. Что касается обратной линии связи (RL), многочисленные передачи из работающих с перекрытием терминалов принимаются через многочисленные антенны. Принятые символы для работающих с перекрытием терминалов затем пространственно обрабатываются на основании их оценок каналов RL, чтобы восстанавливать передачу с каждого терминала.

Различные аспекты и варианты осуществления изобретения ниже описаны более подробно.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Фиг.1 показывает систему с многочисленными базовыми станциями и многочисленными терминалами.

Фиг.2 показывает отображение физического канала во время-частотные блоки.

Фиг.3 показывает бинарное дерево каналов.

Фиг.4, 5 и 6 показывают три канальные структуры для случайного перекрытия с полностью загружаемыми, частично загружаемыми и последовательно загружаемыми наборами каналов, соответственно.

Фиг.7 показывает канальную структуру для общего перекрытия.

Фиг.8 показывает канальную структуру для случайного и общего перекрытия.

Фиг.9 показывает канальную структуру с подмножествами каналов случайного перекрытия.

Фиг.10 показывает последовательность операций для назначения системных ресурсов.

Фиг.11 показывает структурную схему базовой станции и двух терминалов.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ

Слово «примерный» используется в материалах настоящей заявки, чтобы означать «служащий в качестве примера, отдельного случая или иллюстрации». Любой вариант осуществления или конструкция, описанные в материалах настоящей заявки как «примерные», не обязательно должны истолковываться в качестве предпочтительных или преимущественных над другими вариантами осуществления или конструкциями.

Канальные структуры, описанные в материалах настоящей заявки, могут использоваться для различных систем связи множественного доступа, таких как (1) система CDMA, которая передает данные для разных пользователей с использованием разных ортогональных кодовых последовательностей, (2) система FDMA, которая передает данные для разных пользователей в разных частотных поддиапазонах, (3) система TDMA, которая передает данные для разных пользователей в разных временных интервалах, (4) система множественного доступа с пространственным разделением каналов (SDMA), которая передает данные для разных пользователей по разным пространственным каналам, (5) система множественного доступа с ортогональным частотным разделением каналов (OFDMA), которая передает данные для разных пользователей в разных частотных поддиапазонах, и так далее. Система OFDMA использует мультиплексирование с ортогональным частотным разделением каналов, которое является технологией модуляции с многими несущими, которая разделяет полную ширину полосы пропускания системы на многочисленные (K) ортогональные частотные поддиапазоны. Эти поддиапазоны также называются тонами, поднесущими, элементами разрешения, частотными каналами и так далее. Каждый поддиапазон ассоциативно связан с соответственной поднесущей, которая может модулироваться данными.

Канальные структуры, описанные в материалах настоящей заявки, также могут использоваться для систем дуплекса с временным разделением каналов (TDD) и дуплекса с частотным разделением каналов (FDD), для прямой и обратной линий связи, с или без скачкообразной перестройки частоты (FH), и так далее. Для ясности, канальные структуры описаны ниже для отдельной системы множественного доступа с квазиортогональным разделением каналов, которая использует сочетание SDMA и OFDMA. Эта система названа системой доступа с квазиортогональным разделением каналов (QODA).

Фиг.1 показывает систему 100 QODA с многочисленными базовыми станциями 110 и многочисленными терминалами 120. Базовая станция, как правило, является стационарной станцией, которая поддерживает связь с терминалами, и также может называться точкой доступа, Узлом Б или некоторой другой терминологией. Каждая базовая станция 110 обеспечивает покрытие обслуживания связью для конкретной географической зоны 102. Термин «сота» может указывать ссылкой на базовую станцию и/или ее зону обслуживания в зависимости от контекста, в котором используется термин. Чтобы улучшить емкость системы, зона обслуживания базовой станции может быть разделена на многочисленные меньшие зоны (например, три меньшие зоны 104a, 104b и 104c), которые обычно перекрываются на границах. Каждая меньшая зона обслуживается соответственной подсистемой базового приемопередатчика (BTS). Термин «сектор» может указывать ссылкой на BTS и/или ее зону обслуживания в зависимости от контекста, в котором термин используется. Для секторизованной соты BTS для всех секторов такой соты типично являются близкорасположенными в пределах базовой станции для соты. Для простоты, в последующем описании, термин «базовая станция» используется обобщенно, как для стационарной станции, которая обслуживает соту, так и стационарной станции, которая обслуживает сектор. Обслуживающим сектором является сектор, с которым терминал поддерживает связь.

Терминал может быть стационарным или мобильным и также может называться мобильной станцией, беспроводным устройством, пользовательским оборудованием или некоторой другой терминологией. Термины «терминал» и «пользователь» в материалах настоящей заявки используются взаимозаменяемо. Каждый терминал 120 может поддерживать связь с нулем, одной или многочисленными базовыми станциями в любой заданный момент. Терминал поддерживает связь с многочисленными секторами одной и той же соты для «более мягкой» эстафетной передачи обслуживания, и с многочисленными сотами для «мягкой» эстафетной передачи обслуживания.

Каждая базовая станция 110 оборудована многочисленными антеннами, которые могут использоваться для передачи и приема данных. Каждый терминал может быть оборудован одной или многочисленными антеннами для передачи и приема данных. Многочисленные антенны на каждой базовой станции представляют многие входы для передач прямой линии связи и многие выходы (MO) для передач обратной линии связи. Если многочисленные терминалы выбраны для одновременной передачи, то многочисленные антенны для выбранных терминалов вместе представляют многие выходы для передач прямой линии связи и многочисленные входы для передач обратной линии связи.

Система QODA может определять физические каналы для содействия распределению и использованию имеющихся в распоряжении системных ресурсов. Физический канал является средством для отправки данных на физическом уровне и также может называться каналом, каналом потока обмена, каналом передачи, каналом данных и так далее. Физические каналы могут быть определены для любого типа системных ресурсов, таких как поддиапазоны, интервалы времени, кодовые последовательности и так далее.

Фиг.2 показывает примерное разделение имеющихся в распоряжении системных ресурсов (времени и частоты) на время-частотные блоки. Время-частотный блок также может называться единицей передачи или некоторой другой терминологией. Каждый время-частотный блок соответствует определенному набору поддиапазонов в определенном временном интервале. Набор поддиапазонов включает в себя один или многочисленные поддиапазоны, которые могут быть смежными или рассредоточенными по полосе пропускания системы. Временной интервал может охватывать один или многочисленные периоды символов. N время-частотных блоков имеются в распоряжении в каждом временном интервале, где N > 1.

Фиг.2 также показывает примерное отображение физического канала в имеющиеся в распоряжении системные ресурсы в системе QODA. Физический канал отображается в определенную последовательность время-частотных блоков. Время-частотные блоки для физического канала могут осуществлять скачкообразную перестройку по частоте в разных временных интервалах, чтобы добиваться частотного разнесения, как показано на фиг.2. Физический канал может быть ассоциативно связан с шаблоном скачкообразной перестройки частоты (FH), который указывает один или более отдельных время-частотных блоков (например, два время-частотных блока для примера на фиг.2), чтобы использовать для физического канала в каждом временном интервале. Физический канал может отображаться во время-частотные блоки в последовательных временных интервалах (как показано на фиг.2) или непоследовательных временных интервалах.

Система QODA может определять физические каналы, обладающие разными пропускными способностями, для того чтобы рационально назначать системные ресурсы терминалам. Система QODA также может использовать канальную структуру, которая содействует как отображению физических каналов в системные ресурсы, так и назначению физических каналов пользователям.

Фиг.3 показывает бинарное дерево 300 каналов, которое может использоваться для определения физических каналов. В дереве 300 каналов каждый узел представляет физический канал, которому назначен уникальный идентификатор (ID) канала. Дерево 300 каналов имеет шесть ярусов физических каналов. 32 физическим каналам на нижнем ярусе 1 назначены ID каналов 1-32, 16 физическим каналам на ярусе 2 назначены ID каналов 33-48, восьми физическим каналам на ярусе 3 назначены ID каналов 49-56, четырем физическим каналам на ярусе 4 назначены ID каналов 57-60, двум физическим каналам на ярусе 5 назначены ID каналов 61-62 и единственному физическому каналу на верхнем ярусе 6 назначен ID канала 63. 32 базовых физических канала (или просто базовых канала) на нижнем ярусе 1 ассоциативно связаны с наименьшим назначением системных ресурсов. Каждый базовый канал ассоциативно связан с определенной последовательностью время-частотных блоков, например, как показано на фиг.2. 32 базовых канала ортогональны друг другу, так что никакие два базовых канала не используют один и тот же время-частотный блок (то есть один и тот же набор поддиапазонов в одном и том же временном интервале). Каждый из 31 составных физических каналов (или просто, составных каналов) выше базовых каналов ассоциативно связаны с многочисленными базовыми каналами.

Дерево 300 каналов имеет иерархическую структуру. Каждый физический канал на каждом ярусе (за исключением нижнего яруса 1) является состоящим из двух «дочерних» физических каналов на следующем более низком ярусе. Например, физический канал 49 на ярусе 3 является состоящим из физических каналов 33 и 34 на ярусе 2 и также является состоящим из физических каналов 1-4 на ярусе 1. Время-частотные блоки для каждого физического канала являются состоящими из время-частотных блоков для всех дочерних физических каналов. Каждый физический канал (за исключением физического канала 63 на верхнем ярусе 6) также является подмножеством или другим физическим каналом. Например, физический канал 1 является подмножеством физического канала 33, который является подмножеством физического канала 49 и так далее.

Структура дерева каналов накладывает определенные ограничения на использование физических каналов для ортогональной системы. Для каждого физического канала, который назначается, все физические каналы, которые являются подмножествами назначенного физического канала, и все физические каналы, для которых назначенный физический канал является подмножеством, ограничиваются. Ограниченные физические каналы не доступны для одновременного использования с назначенным физическим каналом, так что никакие два физических канала не используют одни и те же системные ресурсы в одном и том же промежутке времени. Например, если назначен физический канал 49, то физические каналы 1-4, 33, 34, 57, 61 и 63 ограничены и не используются одновременно с физическим каналом 49, если желательна ортогональность. Каждый физический канал, который назначается, таким образом, ограничивает от назначения по меньшей мере один другой канал.

Фиг.3 показывает примерное дерево каналов, которое может определять физические каналы. Другие деревья каналов также могут использоваться, и это находится в пределах объема изобретения. Например, небинарные деревья каналов, содержащие в себе физические каналы, которые ассоциативно связаны с более чем двумя физическими каналами на одном или более нижних ярусов, также могут использоваться. Вообще, дерево каналов может иметь любое количество базовых каналов, любое количество составных каналов и любое отображение составных каналов в базовые каналы.

В системе QODA передачи для разных пользователей по каждой линии связи отправляются в разных время-частотных блоках, когда только возможно, для того чтобы сохранять ортогональность между этими передачами. Для увеличения емкости системы многочисленные пользователи могут использовать один и тот же время-частотный блок всякий раз, когда имеющихся в распоряжении время-частотных блоков недостаточно для обслуживания всех пользователей. В качестве используемого в материалах настоящей заявки «перекрытие» указывает ссылкой на многочисленные передачи, отправляемые в одном и том же время-частотном блоке, «перекрывающиеся передачи» указывают ссылкой на передачи, отправляемые в одном и том же время-частотном блоке, а «работающие с перекрытием пользователи» и «работающие с перекрытием терминалы» являются пользователями, использующими один и тот же время-частотный блок. Перекрытие пользователей может достигаться с помощью следующих схем:

1. Осуществлять перекрытие пользователей случайным образом в каждом временном интервале, чтобы рандомизировать помехи, наблюдаемые каждым пользователем, и довести до максимума разнесение внутрисотовых помех.

2. Осуществлять перекрытие многочисленных пользователей в одних и тех же время-частотных блоках на всем протяжении передачи.

3. Разделять пользователей на группы, поддерживать ортогональность между пользователями в одной и той же группе и осуществлять перекрытие пользователей случайным образом в разных группах.

4. Разделять пользователей на группы, осуществлять перекрытие пользователей случайным образом в каждой группе и поддерживать ортогональность между пользователями в разных группах.

5. Осуществлять перекрытие пользователей с эстафетной передачей обслуживания с пользователями без эстафетной передачи обслуживания в смежных секторах.

Внутрисотовые помехи указывают ссылкой на помехи, наблюдаемые пользователем со стороны других пользователей внутри одной и той же соты. Внутрисотовые помехи могут происходить от (1) многочисленных пользователей в том же самом секторе, использующих один и тот же время-частотный блок посредством SDMA, и (2) пользователей в других секторах той же самой соты. Внутрисотовые помехи оказывают большое влияние на эксплуатационные показатели SDMA и могут сдерживаться с использованием схем перекрытия, описанных в материалах настоящей заявки.

Схема 1 может обеспечивать максимальное разнесение внутрисотовых помех для пользователей. Схема 2 полезна, если многочисленные передачи в одних и тех же время-частотных блоках могут разделяться с использованием технологий пространственной обработки приемника. Схема 3 является компромиссом схем 1 и 2, где пространственно коррелированные пользователи могут располагаться в одной и той же группе, так что они могут сохранять ортогональность друг с другом и добиваться разнесения помех от пользователей в других группах. Схема 4 может поддерживать пользователей с разными требованиями. Схемы перекрытия могут быть реализованы с помощью различных канальных структур, как описано ниже.

В варианте осуществления канальная структура определена копированием дерева каналов для получения L экземпляров или копий дерева каналов, где L>1, и формированием набора каналов для каждого из L экземпляров дерева каналов. Имеет место однозначное соответствие между набором каналов и экземпляром дерева каналов. Каждый набор каналов ассоциативно связан с определенным отображением базовых каналов во время-частотные блоки. Для случайного перекрытия отображение каналов в ресурсы для каждого набора каналов является псевдослучайным по отношению к отображению для каждого из других L-1 наборов каналов. Например, каждый набор каналов может быть ассоциативно связан с разным набором шаблонов скачкообразной перестройки частоты. Базовые каналы в каждом наборе каналов ортогональны друг другу и являются псевдослучайными по отношению к базовым каналам в каждом из других L-1 наборов каналов.

Фиг.4 показывает канальную структуру 400 для случайного перекрытия с полностью загружаемыми наборами каналов. В этом примере L наборов каналов образованы с L экземплярами дерева каналов, содержащего восемь базовых каналов. Базовым каналам даны ID каналов 1-8. Каждому набору каналов назначен разный набор шаблонов скачкообразной перестройки частоты. Шаблоны скачкообразной перестройки частоты для каждого набора каналов ортогональны друг другу и являются псевдослучайными по отношению к шаблонам скачкообразной перестройки частоты для каждого из других L-1 наборов каналов. Каждому базовому каналу в каждом наборе каналов назначен один из шаблонов скачкообразной перестройки частоты для такого набора каналов. Шаблон скачкообразной перестройки частоты для каждого базового канала указывает время-частотный блок (если таковой имеет место) для использования в каждом временном интервале.

Для канальной структуры 400 все из физических каналов в каждом наборе каналов являются используемыми для передачи. Физический канал может использоваться или может не использоваться для передачи в заданном временном интервале в зависимости от того (1), отображается или нет физический канал во время-частотный блок в таком временном интервале, (2) назначен или нет физический канал пользователю и (3) отправляется или нет передача во время-частотном блоке на/посредством назначенного пользователя.

Фиг.4 также показывает восемь время-частотных блоков и отображение восьми базовых каналов в каждом наборе каналов в восемь время-частотных блоков в отдельном временном интервале t. Например, базовый канал 7 в наборе 1 каналов, базовый канал 3 в наборе 2 каналов и так далее, и базовый канал 5 в наборе L каналов - все отображаются во время-частотный блок 1 во временном интервале t. Отображение базовых каналов во время-частотные блоки является другим для другого временного интервала и определено шаблонами скачкообразной перестройки частоты, назначенными базовым каналам.

Для канальной структуры 400 все базовые станции в L наборах каналов могут быть назначены разным пользователям и использоваться для передачи данных. Если все из базовых каналов назначены, то имеют место L работающих с перекрытием пользователей для каждого частотно-временного блока, и каждый пользователь наблюдает помехи от L-1 других пользователей. Однако каждый пользователь наблюдает помехи от разных групп из L-1 пользователей в разных временных интервалах вследствие использования псевдослучайных шаблонов скачкообразной перестройки частоты для L наборов каналов.

Канальная структура 400 поддерживает схемы 1 и 3 перекрытия. Что касается схемы 1, пользователи могут случайным образом наделяться физическими каналами в L наборах каналов. Пользователю могут назначаться физические каналы из разных наборов каналов в разных временных интервалах (например, на основании наличия физических каналов), но не назначаются многочисленные физические каналы из других наборов каналов в том же самом временном интервале (чтобы избежать собственных помех). Что касается схемы 3, пользователи помещаются в группы, каждая группа ассоциативно связана с одним набором каналов, и всем пользователям в каждой группе назначаются физические каналы в ассоциативно связанном наборе каналов. Пользователю могут быть назначены разные физические каналы в ассоциативно связанном наборе каналов в разных временных интервалах, но типично не перемещаются в другую группу, например, пока не изменяются канальные и/или рабочие условия.

Перекрытие пользователей улучшает емкость системы, но также имеет результатом более высокие внутрисотовые помехи. Выбор оптимального соотношения между емкостью системы и помехами может быть производиться перекрытием пользователей на фрагменте полосы пропускания системы.

Фиг.5 показывает канальную структуру 500 для случайного перекрытия с частично загружаемыми наборами каналов. В этом примере образованы L наборов каналов с L экземплярами дерева каналов, содержащего восемь базовых каналов, и каждый набор каналов ассоциативно связан с разным набором шаблонов скачкообразной перестройки частоты, как описано выше для фиг.4. Для канальной структуры 5 каждый набор каналов содержит шесть используемых базовых каналов 1-6 и два неиспользуемых базовых канала 7 и 8. Используемые физические каналы показаны пустыми кружками, а неиспользуемые физические каналы показаны перечеркнутыми кружками ⊗. Используемый физический канал может назначаться пользователю и использоваться для передачи. Неиспользуемый физический канал не может назначаться и не может использоваться для передачи.

Фиг.5 также показывает восемь время-частотных блоков и отображение шести базовых каналов в каждом наборе каналов в восемь время-частотных блоков в отдельном временном интервале t. Например, базовый канал 3 в наборе 2 каналов и так далее, и базовый канал 5 в наборе L каналов - все отображаются во время-частотный блок 1 во временном интервале t. Отображение используемых базовых каналов во время-частотные блоки является разным для разных временных интервалов. При частичной загрузке каждый набор каналов не использует фрагмент полосы пропускания системы. Все из используемых базовых каналов наблюдают одинаковый уровень внутрисотовых помех, благодаря случайной скачкообразной перестройке частоты. Что касается примера, показанного на фиг.5, каждый набор каналов является частично загружаемым и использует только 75% имеющихся в распоряжении время-частотных блоков. Для этого примера каждый базовый канал в каждом наборе каналов перекрывается в среднем с 1,5 других базовых каналов.

Канальная структура 500 также поддерживает схемы 1 и 3 перекрытия. Что касается схемы 1, пользователям могут случайным образом назначаться используемые физические каналы в L наборах каналов. Что касается схемы 3, пользователи помещаются в группы, и пользователям в каждой группе назначаются используемые физические каналы в ассоциативно связанном наборе каналов.

Фиг.5 показывает вариант осуществления, в котором все L каналов имеют одинаковый коэффициент загрузки, которым является 0,75 в этом примере. В еще одном варианте осуществления каждый набор каналов ассоциативно связан с коэффициентом повторного использования, который определяет уровень загрузки для такого набора каналов. Разные наборы каналов могут быть ассоциативно связаны с разными коэффициентами повторного использования. Например, набор 1 каналов может быть ассоциативно связан с коэффициентом повторного использования 1,0, и все восемь базовых каналов в этом наборе каналов являются используемыми, набор 2 каналов может быть ассоциативно связан с коэффициентом повторного использования 0,75, и шесть базовых каналов являются используемыми, набор 3 каналов может быть ассоциативно связан с коэффициентом повторного использования 0,5, и четыре базовых канала являются используемыми, и так далее. Разные коэффициенты повторного использования для разных наборов каналов имеют результатом разные уровни перекрытия по наборам каналов, которые могут обеспечивать разные уровни QoS. Для примера, приведенного выше, с наборами 1, 2 и 3 каналов, имеющими разные коэффициенты повторного использования, 1,0, 0,75 и 0,5 соответственно, каждый базовый канал в наборе 1 каналов перекрывается в среднем с 1,25 других базовых каналов, каждый базовый канал в наборе 2 каналов перекрывается в среднем с 1,5 других базовых каналов, и каждый базовый канал в наборе 3 каналов перекрывается в среднем с 1,75 других базовых каналов.

Фиг.6 показывает канальную структуру 600 для случайного перекрытия с последовательно загружаемыми наборами каналов. В этом примере образованы L наборов каналов с L экземплярами дерева каналов, содержащего восемь базовых каналов, и каждому набору каналов назначен разный набор шаблонов скачкообразной перестройки частоты, как описано выше для фиг.4. Для канальной структуры 600 L наборов каналов используются в последовательном порядке на основании загрузки системы. Таким образом, физические каналы в наборе 1 каналов назначаются пользователям первыми, затем следующими пользователям назначаются физические каналы в наборе 2 каналов, если и когда требуется, и так далее, и последними пользователям назначаются физические каналы в наборе L каналов, снова если и когда требуется. Любое количество наборов каналов может быть в употреблении в любой заданный момент времени в зависимости от загрузки системы. Набор j каналов используется, только если наборов с 1 по j-1 каналов недостаточно для обслуживания пользователей. Для примера, показанного на фиг.6, все из базовых каналов в наборах с 1 по L-1 каналов, а также базовые каналы 1 и 2 в наборе L каналов назначены пользователям, и только базовые каналы 3-8 в наборе L каналов не используются и показаны затемненными кружками.

Для канальной структуры 600 каждый набор каналов полностью используется (если возможно), прежде чем используется следующий набор каналов. Канальная структура 600 также может обеспечивать разные уровни QoS. Например, наборы 1 и 2 каналов могут использоваться полностью, и только базовые каналы 1 и 2 могут использоваться в наборе 3 каналов. В этом случае каждый базовый канал в наборе 3 каналов перекрывается с двумя другими базовыми каналами, и каждый базовый канал в наборах 1 и 2 каналов перекрывается в среднем с 1,25 других базовых каналов. Последовательная загрузка также может использоваться для канальной структуры 500 на фиг.5.

Общее перекрытие может достигаться копированием дерева каналов для получения L экземпляров дерева каналов, формированием набора каналов для каждого из L экземпляров дерева каналов и использованием одинакового отображения базовых каналов во время-частотные блоки для всех L наборов каналов. Например, единый набор шаблонов скачкообразной перестройки частоты может использоваться для всех L наборов каналов. Для каждого набора каналов каждому базовому каналу в наборе каналов назначен разный шаблон скачкообразной перестройки частоты, и все базовые каналы в наборе каналов ортогональны друг другу. Однако базовые каналы x во всех L наборах каналов используют один и тот же шаблон скачкообразной перестройки частоты. Базовые каналы x (во множественном числе) включают в себя с базового канала x для набора 1 каналов по базовый канал x для набора L каналов, где x ∈ {1,...,N}.

Фиг.7 показывает канальную структуру 700 для общего перекрытия. В этом примере L наборов каналов образованы с L экземплярами дерева каналов, содержащего восемь базовых каналов, и все L наборов каналов используют один и тот же набор шаблонов скачкообразной перестройки частоты. Таким образом, базовые каналы x для всех L наборов каналов отображаются в одну и ту же последовательность время-частотных блоков. Для примера на фиг.7, во временном интервале t, базовые каналы 7 для всех наборов каналов отображаются во время-частотный блок 1, базовые каналы 1 для всех наборов каналов отображаются во время-частотный блок 2 и так далее. Отображение базовых каналов во время-частотные блоки является иным для другого временного интервала.

Что касается канальной структуры 700, пользователи, наделенные разными базовыми каналами в одном и том же наборе каналов, ортогональны друг другу. Пользователь, наделенный базовым каналом x в одном наборе каналов, постоянно наблюдает помехи от других пользователей, наделенных базовыми каналами x в других наборах каналов. Вплоть до L пользователей могут всецело повторно использовать одну и ту же последовательность время-частотных блоков.

Для общего перекрытия базовые каналы x в L наборах каналов могут быть назначены пространственно совместимым пользователям, которые являются пользователями, которые могут разделяться с использованием технологий пространственной обработки приемника. Пользователи, которые не являются пространственно совместимыми, могут наделяться разными физическими каналами в одном и том же наборе каналов и, в таком случае, были бы ортогональными друг другу.

Фиг.8 показывает канальную структуру 800 для обоих, случайного и общего, перекрытия. В этом примере L наборов каналов образованы с L экземплярами дерева каналов, содержащего восемь базовых каналов. Случайное перекрытие используется для первого подмножества каналов, содержащего базовые каналы 1-4. Общее перекрытие используется для второго подмножества каналов, содержащего базовые каналы 5-8. Каждый набор каналов ассоциативно связан с (1) разным набором шаблонов скачкообразной перестройки частоты для первого подмножества каналов и (2) общим набором шаблонов скачкообразной перестройки частоты для второго подмножества каналов. Для каждого набора каналов восемь базовых каналов ортогональны друг другу. Базовые каналы 1 для L наборов каналов ассоциативно связаны с разными шаблонами скачкообразной перестройки частоты и являются псевдослучайными относительно друг друга. То же самое справедливо для базовых каналов 2, 3 и 4. Базовые каналы 5 для L наборов каналов ассоциативно связаны с одним и тем же шаблоном скачкообразной перестройки частоты и совместно используют одну и ту же последовательность время-частотных блоков. То же самое справедливо для базовых каналов 6, 7 и 8.

Что касается канальной структуры 800, пространственно совместимым пользователям могут назначаться физические каналы во втором подмножестве каналов. Другим пользователям могут назначаться физические каналы в первом подмножестве каналов.

Фиг.9 показывает канальную структуру 900 с многочисленными подмножествами каналов случайного перекрытия. В этом примере образованы L наборов каналов с L экземплярами дерева каналов, содержащего восемь базовых каналов. Случайное перекрытие используется для первого подмножества каналов, содержащего базовые каналы 1-4. Случайное перекрытие также используется для второго подмножества каналов, содержащего базовые каналы 5-8. Каждый набор каналов ассоциативно связан с двумя наборами шаблонов скачкообразной перестройки частоты для двух подмножеств каналов. Базовые каналы в первом подмножестве каналов для каждого набора каналов являются псевдослучайными по отношению к базовым каналам в первом подмножестве каналов для каждого из других L-1 наборов каналов. То же самое справедливо для второго подмножества каналов.

Канальная структура 900 поддерживает схему 4 перекрытия. Что касается схемы 4, пользователи помещены в две группы, каждая группа ассоциативно связана с одним подмножеством каналов, и всем пользователям в каждой группе назначаются физические каналы в ассоциативно связанном подмножестве каналов. Пользователь, которому назначен физический канал в первом подмножестве каналов в одном набор