Протокол распределенного резервирования для включения многополосной передачи в сверхширокополосной технологии следующего поколения

Протокол распределенного резервирования для включения многополосной передачи в сверхширокополосной технологии следующего поколения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Раскрыты способ и устройство для обеспечения более высоких скоростей передачи данных в системах сверхширокополосной (UWB) связи и системах связи с передачей в расширенном диапазоне частот (EBT).

ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

ECMA 368/369 является спецификацией стандарта для физического (PHY) и MAC-уровня (управление доступом к среде) системы беспроводной сверхширокополосной связи (UWB) с высокой скоростью. ECMA 368/369 принята как общая платформа для технологий, например, Bluetooth® следующего поколения, беспроводная универсальная последовательная шина (WUSB) и беспроводная шина сверхбыстрой передачи данных (IEEE 1394). Спецификация поддерживает MAC-уровень и PHY-уровень, который выполняется при скоростях передачи данных до 480 Мбит/с. PHY-уровень предназначен для функционирования в спектре частот от 3,1 до 10,6 ГГц.

PHY-уровень ECMA 368 использует многополосное мультиплексирование с ортогональным частотным разделением (MB OFDM) для передачи информации. Действующий спектр частот разделен на 5 групп радиодиапазонов. Каждый радиодиапазон в пределах группы радиодиапазонов имеет диапазон частот в 528 МГц. Первые четыре группы радиодиапазонов имеют три радиодиапазона, каждый с диапазоном частот в 528 МГц и пятый радиодиапазон имеет два радиодиапазона с диапазоном частот в 528 МГц, для общего числа в 14 радиодиапазонов, каждый с диапазоном частот в 528 МГц. Спецификация требует устройства, такого как модуль беспроводной передачи/приема (WTRU) для функционирования, по меньшей мере, в первой группе радиодиапазонов. Функционирование в других группах радиодиапазонов является дополнительным.

MAC-уровень ECMA 386 имеет полностью распределенную архитектуру и предоставляет MAC-услугу для протокола более высокого уровня или для уровня адаптации. Не существует центрального координирующего устройства, и каждое WTRU в сети поддерживает все MAC-функции. Каждый WTRU в пределах радиодиапазона координируется с другими WTRU, используя периодические сигнальные (маяковые) кадры. Сигнальные кадры предоставляют сетевую синхронизацию, информацию планирования и функциональных возможностей, а также другую информацию и функции.

Одним способом, которым сигнальные кадры предоставляют информацию, является информационный элемент (IE), включенный в сигнальный кадр или в командный кадр. Этот IE может включать в себя IE переключения сигнальных периодов (BP) и/или IE протокола распределенного резервирования (DRP). IE переключения BP, в частности, может включать в себя поле ID элемента, поле длины, поле обратного отсчета времени BP, поле смещения сигнального интервала и поле смещения начала BP (BPST).

Кроме того, структуры MAC-суперкадра из ECMA 368 включают в себя сигнальные периоды (BP) и интервалы доступа к среде (MAS).

Фиг. 1 показывает типичный формат DRP IE 100 согласно предшествующему уровню техники. DRP IE 100 может включать в себя поле 102 ID элемента, поле 104 длины, поле 106 управления DRP, поле 108 цели/владельца DevAddr и последовательности полей 110 назначения DRP.

ECMA 368/369 поддерживает скорости передачи данных до 480 Мбит/с. Эти скорости являются неадекватными для поддержки приложений, таких как телевидение высокой четкости (HDTV), которое требует скорости передачи данных в 1 Гбит/с или более, в зависимости от формата. Следовательно, желательно иметь UWB-систему с обоими уровнями PHY и MAC, которая поддерживает высокие скорости передачи данных (1Гбит/с и выше).

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Раскрыты способ и устройство для увеличения скоростей передачи данных в распределенной системе связи UWB/EBT. Диапазон частот может быть увеличен с помощью использования многочисленных радиодиапазонов связи и указания передачи по многочисленным радиодиапазонам в информационном элементе.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Более полное понимание изобретения может быть получено из последующего описания, приведенного в качестве примера со ссылками на чертежи, на которых:

Фиг. 1 показывает DRP IE согласно предшествующему уровню техники.

Фиг. 2 показывает распределенную сеть беспроводной связи согласно одному варианту осуществления.

Фиг. 3 показывает поле назначения DRP согласно одному варианту осуществления.

Фиг. 4 показывает встроенную канальную информацию в поле ID канала согласно одному варианту осуществления.

ДЕТАЛЬНОЕ ОПИСАНИЕ

При упоминании в дальнейшем в данном документе, терминология "модуль беспроводной передачи/приема (WTRU)" и устройство (DEV) включает в себя, но без ограничения, абонентское оборудование (UE), мобильную станцию, стационарный или мобильный абонентский модуль, пейджер, сотовый телефон, персональный цифровой помощник (PDA), компьютер или любой другой тип пользовательского устройства, допускающего функционирование в беспроводной среде. При упоминании в дальнейшем, терминология "базовая станция" включает в себя, но без ограничения, узел B, контроллер станции, точку доступа (AP) или любой другой тип устройства связи, допускающего функционирование в беспроводной среде.

Система беспроводной связи может включать в себя множество устройств беспроводной связи, например, множество WTRU, абонентское оборудование (UE) или устройства (DEV), имеющих возможность беспроводной связи друг с другом. Система беспроводной связи может содержать в себе любое сочетание точек доступа (AP), узлов В, устройств (DEV) и тому подобного. Например, система беспроводной связи может включать в себя WTRU, функционирующие в специальном режиме, узлы, действующие как беспроводные мосты, или любое их сочетание.

Фиг. 2 показывает распределенную сеть 200 беспроводной связи согласно одному варианту осуществления. WTRU 1 210, WTRU 2 212 и WTRU 3 214 могут осуществлять связь друг с другом непосредственно или косвенно, без использования главного концентратора. Диапазон частот системы 200 может быть расширен осуществлением связи каждого WTRU (810, 812, 814), используя многочисленные смежные или несмежные радиодиапазоны, либо в одиночной конфигурации радиосвязи, как в приложении одиночной радиосвязи, так и в приложении дуальной радиосвязи.

Когда каждый WTRU (210, 212, 214) передает, он осуществляет резервирование среды. Для того чтобы это осуществить, передается DRP IE через сигнальный (маяковый)/командный кадр, по всем WTRU (210, 212, 214) передачи в расширенном диапазоне частот (EBT). WTRU (210, 212, 214) типично передает DRP IE в каждом из радиодиапазонов, объявляя интервалы доступа к среде (MAS), где происходит передача. Если MAS являются синхронными, радиостанция может осуществлять одиночную передачу по всему расширенному диапазону частот. Если радиодиапазоны являются смежными радиодиапазонами, WTRU (210, 212, 214) может использовать одиночную радиосвязь. Это возможно, если передачи DRP IE имеют место в последовательном порядке.

Несколько явных DRP IE могут передаваться по различным каналам, чтобы информировать пользователей одиночного канала, например, тех, которые используют обычные (унаследованные) устройства, о передачах по их определенному каналу. Если все соседствующие устройства имеют аналогичные функциональные возможности и поддерживают EBT-режим, то будет достаточно единственного DRP IE по основному или установленному по умолчанию каналу, за счет чего осуществляется неявное резервирование по EBT.

DRP IE может включать в себя поле типа резервирования, которое поддерживает передачу в расширенном диапазоне частот. Как показано в таблице 1, для EBT, может использоваться 3-х битовое поле для обозначения восьми (8) типов резервирования, например, расширенное-жесткое, расширенное-мягкое, двуканальное-жесткое, двуканальное-мягкое, многоканальное-жесткое и многоканальное-мягкое.

Таблица 1поле 3-х битового типа резервирования
Значение	Тип резервирования
0	Отличающееся по BP
1	Жесткое
2	Мягкое
3	Приватное
4	PCA
5	Двудиапазонное жесткое
6	Двудиапазонное мягкое
7	Трехдиапазонное жесткое

WTRU может конфигурироваться для функционирования в динамически конфигурируемой сети, где конфигурация может чередоваться по двум или более различным режимам, например, жесткий, мягкий или приватный, в одноканальных, двух- или многоканальных настройках. WTRU может определять свою конфигурацию, измеряя условия канала и трафика. Альтернативно, WTRU может определять свою конфигурацию с помощью программируемой модели.

Разрешение WTRU функционировать в более чем двух радиодиапазонах и динамическое изменение его режима функционирования может создать относительно большое число типов резервирования. Для того чтобы поддерживать относительно большое число типов резервирования, поле типа резервирования может быть расширено для использования более чем трех (3) битов, что приводит к более чем восьми (8) общим значениям.

Таблица 2 показывает пример поля расширенного типа резервирования согласно одному варианту осуществления. Поле типа резервирования использует четыре (4) бита, что приводит к 16 возможным значениям для поля. Могут включаться значения, которые представляют собой передачи по одному и множеству радиодиапазонов. Как показано в таблице 2, значения с 0 по 4 обозначают передачу по единственному радиодиапазону, значения с 4 по 8 и 13 обозначают передачу по двойному радиодиапазону, и значения с 9 по 12 и 14 обозначают передачу по тройному диапазону. Значение 15 резервируется для будущего использования.

Таблица 24-битовый тип резервирования
Значение	Тип резервирования
0	Отличающееся по BP
1	Однодиапазонное жесткое
2	Однодиапазонное мягкое
3	Однодиапазонное приватное
4	Однодиапазонное PCA
5	Двудиапазонное жесткое
6	Двудиапазонное мягкое
7	Двудиапазонное приватное
8	Двудиапазонное PCA
9	Трехдиапазонное жесткое
10	Трехдиапазонное мягкое
11	Трехдиапазонное приватное
12	Трехдиапазонное PCA
13	Двудиапазонное динамическое
14	Трехдиапазонное динамическое
15	Зарезервировано

Поле расширенного типа резервирования DRP IE может использоваться для обозначения несмежных радиодиапазонов. Если радиодиапазоны являются несмежными, если радиодиапазоны находятся в пределах FFT-размера (быстрое преобразования Фурье) приемника, и если некоторые из несущих, которые используются для передачи, занимают несмежные радиодиапазоны, может использоваться одиночная радиосвязь. Однако если резервирование MAS не является успешным для всех радиодиапазонов, EBT WTRU может функционировать в ограниченном или унаследованном режиме или использовать только FFT-несущие, которые соответствуют успешно зарезервированному диапазону частот.

Если радиодиапазоны являются несмежными и недостаточно близки, WTRU может использовать множественную радиосвязь. Если резервирование MAS было успешным, то EBT WTRU может функционировать в режиме EBT. EBT WTRU может повторно передавать сигнал маяка до тех пор, пока WTRU не будет иметь успех во всех радиодиапазонах EBT. Когда EBT WTRU освобождает ресурсы, способы прекращения резервирования применяются ко всем радиодиапазонам EBT.

В одноканальной системе MAS может рассматриваться как временные ресурсы по единственному каналу или расширенному каналу. MAS могут резервироваться для одновременной передачи в определенном суперкадре.

DRP IE может использоваться для резервирования канала по многочисленным радиодиапазонам. Информация о числе каналов может размещаться в DRP IE путем включения канальной информации в поле назначения DRP или DRP IE. Фиг. 3 показывает поле 300 назначения DRP согласно одному варианту осуществления. Поле 300 назначения DRP включает в себя единственный байт для битового массива 302 области, 2 байта для битового массива 304 MAS и один байт для ID 306 канала.

Канальная информация может также включаться в поле ID канала, которое размещается до последовательностей элементов назначения DRP в DRP IE. Фиг. 4 показывает встроенную канальную информацию в поле 400 ID канала согласно одному варианту осуществления. ID первого канала может быть опущен, предполагая, что первые последовательности назначений 402 соответствуют каналу по умолчанию. Следующие последовательности назначений 404 следуют за элементом 406 ID канала. Малое число, например, 4 бита необходимо для идентификации всех текущих 14 UWB-каналов. Альтернативно 2-х байтовый битовый массив может использоваться для идентификации всех возможных комбинаций канала, которые могут использоваться в расширенном диапазоне частот.

ВАРИАНТЫ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

1. Допускающий передачу по расширенному диапазону частот (EBT) модуль беспроводной передачи/приема (WTRU), содержащий передатчик, сконфигурированный для передачи первого индикатора передачи по многочисленным радиодиапазонам.

2. WTRU как в варианте 1 осуществления, дополнительно содержащий приемник, сконфигурированный для приема второго индикатора передачи по многочисленным радиодиапазонам.

3. WTRU как в варианте 2 осуществления, при этом первый и второй индикаторы передачи по многочисленным радиодиапазонам являются информационным элементом (IE).

4. WTRU как в варианте 3 осуществления, при этом IE содержит поле типа резервирования.

5. WTRU как в варианте 4 осуществления, при этом поле типа резервирования содержит указание передачи по многочисленным радиодиапазонам.

6. WTRU как в любом из вариантов 2-5 осуществления, при этом первый и второй индикаторы передачи по многочисленным радиодиапазонам содержат идентификатор канала.

7. WTRU как в любом из вариантов 3-6 осуществления, при этом IE содержит идентификатор канала.

8. WTRU как в варианте 7 осуществления, при этом идентификатор канала связан с полем назначения DRP.

9. WTRU как в варианте 7 осуществления, при этом поле назначения DRP содержит идентификатор канала.

10. WTRU как в любом из вариантов 2-9 осуществления, дополнительно содержащий более чем одну (1) радиосвязь.

11. WTRU как в варианте 10 осуществления, при этом WTRU конфигурируется для функционирования либо с одной радиосвязью, либо более чем одной радиосвязью на основе положения множества радиодиапазонов связи.

12. Способ сверхширокополосной передачи, содержащий модуль беспроводной передачи/приема WTRU, который передает первый индикатор передачи по многочисленным радиодиапазонам с помощью многочисленных радиодиапазонов связи.

13. Способ как в варианте 12 осуществления, дополнительно содержащий WTR, принимающий второй индикатор передачи по многочисленным радиодиапазонам.

14. Способ как в варианте 13 осуществления, дополнительно содержащий WTRU, передающий первый информационный элемент (IE), который содержит первый индикатор.

15. Способ как в варианте 14 осуществления, содержащий WTRU, принимающий второй IE, который содержит второй индикатор.

16. Способ как в варианте 15 осуществления, при этом первый и второй IE содержат поле типа резервирования.

17. Способ как в варианте 16 осуществления, при этом поле типа резервирования содержит указание передачи по многочисленным радиодиапазонам.

18. Способ как в любом из вариантов 13-17 осуществления, при этом первый и второй индикаторы передачи по многочисленным радиодиапазонам содержат идентификатор канала.

19. Способ как в любом из вариантов 15-18 осуществления, при этом первый и второй IE содержат идентификатор канала.

20. Способ как в варианте 19 осуществления, при этом идентификатор канала связан с полем назначения DRP.

21. Способ как в варианте 19 осуществления, при этом поле назначения DRP содержит идентификатор канала.

22. Способ передачи в расширенном диапазоне частот, содержащий модуль беспроводной передачи/приема (WTRU), который передает резервирование среды по многочисленным радиодиапазонам связи, при этом резервирование среды содержит указание функционирования в многочисленных радиодиапазонах.

23. Способ как в варианте 22 осуществления, дополнительно содержащий WTRU, который осуществляет связь по многочисленным радиодиапазонам связи.

24. Способ как в варианте 23 осуществления, дополнительно содержащий WTRU, который использует более чем одну радиостанцию для передачи резервирования среды.

25. Способ как в варианте 24 осуществления, при этом резервирование среды содержит поле данных с типом резервирования, указывающее передачу по многочисленным радиодиапазонам.

26. Способ как в варианте 24 осуществления, при этом резервирование среды содержит множество идентификаторов канала.

27. Способ как в варианте 26 осуществления, при этом идентификаторы канала связаны с множеством назначений протокола распределенного резервирования.

Хотя признаки и элементы описаны в конкретных комбинациях, каждый признак или элемент могут использоваться как отдельные без других признаков и элементов или в различных комбинациях с другими признаками и элементами или без них. Предусмотренные способы могут быть реализованы в компьютерной программе, программном обеспечении, или встроенном программном обеспечении, практически реализованном в машиночитаемом носителе для выполнения компьютером общего назначения или процессором. Примеры машиночитаемых носителей включают в себя постоянные запоминающие устройства (ROM), оперативные запоминающие устройства (RAM), регистр, кэш-память, полупроводниковые запоминающие устройства, магнитные носители, например, внутренние жесткие диски и съемные диски, магнитооптические носители и оптические носители, например, CD-ROM-диски и универсальные цифровые диски (DVD).

Соответствующие процессоры включают в себя, например, процессор общего назначения, специализированный процессор, традиционный процессор, цифровой сигнальный процессор (DSP), множество микропроцессоров, один или более микропроцессоров в связи с ядром DSP, контроллер, микроконтроллер, специализированные интегральные схемы (ASIC), схемы программируемых пользователем вентильных матриц (FPGA) или иной тип интегральной схемы (IC) и/или конечный автомат.

Процессор в сочетании с программным обеспечением может использоваться для реализации радиочастотного приемопередатчика в модуле беспроводной передачи/приема (WTRU), абонентского оборудования (UE), терминала, базовой станции, контроллера радиосети (RNC) или какого-либо главного компьютера. WTRU может использоваться в сочетании с модулями, реализованными в аппаратном обеспечении и/или программном обеспечении, например, камере, модуле видеокамеры, видеофоне, телефоне с динамиком, устройстве с вибрацией, динамике, микрофоне, телевизионном приемопередатчике, гарнитуре громкоговорящей связи, клавиатуре, модуле Bluetooth®, частотно-модулированнном (FM) радиомодуле, модуле LCD (жидкокристаллический дисплей) дисплея, модуле OLED (органический светодиод) дисплея, цифровом музыкальном проигрывателе, медиа плеере, игровом модуле видеоигры, Интернет-браузере и/или модуле любой беспроводной локальной вычислительной сети (WLAN).

1. Модуль беспроводной передачи/приема (WTRU), имеющий возможность передачи в расширенном диапазоне частот (ЕВТ), содержащий:передатчик, сконфигурированный для передачи первого индикатора передачи по многочисленным радиодиапазонам;приемник, сконфигурированный для приема второго индикатора передачи по многочисленным радиодиапазонам.процессор, сконфигурированный для настройки WTRU на основе множества условий канала и трафика;при этом первый индикатор содержит информационный элемент, содержащий поле типа резервирования размером более четырех (4) битов, и информационный элемент содержит:информацию для резервирования канала связи по многочисленным радиодиапазонам; иидентификатор (ID) канала, связанный с множеством назначений канала.

2. WTRU по п.1, причем IE содержит поле типа резервирования.

3. WTRU по п.2, причем поле типа резервирования содержит указание передачи по многочисленным радиодиапазонам.

4. WTRU по п.1, причем идентификатор канала ассоциирован с полем назначения DRP.

5. WTRU по п.1, дополнительно содержащий более чем одну (1) радиосвязь.

6. WTRU по п.5, причем WTRU конфигурирован для функционирования либо с одной радиосвязью, либо более чем с одной радиосвязью на основе положения множества радиодиапазонов связи.