Способы и инструментальные средства для расширения охвата передатчика широковещания системы ofdm через сдвиг с опережением синхронизации передачи

Способы и инструментальные средства для расширения охвата передатчика широковещания системы ofdm через сдвиг с опережением синхронизации передачи

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Притязание на приоритет согласно §119 раздела 35 Свода законов США

Эта заявка притязает на приоритет предварительной заявки на патент США №60/789265, поданной 4 апреля 2006 года, озаглавленной "СПОСОБЫ РАСШИРЕНИЯ ОХВАТА ПЕРЕДАТЧИКА ШИРОКОВЕЩАНИЯ СИСТЕМЫ OFDM ЧЕРЕЗ СДВИГ С ОПЕРЕЖЕНИЕМ СИНХРОНИЗАЦИИ ПЕРЕДАЧИ", и предварительной заявки на патент США №60/762564, поданной 27 января 2006 года, озаглавленной "СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОТНОШЕНИЯ СИГНАЛА К ШУМУ И ПОМЕХЕ (SINR)", которые включены в настоящий документ по ссылке во всей полноте.

Область техники, к которой относится изобретение

Предметная технология имеет отношение к системам и способам связи вообще и, в частности, к системам и способам для расширения охвата при широковещании в системе с мультиплексированием с ортогональным частотным разделением каналов (OFDM) посредством технологии фазовой подстройки передатчика в беспроводных сетях. Также обеспечиваются инструментальные средства для предсказания сетевых и фазовых подстроек на основе отличающихся сетевых конфигураций.

Уровень техники

Одной технологией, которая преобладала в беспроводных системах, является цифровая беспроводная технология множественного доступа с кодовым разделением каналов (CDMA). В дополнение к технологии CDMA спецификация беспроводного интерфейса определяет технологию передачи только по прямой линии связи (FLO), которая была разработана промышленной группой поставщиков услуг беспроводной связи и имеет отношение к протоколу мультиплексирования с ортогональным частотным разделением каналов (OFDM). В общем случае технология FLO усилила наиболее выгодные функциональные возможности доступных технологий беспроводного доступа и использовала последние усовершенствования в кодировании и проектировании системы, чтобы последовательно достичь рабочих характеристик высшего качества. Одна цель для технологии FLO состоит в том, чтобы являться глобально принятым стандартом, и она поставляется как часть одночастотной сети связи (SFN) технологии OFDM.

Упомянутая выше технология была спроектирована в одном случае для мобильной среды мультимедиа и показывает рабочие характеристики, которые идеально удовлетворяют использованию в сотовых телефонах. Она использует последние усовершенствования в кодировании и чередовании для достижения приема высшего качества как для потокового информационного содержания в реальном времени, так и для других служб передачи данных. Эта технология может обеспечить устойчивые рабочие характеристики для мобильной связи и большую пропускную способность без риска высокого потребления энергии. Технология также уменьшает сетевую стоимость поставки мультимедийного информационного содержания посредством значительного сокращения количества необходимых передатчиков. Кроме того, такое основанное на технологии мультимедийное вещание дополняет службы передачи данных и голоса операторов беспроводной связи, предоставляя информационное содержание на те же самые сотовые телефоны, используемые в сетях третьего поколения.

Беспроводные системы были спроектированы для широковещательной передачи аудио- и видеосигналов в реальном времени отдельно от обслуживания не в реальном времени для мобильных пользователей. Соответствующая передача для таких систем выполняется с использованием высоких и мощных передатчиков, чтобы гарантировать широкий охват в заданной географической области. Кроме того, в большинстве рынков обычно развертываются 3-4 передатчика, чтобы гарантировать, что радиосигнал достигает существенной части населения на данном рынке. Когда сигнал OFDM проектируется или конфигурируется для операции сети SFN, он имеет указанную продолжительность циклического префикса. Этот циклический префикс имеет определенную продолжительность. Чем больше продолжительность относительно символа OFDM, тем ниже эффективность сигнала с точки зрения пропускной способности данных. Чем короче циклический префикс, тем больше передатчиков требуется для покрытия заданной географической области. К сожалению, когда расстояние между передающими узлами становится достаточно большим, различные передатчики в одночастотной сети связи OFDM могут начать испытывать взаимные помехи.

Раскрытие изобретения

Далее представлено упрощенное описание раскрытия различных вариантов воплощения изобретения для обеспечения общего понимания некоторых аспектов вариантов воплощения. Это описание раскрытия изобретения не является полным обзором и не предназначено для обозначения ключевых/критических элементов или для определения объема раскрытых здесь вариантов воплощения. Его единственная цель состоит в том, чтобы в упрощенной форме представить некоторые понятия в качестве вводной части к более подробному описанию в разделе осуществления изобретения, которое представлено позже.

Представлены системы и способы для расширения охвата широковещательной передачи OFDM и смягчения взаимных помех в беспроводной сети. Вариант воплощения дает возможность сокращения количества передатчиков, требуемых для охвата определенной области широковещания, по существу, без потери пропускной способности для данных. Дополнительно может быть улучшено среднее отношение сигнала к шуму и помехе (SINR) посредством сдвига с опережением или задержкой широковещания передатчика. Кроме того, посредством сдвига с опережением или задержкой беспроводного широковещания интерференционные картины шума могут быть сдвинуты в те местоположения, где взаимные помехи обычно не являются проблемой, например смещение взаимных помех в пустынную область, где фактически осуществляется немного беспроводных связей. Могут быть обеспечены программные инструменты для определения картин шума и предсказания величины сдвига с опережением или задержкой передатчика для учета таких картин.

В варианте воплощения программные инструменты принимают измерения, которые дают возможность предсказать сдвиг с опережением или задержкой сигнала передатчика, который применяется в сети широковещания, использующей несколько передатчиков. Многие алгоритмы предполагают, что передатчики, испускающие сигналы, согласованы во времени с использованием общего центрального тактового генератора, например, глобальной системы позиционирования (GPS). Однако в некоторых системах широковещания имеется некоторое преимущество для сдвига с опережением/задержкой передачи от некоторых из передатчиков относительно центрального тактового генератора, чтобы способствовать приему сигналов и качеству по всей сети, например смягчению интерференционных картин на краю соответствующих сетей и/или между областями широковещания передатчиков. Могут быть проанализированы различные сетевые конфигурации, например высоты передатчиков, мощности передатчиков, времена передачи и оценки канала соответствующими приемными устройствами, причем программные инструменты затем предсказывают отношение сигнала к шуму и помехе (SINR), которое позволяет корректировать сдвиг с опережением или задержкой для заданной сети. Кроме того, могут быть определены подходящие поправки для комбинации логарифмически-нормальных распределений сигналов, которая применяется как часть процесса сетевого анализа.

Для выполнения предшествующих и связанных задач здесь описаны некоторые иллюстративные варианты воплощения вместе с последующим описанием и приложенными чертежами. Эти аспекты показывают различные пути, которыми могут быть осуществлены варианты воплощения, каждый из которых предполагается охваченным.

Краткое описание чертежей

Фиг.1 - блок-схема, иллюстрирующая систему беспроводной сети, применяющую фазовые подстройки для смягчения взаимных помех сигналов.

Фиг.2 - блок-схема, иллюстрирующая инструмент предсказания для определения фазовых подстроек сети.

Фиг.3 иллюстрирует логические модули для определения фазовых подстроек передатчика.

Фиг.4 изображает иллюстративную систему для подстройки информации синхронизации в беспроводной системе.

Фиг.5 - диаграмма, показывающая иллюстративные сетевые уровни для беспроводной системы.

Фиг.6 - диаграмма, показывающая иллюстративную структуру данных и сигнал для беспроводной системы.

Фиг.7 показывает иллюстративный процесс фазовой подстройки для беспроводной системы.

Фиг.8 - диаграмма, показывающая иллюстративное пользовательское устройство для беспроводной системы.

Фиг.9 - диаграмма, показывающая иллюстративную базовую станцию для беспроводной системы.

Фиг.10 - диаграмма, показывающая иллюстративный приемопередатчик для беспроводной системы.

Осуществление изобретения

Представлены системы и способы для определения фазовых подстроек передатчика, которые сдвигают с опережением или с задержкой передачи от одного или более передатчиков для увеличения охвата беспроводной сети и смягчения помех в сети. Представлен инструмент анализа, который рассматривает различные параметры в заданной конфигурации сети и формирует предсказания для фазовых подстроек передатчика с учетом таких конфигураций. В варианте воплощения представлен способ увеличения охвата широковещания в беспроводной сети. Способ содержит этапы, на которых подстраивают фазу сигнала, по меньшей мере, одного тактового генератора передатчика с учетом определенной информации о параметрах передатчика и широковещательно передают фазу сигнала в беспроводной сети для увеличения охвата широковещания беспроводной сети. В другом варианте воплощения представлен способ определения отношения сигнала к шуму и помехе (SINR). Он содержит этапы, на которых конфигурируют сеть, содержащую некоторое количество передающих узлов в некоторых местоположениях в пределах географической области, и определяют уровень сигнала, относящийся к соответствующим передающим узлам, для мобильных станций, расположенных в местоположениях в пределах географической области. Кроме того, затем вычисляют отношение сигнала к шуму и помехе (SINR) на основе определенных уровней сигнала и подстраивают вычисленное отношение сигнала к шуму и помехе (SINR) на основе подходящего количества передающих узлов.

Следует отметить, что смещение синхронизации можно рассматривать как рассогласование в синхронизации между тактовым генератором передатчика и общим источником тактовых импульсов, что приводит к передаче символов синхронизации в передатчике со смещением по сравнению с сигналами синхронизации общего тактового генератора. Например, в случае сигналов технологии передачи только по прямой линии связи (FLO) обычно ожидается, что граница суперкадра в передатчике будет синхронизирована с сигналом 1PPS от глобальной системы позиционирования (GPS). Однако вследствие рассогласования синхронизации или иногда преднамеренно в целях оптимизации сети граница суперкадра фактически может быть раньше или позже относительно сигнала 1PPS от системы GPS. Это называется смещением синхронизации в передатчике.

С фазовыми подстройками в передатчике форма сигнала передатчика существенно изменяется для регулирования задержки распространения, воспринимаемой приемником, независимо от смещения синхронизации в передатчике. В этом случае, даже при том что тактовый генератор передатчика (и, следовательно, передача) может быть точно синхронизирован с общим источником тактовых импульсов, возможно, что форма сигнала передатчика изменяется, чтобы привести в результате к искаженным измерениям задержки распространения в приемнике. Например, в случае передачи только по прямой линии связи (FLO) с применением служебных сигналов OFDM граница суперкадра может быть синхронизирована с сигналом 1PPS от системы GPS. Однако передатчик может подстроить фазу передачи с применением циклического сдвига буфера символа OFDM. Циклический префикс для символа OFDM может быть сформирован на основе циклически сдвинутого символа OFDM. С такой модификацией сигнала задержка, воспринимаемая приемником, изменяется с выбранной фазой передачи (или эквивалентно с величиной циклического сдвига символа OFDM). Это называется фазовой подстройкой в передатчике.

Используемые в этой заявке термины "компонент", "сеть", "система" и т.п. предназначены для обозначения относящегося к компьютеру объекта, являющегося либо аппаратным оборудованием, либо комбинацией аппаратного оборудования и программного обеспечения, либо программным обеспечением, либо исполняемым программным обеспечением. Например, компонент может представлять собой, но без ограничения, процесс, выполняемый на процессоре, процессор, объект, исполняемую программу, поток выполнения, программу и/или компьютер. В качестве иллюстрации и приложение, выполняющееся на устройстве связи, и устройство могут являться компонентом. Один или более компонентов могут располагаться в процессе и/или потоке выполнения, и компонент может быть размещен на одном компьютере и/или распределен между двумя или более компьютерами. Кроме того, эти компоненты могут исполняться с различных машиночитаемых носителей, хранящих в себе различные структуры данных. Компоненты могут взаимодействовать посредством локальных и/или удаленных процессов, например, в соответствии с сигналом, содержащим один или более пакетов данных (например, данных от одного компонента, взаимодействующего с другим компонентом в локальной системе, распределенной системе и/или через проводную или беспроводную сеть, такую как Интернет).

Фиг.1 иллюстрирует систему 100 беспроводной сети, использующую фазовые подстройки передатчика для смягчения взаимных помех сигналов. Система 100 включает в себя один или более передатчиков 110, которые взаимодействуют через беспроводную сеть 114 с одним или более приемниками 120. Приемники 120 могут включать в себя устройства связи существенно любого типа, такие как сотовый телефон, компьютер, карманный персональный компьютер, переносное или портативное устройство и т.д. В общем случае синхронизация или фаза сигнала между передатчиками 110 и приемниками 120 может потребовать подстройки в различных описанных здесь вариантах воплощения, чтобы способствовать увеличенному охвату для беспроводной радиопередачи. В варианте воплощения один или более компонентов 130 фазовой подстройки могут использоваться в передатчиках 110 для сдвига с опережением или задержкой сигналов 134 широковещания, которые имеют эффект увеличения охвата передатчиков 110 посредством смягчения потенциальных интерференционных картин, связанных с соответствующим передатчиком. Таким образом, компоненты 130 фазовой подстройки способствуют сокращению количества передатчиков 110, требуемых для покрытия определенной области без существенной потери пропускной способности данных. Кроме того, может быть улучшено среднее значение C/(N+I) (отношение сигнал/шум+помеха на частоте несущей), или отношение сигнала к шуму и помехе (сокращенно, SINR).

В общем случае для увеличения размера соты сети OFDM увеличивают продолжительность циклического префикса. Большие соты могут быть включены в состав одночастотной сети связи (SFN), над которыми номинально преобладают меньшие по размеру соты, но с ограничением циклического префикса, посредством сдвига с опережением времени передачи передатчиков 110 для передающих узлов с большей мощностью и/или очень высоких передающих узлов. Ввод этих сот с опережением и высокой мощностью увеличивает среднюю зону охвата на каждую соту, что уменьшает полную стоимость развертывания сети. Кроме того, время передачи соседних сот с номинальным размером может быть сдвинуто с опережением с положительным воздействием на отношение сигнала к шуму и помехе (SINR), наблюдаемое в сети 114. Большие соты имеют более долгие задержки на краю своей соответствующей зоны охвата, которая потенциально испытывает взаимные помехи с окружающими меньшими сотами. Посредством сдвига с опережением времени передачи больших сот через компоненты 130 фазовой подстройки задержка на краях их охвата компенсируется обратно к равновесию сети 114.

На основе некоторой конфигурации сети, содержащей некоторое количество передающих узлов в некоторых местоположениях в пределах географической области, может быть обеспечен инструмент 140 предсказания для определения уровня сигнала, относящегося к каждому передающему узлу, и он может быть определен для каждой мобильной станции, расположенной в каждом местоположении в пределах географической области посредством использования нескольких параметров, относящихся к передающему узлу, в том числе высоты передачи, мощности и так далее, как будет описано более подробно ниже. В некоторых вариантах воплощения такие определенные уровни сигнала объединяются на основе времен прибытия различных сигналов в каждой мобильной станции или приемнике 120, и используется маска оценки для вычисления отношения сигнала к шуму и помехе (SINR). Такое вычисленное отношение сигнала к шуму и помехе (SINR) может быть откорректировано на основе подходящего количества передающих узлов 110 в географической области и посредством предположения, что сигналы, передаваемые от передающих узлов к каждой мобильной станции в каждом местоположении в пределах географической области, подвергаются затуханию, распределенному по логарифмически-нормальному закону.

Вычисленное или скорректированное отношение сигнала к шуму и помехе (SINR) может далее использоваться инструментом 140 предсказания, который вычислил или определил такое отношение сигнала к шуму и помехе (SINR), или другим инструментом, например, для планирование сети. Такое планирование может быть выполнено для сетей нескольких типов, например, таких как сети CDMA, TDMA и OFDM. Инструмент 140 предсказания также предусматривает анализ одночастотных сетей связи (SFN) технологии OFDM, сетей, содержащих несколько передатчиков 110, специализированные маски оценки, смещения времени передачи и поправочные коэффициенты комбинирования с логарифмически-нормальным распределением. Инструмент 140 предсказания обеспечивает предсказанное отношение сигнала к шуму и помехе (SINR) для произвольной конфигурации высот передатчика, мощностей, времени передачи и оценки канала посредством приемного устройства 120. Подходящее исправление для комбинации логарифмически-нормальных распределений сигналов может быть применено как часть процесса фазовой подстройки.

В одном примере упомянутой выше сети 114 сеть может быть развернута для режима работы одночастотной сети связи (SFN), в котором передатчики 110 синхронизированы с общим источником тактовых импульсов. Источник тактовых импульсов, например, может быть получен из сигнала 1PPS от глобальной системы позиционирования (GPS). Передаваемая форма сигнала может быть основана на служебных сигналах OFDM и может быть спроектирована в соответствии с предположением, что задержка распространения канала будет, например, меньше чем приблизительно 135 мкс. Когда приемнику 120 видны несколько передатчиков 110, задержка распространения, воспринимаемая приемником, является функцией позиции приемника относительно различных передатчиков.

В некоторых случаях является возможным, что приемник 120 находится близко к одному из передатчиков 110 и далеко от другого передатчика, тем самым приводя к большой задержке распространения. Если получающаяся в результате задержка распространения превышает расчетную норму 135 мкс (или другое опорное значение), это может привести к существенному ухудшению производительности системы. Однако возможно управлять задержкой распространения, воспринимаемой приемником 120, в различных точках в сети посредством задержки или опережения границы суперкадра относительно импульса синхронизации от центрального тактового генератора. Следовательно, при оптимизированном развертывании сети можно также реалистически предположить, что имеется фиксированное смещение синхронизации между различными передатчиками 110. При развертывании одночастотной сети связи (SFN) с передачей только по прямой линией связи (FLO), например, передатчики 110, вероятно, будут настроены для работы с фиксированным смещением синхронизации относительно центрального тактового генератора (и, следовательно, друг друга) для оптимизации задержки распространения, наблюдаемой в приемнике 120, и тем самым производительности системы.

Фиг.2 иллюстрирует инструмент 200 предсказания для определения фазовых подстроек сети. Как отмечено выше, инструмент 200 предсказания определяет предсказанное отношение сигнала к шуму и помехе (SINR) и позволяет определить подходящие фазовые подстройки в блоке 210 для подмножества передатчиков. Для выполнения этих определений для произвольной конфигурации передатчиков рассматриваются один или более параметров 220 сети. Эти параметры 220 могут включать в себя высоты передатчиков, соответствующие мощности передачи, времена передачи, географические соображения, оценки канала одним или более принимающими устройствами и т.д. Также по желанию сюда входит применение соответствующих поправок для комбинаций логарифмически-нормальных распределений сигналов.

Другая входная информация для инструмента по желанию включает в себя уровни 230 сигналов по местоположениям и для каждого передатчика. Такие данные могут быть импортированы в инструмент 200 из соответствующей базы данных передатчиков. В блоках 240 и 250 соответствующие задержки передачи и маски оценки для целевого приемника рассматриваются и затем применяются в указанной географической области, которая также может быть импортирована как часть параметров 220 сети. Затем отношение 210 сигнала к шуму и помехе (SINR) вычисляется в соответствии с разностями времени и подстраивается для известных поправок, связанных с количеством переданных сигналов и их относительными уровнями. Этот процесс фактически включает в себя статистику нескольких затуханий с частично независимыми логарифмически-нормальными распределениями для подмножества сигналов. Выходной информацией инструмента в блоке 210 является отношение сигнала к шуму и помехе (SINR) по указанной географической области, которая может быть загружена обратно в существующий инструмент или иным образом реализована как встроенная функция в инструменте планирования сети для подстройки фаз передатчика в заданной сети передатчиков

Фиг.3 иллюстрирует логические модули 300 для определения фазовой подстройки передатчика. В этом примере логические модули 300 взаимодействуют для определения фазовых подстроек сети для подмножества передатчиков в заданной географической области. Сюда входит логический модуль 310 для анализа сети, содержащей подмножество передающих узлов в местоположениях в пределах географической области. Такой модуль может включать в себя программные инструменты или алгоритмы, которые рассматривают один или более параметров сети. В блоке 320 представлен логический модуль для определения уровней сигналов, относящихся к подмножеству передающих узлов для мобильных станций в пределах географической области. Такие мобильные станции могут включать в себя сотовые телефоны или другие приемопередатчики или более сложные компоненты, такие как вычислительные инструментальные средства, которые помогают при анализе состояния сети.

В блоке 330 представлен логический модуль для определения интерференционной картины на основе определенных уровней сигнала. Сюда могут входить измерения, принятые от мобильных устройств, которые указывают относительную силу или слабость заданного сигнала, на основе заданной настройки фазы передатчика. В блоке 340 представлен логический модуль для подстройки фазы, по меньшей мере, одного из передающих узлов на основе определенной интерференционной картины. Модуль этого типа может включать в себя электронные или программные элементы управления, которые позволяют соответствующему передатчику осуществлять сдвиг с опережением или задержкой соответствующего сигнала широковещания для оптимизации рабочих характеристик сигнала в данной сети.

Фиг.4 показывает иллюстративную систему 400 для подстройки информации синхронизации в беспроводной системе позиционирования. В этом примере номером 410 обозначены два передатчика A и B, однако могут использоваться более двух передатчиков. Сигнал от передатчиков 410 может быть сдвинут с опережением или задержкой, как обозначено номером 420, для учета возможных разностей в синхронизации или взаимных помех в системе. Понятие сдвига с опережением или задержкой синхронизации передатчика, как обозначено номером 420, также введено в систему для регулирования фактической задержки распространения канала, воспринимаемой приемником 430. В одном случае в системе OFDM линейная свертка канала с переданным сигналом может рассматриваться как циклическая свертка, если задержка распространения канала меньше циклического префикса, используемого в сигнале OFDM.

В этом примере рассмотрим передатчики A и B, обозначенные номером 410, со смещениями d_a и d_b синхронизации. Пусть является фактической задержкой, которая будет воспринята компонентом распространения в пределах видимости на основе расстояния между передатчиком A и приемником 430. Аналогично, пусть является фактической задержкой, которая будет воспринята компонентом распространения в пределах видимости от передатчика B до приемника 430. Следует отметить, что в передатчиках вносятся дополнительные задержки d_a и d_b, когда задержка распространения превышает циклический префикс (в предположении одного компонента луча от каждого из передатчиков). При задержках d_a и d_b в передатчиках принятый в приемнике сигнал задается следующим уравнением:

Уравнение 1

y(n)=h_a(n)x_a(n-d_a)+h_b(n)x_b(n-d_b)+w(n),

где h_a(n) и x_a(n) - канал и сигнал относительно передатчика A, * представляет операцию линейной свертки и w(n) - шум, добавляемый в приемнике. В случае информационного канала в глобальной сети x_a(n) и x_b(n) являются в общем случае одинаковыми (например, x(n)).

С использованием свойства линейной свертки упомянутое выше уравнение может быть записано как:

Уравнение 2

y(n)=h_a(n-d_a)x_a(n)+h_b(n-d_b)x(n)+w(n),

чтобы воспринятая задержка распространения канала теперь была задана как и ею можно было управлять посредством ввода смещений синхронизации в передатчике. Когда фактическая задержка распространения меньше циклического префикса, принятый сигнал в Уравнении 1 может быть записан как циклическая свертка вместо линейной свертки. Таким образом:

Уравнение 3

y(n)=h_a(n)x_a(n-d_a)+h_b(n)x_b(n-d_b)+w(n)

или эквивалентно

Уравнение 4

y(n)=h_a(n-d_a)x_a(n)+h_b(n-d_b)x_b(n)+w(n),

где обозначает циклическую свертку. Если циклический префикс является достаточно длинным, то операция задержки сигнала x_a(n) на d_a в Уравнении 1 для приведения к Уравнению 3 может быть достигнута посредством кругового вращения x_a(n) на d_a в Уравнении 3.

На основе упомянутых выше случаев для контрольного канала позиционирования относительно регулярных информационных каналов предлагается следующее. Во время регулярного информационного канала используемый циклический префикс обычно является коротким (512 элементарных сигналов в случае передачи только по прямой линии связи (FLO)), и поэтому методика циклического сдвига, обсуждаемая в Уравнении 3, не может использоваться для регулировки фактической задержки распространения канала. Поэтому передачи от соответствующих передатчиков будут физически задерживаться (передатчики A и B на d_a и d_b в этом примере), чтобы удовлетворять требованиям циклического префикса. С другой стороны, для контрольного канала позиционирования может использоваться длинный циклический префикс (порядка 2500 элементарных сигналов в случае передачи только по прямой линии связи (FLO), где элементарными сигналами называются биты, закодированные в пакеты данных), чтобы сделать возможной оценку задержки от слабых передатчиков, которые находятся далеко. Кроме того, задержки d_a и d_b, внесенные передатчиками для информационного канала, воздействуют на наблюдения задержки, выполняемые в контрольном канале позиционирования, таким образом эта служебная информация требуется в приемнике, как рассмотрено ранее.

Принимая во внимание наличие длинного циклического префикса для контрольного канала позиционирования, передатчик может отменить действие фактических физических задержек d_a и d_b посредством циклического сдвига сигнала позиционирования. Если x_a,p(n) является планируемым сигналом позиционирования от передатчика с задержкой d_a синхронизации, то передатчик может отправить циклически сдвинутую версию, заданную выражением x_a,p(n+d_a). Аналогично циклически сдвигается сигнал от передатчика B. Вследствие наличия длинного циклического префикса Уравнение 3 остается допустимым и, следовательно:

Уравнение 5

y(n)=h_a(n)x_a,p(n)+h_b(n)x_b,p(n)+w(n),

таким образом, уменьшается необходимость отправлять информацию о задержке передатчика на приемник. Эта методика может использоваться для учета смещений синхронизации передатчика, получающихся из-за задержек, введенных как часть планирования сети, а также других задержек синхронизации, которые могут возникнуть, например, из-за фильтров, кабелей и других подобных компонентов.

Относительно другого варианта воплощения изложенное выше обсуждение может предполагать, что измерения диапазона вычисляются в мобильном приемнике. Однако возможно, что вычисления выполняются в сети, где информация синхронизации доступна автономна. В этом случае приемник может измерить псевдодиапазоны S'_a, S'_b и S'_c, где, например, S'_a=τa S'_a×c без учета смещения синхронизации передатчика. Приемник ретранслировал бы псевдодиапазон S'_a в сеть, и дополнительные исправления смещениями синхронизации могут быть легко выполнены в сети, так как весь альманах может быть сделан доступным в сети.

Изложенное выше обсуждение предполагало, что тактовый генератор приемника близко синхронизирован с общим тактовым генератором, и рассогласование между общим тактовым генератором и тактовым генератором передатчика существует вследствие смещения синхронизации или фазовой подстройки в передатчике. Однако следует отметить, что это можно рассматривать как особый случай, и тактовый генератор приемника не обязательно должен быть синхронизирован с общим тактовым генератором. Когда тактовый генератор приемника не синхронизирован с общим тактовым генератором, измерения задержки от соответствующих передатчиков могут также включать в себя общий период смещения, который является величиной рассогласования между общим тактовым генератором и тактовым генератором приемника. Общее смещение теперь является другой неизвестной величиной, которая должна быть вычислена, в дополнение к пространственным координатам приемника. Неизвестные величины пространственных координат, а также смещения тактового генератора могут быть найдены с помощью измерений от дополнительных передатчиков. В частности, достаточно иметь измерения, например, от четырех разных передатчиков (с информацией о смещении синхронизации, имеющейся относительно общего источника тактовых импульсов, и в предположении, что приемник находится на поверхности земли), чтобы найти и пространственные координаты, и общее смещение тактового генератора в приемнике. При отсутствии общего смещения тактового генератора в приемнике (то есть тактовый генератор приемника синхронизирован с общим тактовым генератором) достаточно иметь измерения задержки, например, от трех разных передатчиков.

Фиг.5 показывает иллюстративные сетевые уровни 500 для беспроводной системы, в которой принятые от нее данные могут использоваться в описанных выше частотных блоках. В общем случае спецификация беспроводного интерфейса передачи только по прямой линии связи (FLO) охватывает протоколы и службы, соответствующее сетевой модели взаимодействия открытых систем (OSI), имеющей уровень 1 (физический уровень) 502 и уровень 2 (канальный уровень) 504. Канальный уровень далее подразделяется на два подуровня, а именно подуровень 506 управления доступом к среде (MAC) и потоковый подуровень 508. Верхние уровни 510 включают в себя уровни 3-7 модели OSI и могут включать в себя сжатие мультимедийного информационного содержания, управление доступом к мультимедиа наряду с информационным содержанием и разметкой управляющей информации. Уровень 506 управления доступом к среде (MAC) включает в себя функции 512 мультиплексирования и поставки качества обслуживания (QoS). Уровень 506 управления доступом к среде (MAC) также включает в себя логические каналы 514.

Спецификация беспроводного интерфейса передачи только по прямой линии связи (FLO) обычно не определяет верхние уровни, чтобы обеспечить конструктивную гибкость при поддержке различных приложений и служб. Эти уровни показаны только для обеспечения контекста. Потоковый уровень включает в себя мультиплексирование до трех потоков верхнего уровня в один логический канал, привязку пакетов верхнего уровня к потокам для каждого логического канала и обеспечивает пакетирование и остаточные функции обработки ошибок. Функциональные возможности уровня управления доступом к среде (MAC) включают в себя управление доступом к физическому уровню, выполнение отображения между логическими каналами и физическими каналами, мультиплексирование логических каналов для передачи по физическому каналу, демультиплексирование логических каналов в мобильном устройстве и/или принудительное исполнение требований качества обслуживания (QoS). Функциональные возможности физического уровня включают в себя обеспечение структуры канала для прямой линия связи и определение требований к частоте, модуляции и кодированию.

В общем случае технология передачи только по прямой линии связи (FLO) использует мультиплексирование с ортогональным частотным разделением каналов (OFDM), которое также используется в цифровом радиовещании (DAB), наземном цифровом телевидении (DVB-T) и наземной комплексной службе цифрового вещания (ISDB-T). Вообще технология OFDM может достигать высокой спектральной эффективности при эффективном соответствии требованиям мобильности в большой соте сети (SFN). Кроме того, технология OFDM может обрабатывать длительные задержки от нескольких передатчиков с подходящей длиной циклического префикса; защитный интервал добавляется в начало символа (являющийся копией последней части символа данных), чтобы способствовать ортогональности и смягчать взаимные помехи между несущими. Пока длина этого интервала больше максимальной задержки канала, отражения предыдущих символов удаляются и ортогональность сохраняется.

На Фиг.6 проиллюстрирован суперкадр 600 физического уровня передачи только по прямой линии связи (FLO). В варианте воплощения суперкадр равен 1200 символам OFDM с продолжительностью, равной одной секунде. Физический уровень передачи только по прямой линии связи (FLO) использует режим 4K (дающий на выходе размер преобразования 4096 поднесущих), обеспечивающий превосходные мобильные рабочие характеристики по сравнению с режимом 8K, при сохранении достаточно длинного защитного интервала, который полезен в довольно больших сотах сети SFN. Быстрое установление канала может быть достигнуто через оптимизирован