Способ циклического распределения ширины полосы с обеспечением возможности гибридного автоматического запроса повторения

Способ циклического распределения ширины полосы с обеспечением возможности гибридного автоматического запроса повторения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники

Примерные и неограничительные варианты осуществления настоящего изобретения относятся к системам беспроводной связи, способам, устройствам и компьютерным программным продуктам и, более конкретно, относятся к способам, связанным с распределением ширины полосы и операциям автоматического запроса повторения.

Уровень техники

Сокращения, используемые в описании изобретения и/или на чертежах, определены следующим образом:

ACID - идентификатор HARQ канала

ACK - квитирование

BS - базовая станция

CID - идентификатор соединения

CRC - контроль циклическим избыточным кодом

DL - нисходящая линия (например, от BS к MS)

HARQ - гибридный автоматический запрос повторения

IE - информационный элемент

LTE - долгосрочное развитие

MAC - управление доступом к среде передачи

MAP - часть мобильного приложения

MCS - схема кодирования модуляции

MS - мобильная станция

N_ACID - число асинхронных каналов

OFDM - мультиплексирование с ортогональным частотным разделением

OFDMA - множественный доступ с ортогональным частотным разделением

PDU - блок данных протокола

PHY - физический уровень

QAM - квадратурная амплитудная модуляция

QPSK - квадратурная фазовая манипуляция

UL - восходящая линия (например, от MS к BS)

VoIP - голос по Интернет-протоколу.

Этот раздел предназначен для представления предпосылок или контекста к настоящему изобретению. Данное описание может включать принципы, которые могут рассматриваться, но не обязательно являются теми, начало которым было положено ранее или которые рассматривались ранее. Поэтому если не указано иначе, то описанное в этом разделе не является предшествующим уровнем техники к описанию и пунктам формулы изобретения в настоящей заявке и не принимается в качестве предшествующего уровня техники включением в настоящий раздел.

Недавно рабочая группа IEEE 802.16 установила новую исследовательскую группу, 802.16m, чтобы обеспечить усовершенствованный радиоинтерфейс, который заменяет IEEE 802.16-2004 (см. IEEE 802.16-2004, "Стандарт IEEE для Локальных и Городских Сетей - Часть 16: Радиоинтерфейс для Стационарных Широкополосных Систем Беспроводного Доступа", 24 июня 2004) и 802.16e (см. IEEE 802.16e-2005, "Стандарт IEEE для Локальных и Городских Сетей - Часть 16: Радиоинтерфейс для Стационарных и Мобильных Широкополосных Систем Беспроводного Доступа", 28 февраля 2006), для удовлетворения требований мобильных сетей следующего поколения. Одна цель работы над спецификацией 802.16m должна улучшить способность VoIP системы (см. в целом Требования Проекта IEEE 802.16m, 19.10.2007).

Поддержка VoIP в современной спецификации IEEE 802.16 не эффективна, по меньшей мере, ввиду потребления ширины полосы сообщениями DL-MAP и UL-MAP и типовым MAC заголовком в каждом кадре, который передает VoIP пакеты.

После того как сессия VoIP активирована, VoIP пакеты, как правило, поступают на MAC уровень от верхнего уровня периодически как для нисходящей линии, так и восходящей линии. Размер VoIP пакета может оставаться тем же самым для нескольких десятков кадров и затем изменяться на другое состояние. В результате ширина полосы (ресурсы физического уровня (PHY)) во многих будущих кадрах, которые необходимы для передачи VoIP пакетов, почти предопределена. Однако в современном стандарте IEEE 802.16 определение информации о распределении ширины полосы (MAP-IE) передается к SS (абонентской станции), также упоминаемой здесь как MS, в каждом кадре, используя сообщения DL-MAP, UL-MAP, как показано на фиг.1. Таким образом, ширина полосы распределяется для MS на покадровой основе.

Хотя этот тип способа распределения ширины полосы является динамичным, служебная нагрузка сигнализации может быть слишком большой при исполнении приложения VoIP. Например, DL-MAP-IE и UL-MAP-IE составляют 7,5 байтов и 4 байта, соответственно. Отметим также, что использование кода повторения, как правило, необходимо для передачи DL-MAP и UL-MAP. Поэтому потребление ширины полосы этой служебной нагрузкой сигнализации в DL-MAP и UL-MAP может быть чрезмерной.

В дополнение к сообщениям МАР, для нисходящей линии и для восходящей линии 6-байтовый типовой МАС заголовок представляет дополнительную служебную нагрузку сигнализации. Фиг.2 показывает MAC PDU структуру примерного кодека VoIP, широко используемого AMR 12.2k. МАС уровень ARQ не требуется для VoIP, так что CRC не требуется в MAC PDU. Голосовой кодер источника выдает 31-байтовый пакет каждые 20 мс. IP/UDP/RTP заголовок обычно сжимается до 4 байтов. Таким образом, полезная нагрузка настоящего МАС пакета составляет 35 байтов.

Принимая случай, что кодирование повторения 4 используется для МАР сообщений, и в качестве MCS пакета физического уровня (PHY) для VoIP выбрана QPSK/скорость-0,5 кодирования (то же самое для МАР сообщений), и принимая восходящую линию в качестве примера, служебная нагрузка сигнализации VoIP пакета восходящей линии равна

UL-MAP-IE+типовой МАС заголовок=4 (байта)*8 (битов)/1 (бит/с/Гц)*4 (код повторения)+6 (байтов)*8 (битов)/1 (бит/с/Гц) =176 (поднесущих данных),

что слишком велико для полезной нагрузки:

35 (байтов)*8 (битов)/1 (бит/с/Гц)=280 (поднесущих данных).

Отметим, что когда MCS PHY пакета, содержащего VoIP пакет, более эффективна, чем MCS для МАР сообщений, что, как правило, имеет место, служебная нагрузка сигнализации становится еще большей по сравнению с полезной нагрузкой.

Для следующего описания примерных воплощений настоящего изобретения представляет интерес подход постоянного планирования в 3GPP-LTE (например, см. 3GPP RANl Rl-063275, "Обсуждение сигнализации управления для постоянного планирования VoIP", Самсунг), а также способ планирования, представленный в разделе 6.3.6.7.3 IEEE 80216j-06_026r4, "IEEE 802.16J Базовый Документ".

Сущность изобретения

Следующее краткое описание представляет приведенный в качестве иллюстрации неограничивающий пример в соответствии с настоящим изобретением.

Примерным воплощением в соответствии с настоящим изобретением является способ циклического распределения (также называемого периодическим распределением). Способ содержит распределение ресурсов передачи для передачи пакетов данных. Распределение ресурсов передачи содержит распределение ресурсов передачи для первой передачи каждого HARQ процесса в течение множества кадров. Передача индикации распределения ресурсов передачи также включена в способ.

Другим примерным воплощением в соответствии с настоящим изобретением является способ для периодического распределения. Способ содержит прием индикации распределения ресурсов передачи для пакетов данных во множестве кадров. Прием и/или передача множества пакетов данных с использованием распределения ресурсов передачи также включены в способ. Распределение ресурсов передачи включает в себя распределение ресурсов передачи для первой передачи каждого HARQ процесса в течение множества кадров.

Другим примерным воплощением в соответствии с настоящим изобретением является компьютерная программа для периодического распределения. Машиночитаемая память может материально воплощать компьютерную программу инструкций, включая распределение ресурсов передачи для передачи пакетов данных. Передача индикации распределения ресурсов передачи также включена в инструкции. Распределение ресурсов передачи включает в себя распределение ресурсов передачи для первой передачи каждого HARQ процесса в течение множества кадров.

Другим примерным воплощением в соответствии с настоящим изобретением является компьютерная программа для периодического распределения. Машиночитаемая память может материально воплощать компьютерную программу инструкций, включая прием индикации распределения ресурсов передачи для пакетов данных. Прием и/или передача множества пакетов данных с использованием распределения ресурсов передачи также включены в инструкции. Распределение ресурсов передачи включает себя распределение ресурсов передачи для первой передачи каждого HARQ процесса в течение множества кадров.

Другим примерным воплощением в соответствии с настоящим изобретением является устройство для периодического распределения. Устройство содержит блок обработки, конфигурированный для распределения ресурсов передачи, чтобы передавать пакеты данных. Передатчик, конфигурированный, чтобы передавать индикацию распределения ресурсов передачи, также включен в устройство. Распределение ресурсов передачи содержит распределение ресурсов передачи для первой передачи каждого HARQ процесса в течение множества кадров.

Другим примерным воплощением в соответствии с настоящим изобретением является устройство для периодического распределения. Устройство содержит приемопередатчик, конфигурированный для приема индикации распределения ресурсов передачи для пакетов данных во множестве кадров; и для одного из приема и передачи множества кадров с использованием распределения ресурсов передачи. Распределение ресурсов передачи содержит распределение ресурсов передачи для первой передачи каждого HARQ процесса в течение множества кадров.

Другим примерным воплощением в соответствии с настоящим изобретением является устройство для периодического распределения. Устройство содержит средство для распределения ресурсов передачи, чтобы передавать пакеты данных. Средство для передачи индикации распределения ресурсов передачи также включено. Распределение ресурсов передачи содержит распределение ресурсов передачи для первой передачи каждого HARQ процесса в течение множества кадров.

Другим примерным воплощением в соответствии с настоящим изобретением является устройство для периодического распределения. Устройство содержит средство для приема индикации распределения ресурсов передачи для пакетов данных во множестве кадров, средство приемопередатчика для приема и/или передачи множества пакетов данных в течение кадров с использованием распределения ресурсов передачи. Распределение ресурсов передачи содержит распределение ресурсов передачи для первой передачи каждого HARQ процесса в течение множества кадров.

Краткое описание чертежей

На приложенных чертежах:

фиг.1 показывает механизм распределения ширины полосы современного стандарта 802.16.

Фиг.2 показывает структуру 802.16 VoIP МАС пакета с типовым MAC заголовком.

Фиг.3 иллюстрирует предложенный способ циклического распределения ширины полосы для стандарта 802.16.

Фиг.4 показывает обычный типовой МАС заголовок, как определено стандартом IEEE 802.16e.

Фиг.4B изображает МАС заголовок типа I, сжатый МАС заголовок для циклического планирования, в соответствии с примерным воплощением настоящего изобретения.

Фиг.5 показывает структуру 802.16 VoIP МАС пакета со сжатым МАС заголовком в соответствии с примерным воплощением настоящего изобретения.

Фиг.6 показывает МАС заголовок типа II в соответствии с примерным воплощением настоящего изобретения.

Фиг.7 иллюстрирует поддерживающий HARQ способ циклического распределения ширины полосы в соответствии с примерным воплощением настоящего изобретения.

Фиг.8 иллюстрирует пример АСК распределения для UL HARQ в соответствии с примерным воплощением настоящего изобретения.

Каждая из фиг.9-13 иллюстрируют таблицу, где

фиг.9 показывает Таблицу 1: Поля сжатого МАС заголовка;

фиг.10 показывает Таблицу 2: DL_Cyclic_Allocation_IE;

фиг.11 показывает Таблицу 3: UL_Cyclic_Allocation_IE;

фиг.12 показывает Таблицу 4: HARQ_DL_Cyclic_Allocation_IE; и

фиг.13 показывает Таблицу 5: HARQ_UL_Cyclic_Allocation_IE.

Фиг.14 - упрощенная блок-схема различных электронных устройств, которые являются подходящими для использования в практической реализации примерного воплощения настоящего изобретения.

Фиг.15 иллюстрирует операцию способа и результат выполнения инструкций компьютерной программы в соответствии с воплощениями настоящего изобретения.

Фиг.16 иллюстрирует операцию способа и результат выполнения инструкций компьютерной программы в соответствии с воплощениями настоящего изобретения.

Подробное описание

Далее описан новый механизм распределения ширины полосы для использования в IEEE 802.16 (хотя не обязательно ограниченный только этим конкретным стандартом), который отвечает требованию 802.16m IEEE для пропускной способности VoIP. Этот подход может упоминаться для удобства, но не как ограничение, как поддерживающий HARQ способ циклического распределения ширины полосы. Несколько важных аспектов настоящего подхода включают, без ограничения указанным, следующее:

A) механизм и сигнализация способа циклического распределения ширины полосы;

B) новый МАС заголовок, который способен дополнительно уменьшать служебную нагрузку MAC, когда используется способ циклического распределения ширины полосы, или он способен расширять количество информации сигнализации, которая может быть передана МАС заголовком; и

C) HARQ поддержка для нового способа циклического распределения ширины полосы (включая распределение HARQ каналов, распределение каналов обратной связи ACK и способ полной сигнализации).

Эти и другие аспекты примерных воплощений в соответствии с настоящим изобретением обсуждены подробно ниже. Однако ссылка сначала сделана на фиг.14, чтобы проиллюстрировать упрощенную блок-схему различных электронных устройств, которые являются подходящими для использования в практической реализации примерного воплощения настоящего изобретения.

На фиг.14 беспроводная система 1 адаптирована для связи с, по меньшей мере, одной MS 10 через BS 12, хотя в типичном выполнении будет иметься множество MS 10, которые обслуживаются BS 12. Система 1 может включать в себя элемент сетевого управления (NCE) 14 и вообще может быть совместимой с IEEE 802-16 или подобными протоколами. Внешняя сеть 16, такая как Интернет, может быть соединена с системой 1 через NCE 14 или непосредственно через BS 12, в зависимости от конкретных особенностей системного выполнения.

MS 10 содержит процессор (DP) 10A, память (МЕМ) 10B, которая хранит программу (PROG) 10C, и подходящий радиочастотный (RF) приемопередатчик 10D для двунаправленной радиосвязи с BS 12 через беспроводную линию 11 связи. Отметим, что в некоторых реализациях могут быть один или более релейных элементов или узлов (не показаны), через которые проходит беспроводная линия 11 связи.

BS 12 также содержит DP 12A, память 12B, которая хранит программу 12C, и подходящий RF приемопередатчик 12D. BS 12 может быть соединена через канал 13 передачи данных с NCE 14. Программы 10C и 12C могут включать в себя программные инструкции, которые, при выполнении ассоциированным DP, позволяют электронному устройству работать в соответствии с примерным воплощением настоящего изобретения, как будет обсуждено ниже более подробно.

Вообще, примерные воплощения настоящего изобретения могут быть осуществлены, по меньшей мере, частично программным обеспечением, исполняемым посредством DP 10А MS 10 и DP 12A BS 12, или аппаратными средствами, или комбинацией программного и аппаратного обеспечения.

Вообще, различные воплощения MS 10 могут включать в себя, без ограничения указанным, радиотелефоны (такие как сотовые телефоны), персональные цифровые помощники (PDA) с возможностями беспроводной связи, портативные компьютеры с возможностями беспроводной связи, устройства съемки изображения, такие как цифровые камеры, с возможностями беспроводной связи, игровые устройства с возможностями беспроводной связи, приборы хранения и воспроизведения музыки с возможностями беспроводной связи, Интернет-приборы, обеспечивающие беспроводный Интернет-доступ и просмотр, а также портативные блоки или терминалы, которые включают комбинации таких функций.

Блоки памяти 10B и 12B могут иметь любой тип, подходящий для локальной технической среды, и могут быть осуществлены с использованием любой подходящей технологии хранения данных, такой как полупроводниковые устройства памяти, флэш-память, магнитные устройства и системы памяти, оптические устройства и системы памяти, стационарная память и сменная память. DP 10A и 12A могут быть любого типа, подходящего для локальной технической среды, и могут включать в себя один или больше компьютеров общего назначения, специализированных компьютеров, микропроцессоров, процессоров цифрового сигнала (DSP) и процессоров, основанных на многоядерной процессорной архитектуре, в качестве неограничивающих примеров.

В целях описания примерного воплощения настоящего изобретения можно предположить, что MS 10 и BS 12 включают в себя уровень MAC или функцию 10E, 12E, соответственно, и что MS 10 содержит источник данных, такой как, без ограничения указанным, кодек 10F, например кодек AMR, подходящий для использования при осуществлении коммуникационного соединения VoIP. Функциональность, связанная с физическим уровнем (PHY), может быть реализована, по меньшей мере, частично приемопередатчиками 10D, 12D и ассоциированными схемами и компонентами Уровня 1. Блок или функция 12F распределения ресурсов в BS 12, которая может содержать, по меньшей мере, часть MAC функции 12E, работает, как описано ниже, чтобы обеспечить циклическое распределение ширины полосы, а также связанную HARQ и АСК информацию, необходимую MS 10 для управления соединением сессии, например, при передаче выходных данных кодека 10F.

Примерное воплощение настоящего изобретения ниже описано подробно.

A. Способ циклического распределения ширины полосы

Способ циклического распределения ширины полосы может быть применен к нисходящей линии и к восходящей линии. Ссылаясь на фиг.3, в этом способе распределение ширины полосы для пакетов VoIP не выполняется в каждом кадре. Если PHY пакет распределен в OFDM кадре n с использованием этого способа, то перед отменой распределения или изменением тот же самый PHY пакет распределяется в тех же самых сегментах (слотах) в кадре: n+k*cycle, автоматически, и не сопровождаясь служебной нагрузкой сигнализации в МАР сообщениях, ассоциированных с пакетом, где k=1,2,3… и "cycle" - параметр, который может изменяться или настраиваться согласно периодичности VoIP пакетов. "Предварительно распределенные" PHY пакеты содержат будущие VoIP пакеты того же самого соединения. При таком способе служебная нагрузка сигнализации в DL-MAP/UL-MAP сообщениях существует только в кадре, где начинается или завершается VoIP поток данных, или состояние VoIP соединения изменяется (например, начинается скрытое подавление), или для случая, когда MCS PHY пакета должна переконфигурироваться, например, вследствие изменения состояния в беспроводном канале. Связанная MS 10 ссылается на МАР сообщение текущего кадра, чтобы начать/изменить/завершить прием/передачу VoIP пакетов в текущем и будущих кадрах.

Рассмотрим теперь простой пример с использованием способа, обсужденного выше, и предположим следующие (неограничивающие) условия:

1. длина OFDM кадра составляет 5 мс;

2. пакеты VoIP сессии нисходящей линии генерируются кодером VoIP источника каждые 20 мс; и

3. VoIP сессия активируется в кадре n.

В этом случае значение "cycle" задано посредством 20/5=4. В кадре n, используя этот способ, BS 12 распределяет определенный набор PHY сегментов (слотов), который является подходящим для одного VoIP пакета. Тогда в будущих кадрах n+4k, k=1, 2 … MS 10 циклически декодирует те же самые PHY сегменты до тех пор, пока BS 12 не уведомит MS 10 об изменении PHY пакета для VoIP сессии. Перед изменением PHY пакета BS 12 не посылает информацию DL-MAP, связанную с этой VoIP сессией, к MS 10, таким образом сохраняя ширину полосы сигнализации.

Отметим, что эта процедура не ограничена использованием только VoIP соединений и может использоваться также в качестве неограничительного примера для любых других услуг с подобной периодической характеристикой, такой как Е1 и T1.

B. Новый МАС заголовок для дальнейшего снижения служебной нагрузки MAC

Когда PHY пакет распределяется одному уникальному соединению и способ циклического распределения используется, как описано выше, другой примерный аспект настоящего изобретения может использоваться для сжатия МАС заголовка или МАС пакетов. Одна мотивация сжатия МАС заголовка основана на понимании того, что CID и некоторые другие поля в типовом МАС заголовке не требуются для данного конкретного сценария. Выбор шаблона МАС заголовка может выполняться посредством BS 12 динамически.

Одно неограничивающее воплощение сжатого МАС заголовка приведено ниже. В основном типовой МАС заголовок, показанный на Фиг.4A (см. также IEEE 802.16e-2005, "Стандарт IEEE для Локальных и Городских Сетей - Часть 16: Радиоинтерфейс для Неподвижных и Мобильных Широкополосных Систем Беспроводного Доступа", 28 февраля 2006, в частности, Раздел 6.3.2.1.1 "Типовой МАС заголовок"), преобразуется в сжатый МАС заголовок, как показано на фиг.4B (Новый МАС заголовок, тип I, Сжатый МАС заголовок для циклического планирования), путем удаления ненужных полей. Ненужная информация о типе заголовка или подзаголовка может также быть опущена путем удаления HT бита и пяти из шести битов типа. Значения различных полей в сжатом МАС заголовке описаны в Таблице 1, показанной на фиг.9, где приведен примерный набор полей для сжатого МАС заголовка.

В результате получается структура VoIP МАС пакета, показанная на фиг.5, использование которого устраняет четыре байта на VoIP пакет по сравнению с использованием типового МАС заголовка без сжатия, ставшего возможным при помощи данных примерных воплощений изобретения.

Альтернативный подход, также в объеме примерных воплощений настоящего изобретения, состоит в том, чтобы не изменять длину типового МАС заголовка, показанного на фиг.4A, но вместо этого сохранить CID и другие ненужные области в типовом МАС заголовке для других целей сигнализации управления. Фиг.6 представляет один неограничивающий пример такого подхода (упоминаемый здесь и в некоторых Таблицах на фиг.1-13 как "МАС заголовок типа II"). Поля, не обозначенные как "зарезервированные биты…", имеют то же самое значение и переносят ту же самую информацию, что и текущий типовой 802.16 МАС заголовок, показанный на фиг.4A. В качестве дополнительного улучшения поле "длина" может быть изменено, чтобы иметь 6 битов, поскольку и для принятого в качестве примера VoIP соединения VoIP пакет обычно является коротким и не потребовал бы всех одиннадцати битов, сохраненных для выражения длины пакета в обычном типовом МАС заголовке (фиг.4A).

Можно отметить, что сохраненные биты могут использоваться для любой желательной, например, для целей запроса ширины полосы, информации обратной связи канала в UL и/или информации управления неактивного режима в DL, в качестве неограничительных примеров. Вообще, сохраненные биты могли бы использоваться в соответствии с будущей схемой сигнализации WiMAX.

C. Циклическое распределение ширины полосы с HARQ-поддержкой

Поддержка HARQ выгодна для VoIP сессий с точки зрения эффективности спектра, защиты от ошибок в условиях замирания канала и времени ожидания. Однако способ циклического распределения ширины полосы, описанный выше, может не действовать должным образом, если поддерживается HARQ. Это верно, по меньшей мере, по той причине, что в текущих 802.16 HARQ механизмах HARQ информация управления (например, HARQ режимы, идентификатор канала и подпакета) для PHY пакетов должна быть передана к BS 12 в том же самом кадре, что и пакеты. В способе циклического распределения ширины полосы служебная нагрузка сигнализации в DL-MAP/UL-MAP сообщениях существует только в кадре, где VoIP поток данных начинается или заканчивается, или состояние VoIP изменяется (например, начинается скрытое подавление), или где MCS для PHY пакета изменяется.

Другая проблема состоит в том, что распределение ACK канала в UL и DL ACK битовая карта были бы неясны для MS 10 и BS 12. В текущем стандарте 802.16, в DL, информационный элемент DL_HARQ_ACK_IE используется посредством BS 12, чтобы послать HARQ квитирование для UL трафика с HARQ-поддержкой, и позиция ACK бита в битовой карте определяется порядком UL пакетов с HARQ поддержкой в UL-MAP. Точно так же, в UL, информационный элемент HARQ ACK Region Allocation IE используется посредством BS 12, чтобы определить область UL, чтобы включить ACK каналы для MS 10, чтобы посылать HARQ квитирование для DL трафика с HARQ-поддержкой, принимаемого от BS 12. Смещение ACK канала для определенного DL пакета в области определяется порядком DL пакета с HARQ-поддержкой, указанного посредством DL МАР.

Можно понять, что когда используется вышеописанный способ циклического распределения ширины полосы, распределения ширины полосы не передаются посредством BS 12 в каждом кадре, чтобы распределять PHY пакет. Вместо этого распределение ширины полосы передается только однократно после начала/изменения пакета. Другими словами, когда способ циклического распределения используется, может случиться, что будут иметься некоторые пакеты с HARQ-поддержкой в кадре без ассоциированных МАР-IE в таком кадре. Таким образом, при использовании современного способа распределения 802.16 АСК канала (или АСК битовой карты) MS 10 или BS 12 могут не знать корректное ACK распределение для циклически распределенных PHY пакетов.

В соответствии с примерным воплощением настоящего изобретения эта проблема преодолевается, при использовании способа циклического распределения ширины полосы, с помощью нового механизма HARQ. В этом методе механизм управления HARQ для первых передач циклически распределенных пакетов выполняется полустатическим способом, выбор HARQ канала выполняется циклическим образом, а распределение АСК канала обратной связи выполняется явным образом, как описано более подробно ниже.

Во-первых, для трафика с HARQ-поддержкой, использующего циклическое распределение ширины полосы, для каждого PHY пакета информация HARQ управления для первой передачи передается похожим способом как информация о распределении ширины полосы для циклического распределения ширины полосы. Более конкретно, она передается в кадре, где начинается первое распределение ширины полосы VoIP. Информация управления в кадре n, таким образом, управляет первой передачей (и ее АСК распределением) HARQ процессов циклически распределенных PHY пакетов в кадре n и в будущих кадрах n+k*cycle, предшествующих изменению циклического распределения. Ссылка в этом отношении может быть сделана на фиг.7.

Во-вторых, следует отметить, что HARQ современного IEEE 802.16 представляет собой протокол типа «остановиться-и-ожидать, поддерживающий многоканальную операцию. Параметры для конфигурации каждого пакета с HARQ-поддержкой, главным образом, определяют HARQ режим, идентификатор канала и подпакета. За исключением идентификатора HARQ канала, в соответствии с аспектом настоящего изобретения, все другие параметры имеют те же самые значения для циклически распределенных PHY пакетов. Таким образом, эти параметры могут быть переданы только однократно, когда ассоциированное циклическое распределение ширины полосы начинается.

В-третьих, и в соответствии с примерным воплощением настоящего изобретения, выбор HARQ канала подчиняется следующему правилу.

В кадре n, где передается циклическое распределение ширины полосы и информация управления HARQ, BS 12 устанавливает начальный HARQ канал для PHY пакета как канал c (например, также упоминаемый как ACID), где c имеет действительное значение как номер HARQ канала, и где c<M, где М - общее количество используемых HARQ каналов. Тогда, в кадре n+k*cycle, без явной сигнализации, PHY пакет автоматически использует канал (k mod M)+c, k=1,2,3 …. Дополнительно, диапазон каналов может включать смещение S, PHY пакет может автоматически использовать канал ((k+c) mod R)+S, k=1,2,3 …, где R и S - целые числа и R+S<M.

Для альтернативного правила: HARQ канал для первой передачи после предоставления возможности циклического планирования конфигурируется посредством BS и указывается для MS через явную сигнализацию, начальное значение HARQ канала как с (например, ACID). HARQ канал получает приращение на 1 для каждой периодической передачи и сбрасывается на c, когда максимальное число HARQ каналов (например, M, или N_ACID) достигнуто. Максимальное число HARQ каналов может конфигурироваться посредством BS и указываться для MS через явную сигнализацию.

Отметим, что имеется максимум 16 HARQ каналов для каждого соединения, как в настоящее время определено стандартом IEEE 802.16. Поэтому, и принимая это максимальное число HARQ каналов, значение M равно или меньше чем 16. Соответственно первые M HARQ каналов распределяются циклически пакетам с HARQ-поддержкой предопределенным способом, и нет необходимости посылать информацию управления для выбора HARQ канала после начала циклически распределенных пакетов. Остальные 16-М HARQ каналов могут использоваться для других пакетов того же самого соединения по мере необходимости.

Ввиду свойств способа циклического распределения и характеристик VoIP соединения повторная передача в конкретном канале будет всегда заканчиваться, прежде чем HARQ канал будет использоваться в следующем цикле. Даже если по некоторой причине она не будет закончена, то BS 12 может гибко планировать другие HARQ каналы для циклически распределенного пакета в текущем кадре, без завершения всего циклического распределения с HARQ поддержкой. Например, HARQ канал c₁ используется для пакета b₁ в циклическом распределении ширины полосы в кадре N₁. В кадре N₁+M*cycle обычно HARQ процесс для b₁ завершен, затем с₁ используется для нового пакета b₂. Однако если HARQ процесс для b₁ не завершен, BS 12 может распределить другой HARQ канал, например M+l, новому пакету (использующему нормальный HARQ-MAP-IE), и циклическое распределение HARQ канала для будущих пакетов после пакета b₂ не изменяется этой операцией.

HARQ управление повторных передач (после первой передачи) циклически распределенных пакетов с HARQ поддержкой может использовать механизм, как в настоящее время определено в IEEE 802.16. Отметим, что HARQ канал предопределен циклической информацией управления HARQ, и повторные передачи пакета используют предопределенный HARQ канал.

MS 10 предпочтительно явно информируются о смещениях АСК канала в UL ACK области или ACK бита в DL ACK битовой карте для первой передачи HARQ процесса циклически распределенных PHY пакетов с HARQ поддержкой. Смещения согласно концу ACK области предпочтительно фиксированы (то есть не изменяются в каждом кадре согласно порядку DL пакетов с HARQ поддержкой в DL/UL-MAP) и устанавливаются посредством BS 12 и передаются к MS 10 вместе с информацией управления HARQ в начале циклического распределения ширины полосы. Является предпочтительным, когда все АСК каналы обратной связи для циклически распределенных пакетов с HARQ поддержкой распределены в конец области ACK.

На фиг.8 показан пример АСК битового массива UL HARQ. Первая часть АСК области распределена для нормальных обратных связей HARQ ACK, а вторая часть АСК области распределена для первой HARQ передачи циклически распределенных пакетов. Размер всей ACK области может быть установлен динамически в каждом кадре посредством BS 12, гарантируя, что есть достаточно АСК каналов для обоих режимов распределения ширины полосы. Таким образом, обратная совместимость может быть легко обеспечена.

Следует отметить, что ссылки здесь на информацию, передаваемую к MS 10, подразумевают передачу из точки к множеству точек с методом сигнализации, используемым для IEEE 802.16, даже для распределения ресурсов единственной MS или SS. Однако нужно понимать, что в других неограничивающих воплощениях настоящего изобретения информацию можно послать в двухточечной передаче.

В поддержку предшествующих примерных воплощений новые информационные элементы DL-MAP и UL-MAP IE расширения 2 определены, чтобы поддерживать способ циклического распределения ширины полосы в нисходящей линии и восходящей линии, соответственно. IE перечисляют циклические PHY пакеты, для которых должно быть выполнено распределение/изменение/отмена распределения в текущем кадре.

Во-первых, там определен OFDMA DL-MAP IE расширения 2 для нисходящей линии, как показано в Таблице 2: DL_Cyclic_Allocation_IE (см фиг.10).

Во-вторых, там определен OFDMA UL-MAP IE расширения 2 для восходящей линии, как показано в Таблице 3: UL_Cyclic_Allocation_IE (см. фиг.11).

Далее представлен неограничивающий пример, который иллюстрирует преимущества, обеспечиваемые использованием примерного воплощения настоящего изобретения. Рассмотрим соединение восходящей линии VoIP AMR 12.2k. Предположим, что профиль пакета для МАР сообщений есть QPSK/скорость-0,5 кодирования с кодом 4 повторения, а профиль пакета для этого VoIP соединения есть 16QAM/скорость-0,5 кодирования. При современном IEEE 802.16 способе распределения ширины полосы, основанном на вычислении, обсужденном выше, в каждом кадре, где есть VoIP пакет, будет иметься служебная нагрузка сигнализации из 152 поднесущих данных (UL-MAP-IE+типовой МАС заголовок=4*8/1*4+6*8/2=152), и полезная нагрузка будет соответствовать 140 поднесущим данных (35*8/2=140). Таким образом, служебная нагрузка сигнализации на кадр составляет 108,6% полезной нагрузки.

Это может быть противопоставлено процедурам, которые стали возможными с использованием настоящего изобретения, следующим образом. Сначала предположим, что выход VoIP кодека 10E изменяется на каждые 10 пакетов (худший случай). Тогда для всех этих 10 пакетов, когда используется типовой МАС заголовок, служебная нагрузка сигнализации составляет 464 поднесущих данных (UL_Cyclic_Allocation_IE+10*типовой MAC заголовок=7*8/1*4+10*6*8/2=464). Таким образом, служебная нагрузка на кадр равна 464/10/140=33,1% полезной нагрузки. Очевидно, эффективность значительно улучшена, то есть, приблизительно на 75% для данного конкретного случая. Если используется сжатый МАС заголовок, то служебная нагрузка сигнализации составляет 304 поднесущих данных (UL_Cyclic_Allocation_IE+10*сжатый МАС заголовок=7*8/1*4+10*2*8/2=304). В этом случае служебная нагрузка на кадр равна 304/10/140=21,7% полезной нагрузки, что является еще большим усовершенствованием.

Следующие информационные элементы Cyclic_HARQ_DL/UL_MAP расширения 2 могут быть определены, чтобы поддерживать циклическое распределение ширины полосы с HARQ поддержкой, которые основаны на HARQ МАР сообщениях и HARQ_МАР_IE в текущем стандарте IEEE 802.16 и на Cyclic_Allocation_IE, как описано здесь. Ссылка в этом отношении может быть сделана на Таблицу 4: HARQ_DL_Cyclic_Allocation_IE (см фиг.12) и Таблицу 5: HARQ_UL_Cyclic_Allocation_IE (см. фиг.13). Отметим, что эти Таблицы обеспечивают реализацию для поддержки одноантенной инкрементной избыточности HARQ. Расширение на другие случаи HARQ является очевидным.

В итоге, преимущества, которые получены при помощи этих примерных воплощений, включают, без ограничения указанным, следующее.

Во-первых, эффективность передачи для VoIP и подобных типов трафика данных значительно улучшена, по меньшей мере, частично благодаря устранению ненужной служебной нагрузки сигнализации на каждый кадр в DL-MAP/UL-MAP сообщениях.

Во-вторых, улучшенный МАС заголовок может использоваться, чтобы уменьшить MAC служебную нагрузку дополнительно в определенных сценариях или содержать другую полезную сигнализацию управления.

Кроме того, поддержка HARQ обеспечивается для циклического распределения ширины полосы, чтобы дополнительно улучшить эффективность спектра.

Кроме того, использование этих примерных воплощений является обратно совместимым с существующим поколением MS 10, поскольку, если данная MS 10 не поддерживает расширенный способ распределения, то она может продолжать работать в соответствии с существующими протоколами.

На основе предшествующего описания должно быть очевидно, что примерные воплощения настоящего изобретения обеспечивают способ, устройство и компьютерные программные продукты, чтобы облегчить беспроводную связь между мобильной станцией и базовой станцией.

Примерным воплощением в соответствии с настоящим изобретением является способ. Способ, описанный на фиг.15, содержит (в блоке 15A) распределение, посредством одной операции распределения, ресурсов восходящей линии или нисходящей линии для MS, чтобы передавать пакеты данных, причем распределенные ресурсы включают в себя циклическое распределение ширины полосы определенного сегмента (слота) во множестве кадров; (блок 15B) при распределении ресурсов для передачи данных также распределение ресурсов нисходящей линии или восходящей линии для MS для автоматического запроса повторения (ARQ, более конкретно HARQ) в течение множества кадров; и (блок 15C) при распределении ресурсов для использования для автоматического запроса повторения также явное распределение бита квитирования для BS, чтобы передавать ACK/NACK к MS, или канал обратной связи квитирования для MS, чтобы передавать ACK/NACK к BS в течение множества кадров. Отметим, что UL и DL трафик не обязательно распределяется вместе. Если HARQ поддерживается и распределение