Способы и устройство для предоставления эффективной структуры кадра в системе беспроводной связи

Способы и устройство для предоставления эффективной структуры кадра в системе беспроводной связи

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Данная заявка испрашивает приоритет предварительной заявки на патент США № 60/989385, поданной 20 ноября 2007 года и озаглавленной "Frame Structure Supporting Multiple Air Interfaces for Wireless Channel", которая полностью включена в данный документ посредством ссылки для всех целей.

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее раскрытие сущности относится, в общем, к системам связи. Более конкретно, настоящее раскрытие сущности относится к способам и устройству для предоставления эффективной структуры кадра для систем беспроводной связи.

Краткое описание чертежей

Фиг. 1 иллюстрирует систему беспроводной связи с несколькими базовыми станциями (BS) и несколькими абонентскими станциями (SS).

Фиг. 2 иллюстрирует примерную многосотовую компоновку.

Фиг. 3 иллюстрирует примерную структуру кадра для режима дуплекса с временным разделением (TDD) в IEEE 802.16e.

Фиг. 4 иллюстрирует примерную временную шкалу передачи для трех секторов при повторном использовании частот с коэффициентом 3.

Фиг. 5 иллюстрирует схему структуры кадра, которая поддерживает два радиоинтерфейса.

Фиг. 6 иллюстрирует примерную временную шкалу передачи для трех секторов, которые поддерживают IEEE 802.16e и 802.16m со структурой кадра, показанной на фиг. 5.

Фиг. 7 иллюстрирует схему структуры кадра, которая поддерживает фемтосоты и макросоты.

Фиг. 8 иллюстрирует схему способа для связи.

Фиг. 9 иллюстрирует схему устройства для связи.

Фиг. 10 иллюстрирует схему способа, выполняемого посредством базовой станции для связи.

Фиг. 11 иллюстрирует схему устройства для связи.

Фиг. 12 иллюстрирует схему способа, выполняемого посредством абонентской станции для связи.

Фиг. 13 иллюстрирует схему устройства для связи.

Фиг. 14 иллюстрирует схему способа для поддержки связи для макросот и фемтосот.

Фиг. 15 иллюстрирует схему устройства для связи.

Фиг. 16 иллюстрирует блок-схему схемы базовой станции и абонентской станции.

Сущность изобретения

Раскрыто устройство для предоставления эффективной структуры кадра для беспроводной связи. Устройство может включать в себя, по меньшей мере, один процессор, выполненный с возможностью мультиплексировать с частотным разделением (FDM) первый и второй радиоинтерфейсы в подкадре нисходящей линии связи кадра и мультиплексировать с временным разделением (TDM) первый и второй радиоинтерфейсы в подкадре восходящей линии связи кадра. Устройство также может включать в себя запоминающее устройство, связанное, по меньшей мере, с одним процессором.

Раскрыт способ предоставления эффективной структуры кадра для беспроводной связи. Способ может включать в себя мультиплексирование с частотным разделением (FDM) первого и второго радиоинтерфейсов в подкадре нисходящей линии связи кадра. Способ также может включать в себя мультиплексирование с временным разделением (TDM) первого и второго радиоинтерфейсов в подкадре восходящей линии связи кадра.

Раскрыто устройство для предоставления эффективной структуры кадра для беспроводной связи. Устройство может включать в себя средство мультиплексирования с частотным разделением (FDM) первого и второго радиоинтерфейсов в подкадре нисходящей линии связи кадра. Устройство также может включать в себя средство мультиплексирования с временным разделением (TDM) первого и второго радиоинтерфейсов в подкадре восходящей линии связи кадра.

Раскрыт компьютерный программный продукт, содержащий машиночитаемый носитель, имеющий инструкции. Инструкции могут включать в себя код для инструктирования, по меньшей мере, одному компьютеру мультиплексировать с частотным разделением (FDM) первый и второй радиоинтерфейсы в подкадре нисходящей линии связи кадра. Инструкции также могут включать в себя код для инструктирования, по меньшей мере, одному компьютеру мультиплексировать с временным разделением (TDM) первый и второй радиоинтерфейсы в подкадре восходящей линии связи кадра.

Раскрыто устройство для предоставления эффективной структуры кадра для беспроводной связи. Устройство может включать в себя, по меньшей мере, один процессор, выполненный с возможностью отправлять первую передачу по нисходящей линии связи в первой полосе частот в подкадре нисходящей линии связи и принимать первую передачу по восходящей линии связи в первой полосе частот в первом интервале времени подкадра восходящей линии связи. Первая передача по нисходящей линии связи и первая передача по восходящей линии связи могут использовать первый радиоинтерфейс. Первый радиоинтерфейс может мультиплексироваться с частотным разделением (FDM) со вторым радиоинтерфейсом в нисходящей линии связи и мультиплексироваться с временным разделением (TDM) со вторым радиоинтерфейсом в восходящей линии связи. Устройство также может включать в себя запоминающее устройство, связанное, по меньшей мере, с одним процессором.

Раскрыт способ предоставления эффективной структуры кадра для беспроводной связи. Способ может включать в себя отправку первой передачи по нисходящей линии связи в первой полосе частот в подкадре нисходящей линии связи. Способ также может включать в себя прием первой передачи по восходящей линии связи в первой полосе частот в первом интервале времени подкадра восходящей линии связи. Первая передача по нисходящей линии связи и первая передача по восходящей линии связи могут использовать первый радиоинтерфейс. Первый радиоинтерфейс может мультиплексироваться с частотным разделением (FDM) со вторым радиоинтерфейсом в нисходящей линии связи и мультиплексироваться с временным разделением (TDM) со вторым радиоинтерфейсом в восходящей линии связи.

Раскрыто устройство для предоставления эффективной структуры кадра для беспроводной связи. Устройство может включать в себя средство отправки первой передачи по нисходящей линии связи в первой полосе частот в подкадре нисходящей линии связи. Устройство также может включать в себя средство приема первой передачи по восходящей линии связи в первой полосе частот в первом интервале времени подкадра восходящей линии связи. Первая передача по нисходящей линии связи и первая передача по восходящей линии связи могут использовать первый радиоинтерфейс. Первый радиоинтерфейс может мультиплексироваться с частотным разделением (FDM) со вторым радиоинтерфейсом в нисходящей линии связи и мультиплексироваться с временным разделением (TDM) со вторым радиоинтерфейсом в восходящей линии связи.

Раскрыт компьютерный программный продукт, содержащий машиночитаемый носитель, имеющий инструкции. Инструкции могут включать в себя код для инструктирования, по меньшей мере, одному компьютеру отправлять первую передачу по нисходящей линии связи в первой полосе частот в подкадре нисходящей линии связи. Инструкции также могут включать в себя код для инструктирования, по меньшей мере, одному компьютеру принимать первую передачу по восходящей линии связи в первой полосе частот в первом интервале времени подкадра восходящей линии связи. Первая передача по нисходящей линии связи и первая передача по восходящей линии связи могут использовать первый радиоинтерфейс. Первый радиоинтерфейс может мультиплексироваться с частотным разделением (FDM) со вторым радиоинтерфейсом в нисходящей линии связи и мультиплексироваться с временным разделением (TDM) со вторым радиоинтерфейсом в восходящей линии связи.

Раскрыто устройство для предоставления эффективной структуры кадра для беспроводной связи. Устройство может включать в себя, по меньшей мере, один процессор, выполненный с возможностью принимать передачу по нисходящей линии связи в первой полосе частот в подкадре нисходящей линии связи и отправлять передачу по восходящей линии связи в первой полосе частот в первом интервале времени подкадра восходящей линии связи. Передача по нисходящей линии связи и передача по восходящей линии связи могут использовать первый радиоинтерфейс. Первый радиоинтерфейс может мультиплексироваться с частотным разделением (FDM) со вторым радиоинтерфейсом в нисходящей линии связи и мультиплексироваться с временным разделением (TDM) со вторым радиоинтерфейсом в восходящей линии связи. Устройство также может включать в себя запоминающее устройство, связанное, по меньшей мере, с одним процессором.

Раскрыт способ предоставления эффективной структуры кадра для беспроводной связи. Способ может включать в себя прием передачи по нисходящей линии связи в первой полосе частот в подкадре нисходящей линии связи. Способ также может включать в себя отправку передачи по восходящей линии связи в первой полосе частот в первом интервале времени подкадра восходящей линии связи. Передача по нисходящей линии связи и передача по восходящей линии связи могут использовать первый радиоинтерфейс. Первый радиоинтерфейс может мультиплексироваться с частотным разделением (FDM) со вторым радиоинтерфейсом в нисходящей линии связи и мультиплексироваться с временным разделением (TDM) со вторым радиоинтерфейсом в восходящей линии связи.

Раскрыто устройство для предоставления эффективной структуры кадра для беспроводной связи. Устройство может включать в себя средство приема передачи по нисходящей линии связи в первой полосе частот в подкадре нисходящей линии связи. Устройство также может включать в себя средство отправки передачи по восходящей линии связи в первой полосе частот в первом интервале времени подкадра восходящей линии связи. Передача по нисходящей линии связи и передача по восходящей линии связи могут использовать первый радиоинтерфейс. Первый радиоинтерфейс может мультиплексироваться с частотным разделением (FDM) со вторым радиоинтерфейсом в нисходящей линии связи и мультиплексироваться с временным разделением (TDM) со вторым радиоинтерфейсом в восходящей линии связи.

Раскрыт компьютерный программный продукт, содержащий машиночитаемый носитель, имеющий инструкции. Инструкции могут включать в себя код для инструктирования, по меньшей мере, одному компьютеру принимать передачу по нисходящей линии связи в первой полосе частот в подкадре нисходящей линии связи. Инструкции также могут включать в себя код для инструктирования, по меньшей мере, одному компьютеру отправлять передачу по восходящей линии связи в первой полосе частот в первом интервале времени подкадра восходящей линии связи. Передача по нисходящей линии связи и передача по восходящей линии связи могут использовать первый радиоинтерфейс. Первый радиоинтерфейс может мультиплексироваться с частотным разделением (FDM) со вторым радиоинтерфейсом в нисходящей линии связи и мультиплексироваться с временным разделением (TDM) со вторым радиоинтерфейсом в восходящей линии связи.

Раскрыто устройство для предоставления эффективной структуры кадра для беспроводной связи. Устройство может включать в себя, по меньшей мере, один процессор, выполненный с возможностью отправлять передачу по нисходящей линии связи для первой соты, которая мультиплексируется с частотным разделением (FDM) со второй сотой в подкадре нисходящей линии связи кадра, и принимать передачу по восходящей линии связи для первой соты, которая мультиплексируется с временным разделением (TDM) со второй сотой в подкадре восходящей линии связи кадра. Устройство также может включать в себя запоминающее устройство, связанное, по меньшей мере, с одним процессором.

Раскрыт способ предоставления эффективной структуры кадра для беспроводной связи. Способ может включать в себя отправку передачи по нисходящей линии связи для первой соты, которая мультиплексируется с частотным разделением (FDM) со второй сотой в подкадре нисходящей линии связи кадра. Способ также может включать в себя прием передачи по восходящей линии связи для первой соты, которая мультиплексируется с временным разделением (TDM) со второй сотой в подкадре восходящей линии связи кадра.

Раскрыто устройство для предоставления эффективной структуры кадра для беспроводной связи. Устройство может включать в себя средство отправки передачи по нисходящей линии связи для первой соты, которая мультиплексируется с частотным разделением (FDM) со второй сотой в подкадре нисходящей линии связи кадра. Устройство также может включать в себя средство приема передачи по восходящей линии связи для первой соты, которая мультиплексируется с временным разделением (TDM) со второй сотой в подкадре восходящей линии связи кадра.

Раскрыт компьютерный программный продукт, содержащий машиночитаемый носитель, имеющий инструкции. Инструкции могут включать в себя код для инструктирования, по меньшей мере, одному компьютеру отправлять передачу по нисходящей линии связи для первой соты, которая мультиплексируется с частотным разделением (FDM) со второй сотой в подкадре нисходящей линии связи кадра. Инструкции также могут включать в себя код для инструктирования, по меньшей мере, одному компьютеру принимать передачу по восходящей линии связи для первой соты, которая мультиплексируется с временным разделением (TDM) со второй сотой в подкадре восходящей линии связи кадра.

Подробное описание изобретения

При использовании в данном документе термин "абонентская станция" упоминается как электронное устройство, которое может использоваться для обмена данными и/или речью по сети беспроводной связи. Примеры абонентских станций включают в себя сотовые телефоны, персональные информационные устройства, карманные устройства, беспроводные модемы, портативные компьютеры, персональные компьютеры и т.д. Абонентская станция альтернативно может упоминаться как терминал доступа, мобильный терминал, мобильная станция, удаленная станция, пользовательский терминал, терминал, абонентский модуль, абонентское устройство и т.д.

Сеть беспроводной связи может предоставлять связь для определенного числа абонентских станций, каждая из которых может обслуживаться посредством базовой станции. Базовая станция альтернативно может упоминаться как точка доступа, узел B или некоторый другой термин.

Абонентская станция может обмениваться данными с одной или более базовых станций через передачи по восходящей линии связи и нисходящей линии связи. Восходящая линия связи (или обратная линия связи) упоминается как линия связи от абонентской станции к базовой станции, а нисходящая линия связи (или прямая линия связи) упоминается как линия связи от базовой станции к абонентской станции.

Ресурсы сети беспроводной связи (к примеру, полоса пропускания и мощность передачи) могут быть совместно использованы несколькими абонентскими станциями. Множество технологий множественного доступа известно, в том числе множественный доступ с кодовым разделением (CDMA), множественный доступ с временным разделением (TDMA), множественный доступ с частотным разделением (FDMA) и множественный доступ с ортогональным частотным разделением (OFDMA).

Структура кадра и технологии передачи, описанные в данном документе, могут использоваться для различных систем связи, таких как системы с множественным доступом с кодовым разделением (CDMA), системы с множественным доступом с временным разделением (TDMA), системы с множественным доступом с частотным разделением (FDMA, системы с ортогональным FDMA (OFDMA), системы FDMA с одной несущей (SC-FDMA), системы с множественным доступом с пространственным разделением (SDMA), системы со многими входами и многими выходами (MIMO) и т.д. OFDMA-система использует мультиплексирование с ортогональным частотным разделением (OFDM). SC-FDMA-система использует мультиплексирование с частотным разделением с одной несущей (SC-FDM). OFDM и SC-FDMA секционируют системную полосу пропускания на несколько ортогональных поднесущих, которые также называются тонами, элементарными сигналами и т.д. Каждая поднесущая может быть модулирована с помощью данных. В общем, символы модуляции отправляются в частотной области при OFDM и во временной области при SC-FDM. OFDMA-система может реализовывать такой радиоинтерфейс, как стандарт сверхширокополосной связи для мобильных устройств (UMB), усовершенствованный UTRA (E-UTRA), IEEE 802.11 (который также упоминается как Wi-Fi), IEEE 802.16 (который также упоминается как WiMAX), IEEE 802.20, Flash-OFDM® и т.д. Эти различные радиоинтерфейсы и стандарты известны в данной области техники. Радиоинтерфейс - это механизм для поддержки радиосвязи между двумя станциями. Термины "радиоинтерфейс", "технология радиосвязи" и "технология радиодоступа" зачастую используются взаимозаменяемо. Термины "система" и "сеть" зачастую используются взаимозаменяемо.

Для понятности определенные аспекты настоящего раскрытия сущности описываются ниже для WiMAX, который описывается в документе IEEE 802.16, озаглавленном "Part 16: Air Interface for Fixed and Mobile Broadband Wireless Access Systems", 1 октября 2004 года, и в документе IEEE 802.16e, озаглавленном "Part 16: Air Interface for Fixed and Mobile Broadband Wireless Access Systems; Amendment 2: Physical and Medium Access Control Layers for Combined Fixed and Mobile Operation in Licensed Bands", 28 февраля 2006 года. Эти документы находятся в свободном доступе. Аспекты настоящего раскрытия сущности также могут использоваться для IEEE 802.16m, который является новым радиоинтерфейсом, разработанным для WiMAX.

Фиг. 1 показывает систему 100 беспроводной связи с несколькими базовыми станциями (BS) 110 и несколькими абонентскими станциями (SS) 120. Базовая станция 110 является станцией, которая обменивается данными с абонентскими станциями 120. Базовая станция 110 также может называться и может содержать часть или всю функциональность точки доступа, узла B, усовершенствованного узла B и т.д. Каждая базовая станция 110 предоставляет покрытие связи для конкретной географической области 102. Термин "сота" может упоминаться как базовая станция 110 и/или ее зона 102 покрытия в зависимости от контекста, в котором используется термин. Чтобы повышать пропускную способность системы, зона 102 покрытия базовой станции может быть секционирована на несколько меньших зон, к примеру, три меньших зоны 104a, 104b и 104c. Каждая меньшая зона 104a, 104b и 104c может обслуживаться посредством соответствующей подсистемы базовой станции. Термин "сектор" может относиться к наименьшей зоне 104a, 104b и 104c покрытия базовой станции и/или подсистемы базовой станции, обслуживающей эту зону покрытия 102.

Абонентские станции 120 могут быть рассредоточены по всей системе 100, и каждая абонентская станция 120 может быть стационарной или мобильной. Абонентская станция 120 также может называться и может содержать часть или всю функциональность мобильной станции (MS), терминала, терминала доступа, абонентского устройства, абонентского модуля, станции и т.д. Абонентская станция 120 может быть сотовым телефоном, персональным цифровым устройством (PDA), беспроводным устройством, беспроводным модемом, карманным устройством, портативным компьютером, беспроводным телефоном и т.д. Абонентская станция 120 может обмениваться данными с нулем, одной или несколькими базовыми станциями 110 по нисходящей линии связи (DL) и/или восходящей линии связи (UL) в любой данный момент. Нисходящая линия связи (или прямая линия связи) относится к линии связи от базовых станций 110 к абонентским станциям 120, а восходящая линия связи (или обратная линия связи) относится к линии связи от абонентских станций 120 к базовым станциям 110.

В централизованной архитектуре системный контроллер 130 может быть связан с базовыми станциями 110 и предоставлять координацию и управление для этих базовых станций 110. Системный контроллер 130 может быть одним сетевым объектом или совокупностью сетевых объектов. В распределенной архитектуре базовые станции 110 могут обмениваться данными друг с другом по мере необходимости.

Беспроводная система 100 может иметь множество сот, и каждая сота может включать в себя три сектора 104a, 104b и 104c. Передачи данных для абонентских станций 120 в одном секторе 104 могут отправляться с использованием ортогонального мультиплексирования, чтобы не допускать или минимизировать внутрисекторные помехи. Тем не менее, передачи данных для абонентских станций 120 в различных секторах 104 могут не быть ортогонализированными, когда каждая абонентская станция 120 может наблюдать межсекторные помехи из абонентских станций 120 в других секторах 104. Межсекторные помехи могут значительно снижать производительность для абонентских станций 120 в неблагоприятных условиях, наблюдающих высокие уровни помех. Беспроводная система 100 может использовать повторное использование частот больше единицы, чтобы противостоять межсекторным помехам.

Фиг. 2 показывает примерную многосотовую компоновку 200. Для простоты каждый сектор 204 моделируется посредством идеального шестиугольника, который аппроксимирует границу зоны покрытия этого сектора 204. Каждая трехсекторная сота 202 моделируется посредством клевера из трех идеальных шестиугольников, где базовая станция 210 находится в центре клевера. Эти три сектора 204 каждой соты 202 помечаются как сектор 1, сектор 2 и сектор 3.

Система 200 может использовать повторное использование частот с коэффициентом три. В этом случае полная полоса пропускания системы может быть разделена на три частотных канала с названиями F1, F2 и F3. Каждому сектору 204 соты 202 может назначаться различная одна из трех полос частот. Например, сектор 1 может использовать частотный канал F1, сектор 2 может использовать частотный канал F2, а сектор 3 может использовать частотный канал F3. Для компоновки соты, показанной на фиг. 2, каждый сектор 204 окружен на первом уровне (или в первом кольце) посредством шести смежных секторов 204, которые используют частотные каналы, отличные от этого сектора 204. Смежный сектор 204 - это сектор 204, который является непосредственно смежным и совместно использует границу зоны покрытия с другим сектором 204. Таким образом, каждый сектор 1, использующий частотный канал F1, окружен посредством шести смежных секторов 2 и 3, использующих частотные каналы F2 и F3 на первом уровне. Каждый сектор 3, использующий частотный канал F2, окружен посредством шести смежных секторов 1 и 2, использующих частотные каналы F1 и F3. Каждый сектор 3, использующий частотный канал F3, окружен посредством шести смежных секторов 1 и 2, использующих частотные каналы F1 и F2.

Как показано на фиг. 2, при повторном использовании частот с коэффициентом 3 один частотный канал многократно используется посредством секторов 204, которые не являются смежными друг с другом, и межсекторные помехи, наблюдаемые в каждом секторе 204, уменьшаются относительно случая, в котором все секторы 204 используют один частотный канал. Тем не менее, коэффициент повторного использования частот больше единицы может приводить к недоиспользованию доступных системных ресурсов, поскольку каждый сектор 204 может использовать только часть полной полосы пропускания системы.

Фиг. 3 показывает примерную структуру 300 кадра для режима дуплекса с временным разделением (TDD) в IEEE 802.16e. Временная шкала передачи может быть секционирована на единицы кадров 308. Каждый кадр 308 может охватывать заранее определяемую длительность, к примеру, 5 миллисекунд (мс) и может быть секционирован на подкадр 312 нисходящей линии связи и подкадр 314 восходящей линии связи. Подкадры 312, 314 нисходящей линии связи и восходящей линии связи могут разделяться посредством интервала отсутствия сигнала при переходе к передаче (TTG) 316 и интервала отсутствия сигнала при переходе к приему (RTG) 318.

Число физических подканалов может быть задано. Каждый физический подканал может включать в себя группу поднесущих, которые могут быть смежными или распределенными по полосе пропускания системы. Число логических подканалов 322 также может быть задано и может быть преобразовано в физические подканалы на основе известного преобразования. Логические подканалы 322 могут упрощать выделение ресурсов.

Как показано на фиг. 3, подкадр 312 нисходящей линии связи может включать в себя преамбулу 324a, заголовок управления кадром (FCH) 326a, таблицу нисходящей линии связи (DL-MAP) 328a, таблицу восходящей линии связи (UL-MAP) 330 и пакеты нисходящей линии связи (DL) 332a-f. Преамбула 324a может переносить известную передачу, которая может использоваться посредством абонентских станций для обнаружения и синхронизации кадров. FCH 326a может переносить параметры, используемые для того, чтобы принимать DL-MAP 328a, UL-MAP 330 и пакеты 332a-f нисходящей линии связи. DL-MAP 328a может переносить сообщение DL-MAP, которое может включать в себя информационные элементы (IE) для различных типов управляющей информации для доступа по нисходящей линии связи. UL-MAP 330 может переносить сообщение UL-MAP, которое может включать в себя IE для различных типов управляющей информации для доступа по восходящей линии связи. Пакеты 332a-f нисходящей линии связи могут переносить данные трафика для обслуживаемых абонентских станций. Подкадр 314 восходящей линии связи может включать в себя пакеты восходящей линии связи 334a-e, которые могут переносить данные трафика из обслуживаемых абонентских станций.

В общем, подкадры 312, 314 нисходящей линии связи и восходящей линии связи могут покрывать любую часть кадра 308. В одной схеме кадр 308 охватывает 47 OFDM-символов, подкадр 312 нисходящей линии связи покрывает 31 OFDM-символ, и подкадр 314 восходящей линии связи покрывает 16 OFDM-символов. Кадр 308, подкадр 312 нисходящей линии связи и подкадр 314 восходящей линии связи также могут иметь другую длительность, которая может быть фиксированной или конфигурируемой.

Фиг. 4 показывает примерную временную шкалу передачи для трех секторов 404 (т.е. сектора 1 404a, сектора 2 404b и сектора 3 404c) при повторном использовании частот с коэффициентом три. В этом примере сектор 1 404a работает на частотном канале F1 406a. Передачи 440 по нисходящей линии связи отправляются на частотном канале F1 406a в подкадре 412 нисходящей линии связи, а передачи 442 по восходящей линии связи отправляются на частотном канале F1 406a в подкадре 414 восходящей линии связи. Передачи вообще не отправляются на частотных каналах F2 406b и F3 406c для нисходящей линии связи или восходящей линии связи в секторе 1 404a. Сектор 2 404b работает на частотном канале F2 406b. Передачи 440 по нисходящей линии связи отправляются на частотном канале F2 406b в подкадре 412 нисходящей линии связи, а передачи 442 по восходящей линии связи отправляются на частотном канале F2 406b в подкадре 414 восходящей линии связи. Передачи вообще не отправляются на частотных каналах F1 406a и F3 406c для нисходящей линии связи или восходящей линии связи в секторе 2 404b. Сектор 3 404c работает на частотном канале F3 406c, передачи 440 по нисходящей линии связи отправляются на частотном канале F3 406c в подкадре 412 нисходящей линии связи, а передачи 442 по восходящей линии связи отправляются на частотном канале F3 406c в подкадре 414 восходящей линии связи. Передачи вообще не отправляются на частотных каналах F1 406a и F2 406b для нисходящей линии связи или восходящей линии связи в секторе 3 404c.

Как показано на фиг. 4, передачи 440 по нисходящей линии связи из сектора 1 404a, сектора 2 404b и сектора 3 404c отправляются на трех различных неперекрывающихся частотных каналах F1 406a, F2 406b и F3 406c и тем самым не создают помехи друг другу. Передачи 442 по восходящей линии связи в секторе 1 404a, секторе 2 404b и секторе 3 404c также отправляются на трех различных частотных каналах F1 406a, F2 406b и F3 406c и не создают помехи друг другу. Следовательно, повторное использование частот с коэффициентом 3 тем самым может предотвращать или уменьшать межсекторные помехи. Тем не менее, как показано на фиг. 4, каждый сектор 404 работает только на одной трети полной полосы пропускания системы.

IEEE 802.16m является новым радиоинтерфейсом, который разрабатывается и предназначается для усовершенствованной международной системы мобильной связи (IMT), которая является следующим поколением после IMT-2000. IEEE 802.16m проектируется так, чтобы быть обратно совместимым с IEEE 802.16e. Кроме того, IEEE 802.16m должен взаимодействовать с IEEE 802.16e и не должен понижать производительность IEEE 802.16e. IEEE 802.16e использует OFDMA для нисходящей линии связи и восходящей линии связи. IEEE 802.16m может использовать любую схему мультиплексирования (к примеру, OFDMA, SC-FDMA, CDMA, TDMA или FDMA) или любую комбинацию схем мультиплексирования (к примеру, OFDMA и CDMA) для каждой из нисходящей линии связи и восходящей линии связи.

В соответствии с настоящим раскрытием сущности, новый радиоинтерфейс (к примеру, IEEE 802.16m) и старый/существующий радиоинтерфейс (к примеру, IEEE 802.16e) могут одновременно поддерживаться с применением структуры кадра, которая использует преимущество лучшей производительности нового радиоинтерфейса, когда возможно, при этом оказывая минимальное влияние на производительность старого радиоинтерфейса. Для этой структуры кадра новые и старые радиоинтерфейсы могут мультиплексироваться с частотным разделением (FDM) для нисходящей линии связи и могут мультиплексироваться с временным разделением (TDM) для восходящей линии связи.

Фиг. 5 показывает схему структуры 500 кадра, которая поддерживает два радиоинтерфейса, к примеру, IEEE 802.16e и 802.16m. Полоса пропускания системы может быть секционирована на две полосы 544 частот, показанные как полоса частот A 544a и полоса частот B 544b. Полоса 544 частот также может упоминаться как частотный сегмент, частотный диапазон, частотный канал и т.д. Кадр 508 также может быть секционирован на подкадр 512 нисходящей линии связи и подкадр 514 восходящей линии связи. Подкадр 514 восходящей линии связи может быть дополнительно секционирован на два интервала 546 времени, показанные как интервал времени X 546a и интервал времени Y 546b. Интервал 546 времени также может упоминаться как временной квант, квант и т.д.

Для нисходящей линии связи полоса частот A 544a может использоваться для передач 540a согласно IEEE 802.16e, а полоса частот B 544b может использоваться для передач 540b согласно IEEE 802.16m во время подкадра 512 нисходящей линии связи. IEEE 802.16e и 802.16m тем самым мультиплексируются с частотным разделением в двух полосах частот A 544a и B 544b, соответственно, во время подкадра 512 нисходящей линии связи.

Для восходящей линии связи полоса частот A 544a может использоваться для передач 542a согласно IEEE 802.16e, а полоса частот B 544b может быть неиспользованной в течение интервала времени X 546a подкадра 514 восходящей линии связи. Обе полосы частот A 544a и B 544b могут использоваться для передач 542b согласно IEEE 802.16m в течение интервала времени Y 546b подкадра 514 восходящей линии связи. IEEE 802.16e и 802.16m тем самым мультиплексируются с временным разделением в двух интервалах времени X 546a и Y 546b, соответственно, во время подкадра 514 восходящей линии связи.

Фиг. 5 показывает конкретную схему преобразования IEEE 802.16e и 802.16m в полосы 544 частот и интервалы 546 времени. В другой схеме интервал времени X 546a может использоваться для IEEE 802.16m, а интервал времени Y 546b может использоваться для IEEE 802.16e. Эта схема приводит к передачам по восходящей линии связи из абонентских станций IEEE 802.16e, осуществляющимся в районе конца кадра 508, что аналогично чистой системе IEEE 802.16e. IEEE 802.16e и 802.16m также могут преобразовываться во времени и частоте на основе других схем.

В общем, полосы частот A 544a и B 544b могут покрывать любую часть полосы пропускания системы. В одной схеме, которая поддерживает IEEE 802.16e при повторном использовании частот с коэффициентом 3, полоса пропускания системы в 30 МГц секционируется так, что полоса частот A 544a покрывает 10 МГц, а полоса частот B 544b покрывает 20 МГц. В другой схеме, которая поддерживает IEEE 802.16e при повторном использовании частот с коэффициентом 3, полоса пропускания системы в 15 МГц секционируется так, что полоса частот A 544a покрывает 5 МГц, а полоса частот B 544b покрывает 10 МГц. В другой схеме, которая поддерживает IEEE 802.16e при повторном использовании частот 2, полоса пропускания системы в 20 МГц секционируется так, что полоса частот A 544a покрывает 10 МГц, а полоса частот B 544b покрывает 10 МГц. Полосы частот A 544a и B 544b также могут покрывать другие части полосы пропускания системы и могут поддерживать другие коэффициенты повторного использования частот.

В общем, подкадры 512, 514 нисходящей линии связи и восходящей линии связи могут покрывать любую часть кадра 508. В одной схеме кадр 508 охватывает 47 OFDM-символов, подкадр 512 нисходящей линии связи покрывает 26 OFDM-символов, подкадр 514 восходящей линии связи покрывает 21 OFDM-символ, интервал времени X 546a подкадра 514 восходящей линии связи покрывает 16 OFDM-символов, а интервал времени Y 546b подкадра 514 восходящей линии связи покрывает 5 OFDM-символов. Эта схема может приводить к тому, что восходящая линия связи для IEEE 802.16e имеет приблизительно такое же временное/частотное распределение, как примерная схема, описанная выше для фиг. 3. Следовательно, бюджет линии связи для восходящей линии связи для IEEE 802.16e может не затрагиваться посредством использования структуры 500 кадра. Кадр 508, подкадр 512 нисходящей линии связи, подкадр 514 восходящей линии связи и интервалы времени X и Y 546a, 546b также могут иметь другую длительность. Эта длительность может быть статическими значениями, которые не изменяются, полустатическими значениями, которые медленно изменяются, или динамическими значениями, которые могут изменяться динамически (к примеру, на основе нагрузки в нисходящей линии связи и восходящей линии связи).

Типичный сценарий развертывания для IEEE 802.16e может быть при полосе пропускания системы 30 МГц и повторном использовании частот с коэффициентом 3. В нисходящей линии связи компьютерные моделирования показывают, что производительность IEEE 802.16e может быть удовлетворительной, и обоснованная пропускная способность сектора может достигаться как для повторного использования частот с коэффициентом 1, так и для повторного использования частот с коэффициентом 3. В восходящей линии связи компьютерные моделирования показывают, что производительность IEEE 802.16e может быть плохой при повторном использовании частот с коэффициентом 1, поскольку отсутствует управление помехами.

Структура 500 кадра, показанная на фиг. 5, использует вышеуказанные заключения для того, чтобы повышать эффективность использования доступной полосы пропускания системы при одновременном поддержании хорошей производительности для IEEE 802.16e. Для нисходящей линии связи, когда сектор использует только 10 МГц из полосы пропускания системы в 30 МГц для IEEE 802.16e при повторном использовании частот с коэффициентом 3, оставшиеся 20 МГц полосы пропускания системы могут использоваться для IEEE 802.16m. С точки зрения IEEE 802.16e, сектор может наблюдать помехи, сопоставимые с помехами системы с повторным использованием частот с коэффициентом 1, и по-прежнему может быть в состоянии достигать хорошей производительности для IEEE 802.16e для нисходящей линии связи. Тем не менее, эффективность использования полосы пропускания и пропускной способности сектора может повышаться для нисходящей линии связи посредством использования оставшихся 20 МГц для IEEE 802.16m.

В восходящей линии связи IEEE 802.16e и 802.16m могут быть мультиплексированы во временной области так, что повторное использование частот с коэффициентом 3 может достигаться для IEEE 802.16e в течение интервала времени X 546a подкадра 514 восходящей линии связи. Это может затем сохранять производительность IEEE 802.16e. IEEE 802.16m может быть выполнен с возможностью предоставлять удовлетворительную производительность для повторного использования частот с коэффициентом 1. Следовательно, вся полоса пропускания системы в 30 МГц может использоваться для IEEE 802.16m в течение интервала времени Y 546b подкадра 514 восходящей линии связи.

Фиг. 6 показывает примерную временную шкалу передачи для трех секторов 604 (т.е. сектора 1 604a, сектора 2 604b и сектора 3 604c), которые поддерживают IEEE 802.16e и 802.16m со структурой 500 кадра, показанной на фиг. 5. В этом примере сектор 1 604a работает на частотном канале F1 606a для IEEE 802.16e. Передачи 540a по нисходящей линии связи для IEEE 802.16e отправляются на частотном канале F1 606a в подкадре 512 нисходящей линии связи, а передачи 542a по восходящей линии связи для IEEE 802.16e отправляются на частотном канале F1 606a в интервале времени X 546a подкадра 514 восходящей линии связи. Передачи 540b по нисходящей линии связи для IEEE 802.16m отправляются на частотных каналах F2 606b и F3 606c в подкадре 512 нисходящей линии связи, а передачи 542b по восходящей линии связи для IEEE 802.16m отправляются на всех трех частотных каналах F1 606a, F2 606b и F3 606c в интервале времени Y 546b подкадра 514 восходящей линии связи. Передачи вообще не отправляются на частотных каналах F2 606b и F3 606c в интервале времени X 546a подкадра 514 восходящей линии связи.

Сектор 2 604b работает на частотном канале F2 606b для IEEE 802.16e. Передачи 540a по ни