Способ и устройство для уменьшения системных издержек

Способ и устройство для уменьшения системных издержек

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к системе широкополосного беспроводного доступа и, в частности, к способу и устройству, повышающим пропускную способность системы путем понижения системных издержек путем уменьшения размера заголовков пакетов и/или управляющей информации.

Уровень техники

IEEE-стандарт 802.16 определяет набор радиоинтерфейсов (интерфейсов WirelessMAN™) для систем доступа, которые поддерживают фиксированный, сеансовый, портативный и мобильный доступ. Для удовлетворения требованиям различных типов доступа были определены две версии радиоинтерфейсов. Первой является IEEE 802.16-2004, которая оптимизируется для фиксированного и сеансового доступа. Вторая версия предназначается для поддержки портативности и мобильности и основывается на поправке 802.16-2004, называемой 802.16e-2005. Следует понимать, что полное объяснение и понимание 802.16-стандарта выходит за пределы объема настоящего описания. Для более подробной информации по IEEE-стандарту 802.16, пожалуйста, ознакомьтесь с http://www.ieee802.org/16/.

802.16-сети типично передают излишние заголовки и управляющую информацию. Следовательно, существует необходимость в улучшенном способе и устройстве для уменьшения системных издержек, тем самым повышающих пропускную способность в системе беспроводной связи.

Сущность изобретения

Варианты осуществления настоящего изобретения повышают пропускную способность системы путем понижения системных издержек путем уменьшения размера заголовков пакетов и/или управляющей информации. К примеру, варианты осуществления настоящего изобретения предоставляют модифицированные кадры с уменьшенными размерами заголовков и/или уменьшенной управляющей информацией. Согласно одному варианту осуществления идентификатор соединения (CID - connection identifier) делится на CID-часть 1, находящуюся в MAP IE, и CID-часть 2, находящуюся в общих MAC-PDU-заголовках одного или нескольких MAC PDU. Согласно одному варианту осуществления версии RCID-IE() в MAP-сообщениях могут использоваться для представления CID-части 1. Общие MAX PDU-заголовки (GMH - generic MAX PDU headers) из MAC PDU могут, необязательно, иметь различные форматы MAC-заголовков согласно длине CID-части 1. В то время как CID-часть 1 типично одинакова для всех MAC PDU в передаче кадров, кадр может альтернативно иметь MAC PDU с двумя или более различными CID-частями 2.

Согласно другому варианту осуществления настоящего изобретения поле "тип" заголовка из GMH может сокращаться или удаляться, когда является излишним, чтобы не передавать GMH с пустым 6-тибитовым полем типа. Альтернативно, модифицированный GMH может иметь единичный бит вместо выделенного типа, чтобы сигнализировать о присутствии расширенного поля "тип" подзаголовка.

Согласно другому варианту осуществления настоящего изобретения, MAC PDU может использовать более короткий индекс соединения вместо CID. К примеру, вместо CID в GMH из MAC PDU может использоваться более короткий индекс соединения. Альтернативно, кадр с множеством модифицированных MAC PDU может иметь один MAC PDU с маской индекса соединения и последующие MAC PDU без CID или индекса соединения.

Согласно другому варианту осуществления настоящего изобретения мобильная станция и базовая станция в соответствии с вариантами осуществления настоящего изобретения реализуют вышеописанные изменения для получения сокращенных заголовков, тем самым достигая желаемого повышения пропускной способности системы связи путем понижения системных издержек, а также помогая уменьшить издержки в MAP.

Краткое описание чертежей

Вышеупомянутые и другие объекты, особенности и преимущества некоторых иллюстративных вариантов осуществления настоящего изобретения будут более очевидны из последующего подробного описания, приведенного в сочетании с сопроводительными чертежами, где:

на фиг.1A (Уровень техники) изображается 802.16-система связи;

на фиг.1B (Уровень техники) изображаются уровни в 802.16-системе связи с фиг.1A;

на фиг.2 (Уровень техники) изображается схематическая иллюстрация 802.16 TDD-кадровой структуры;

на фиг.3 (Уровень техники) изображается схематическая иллюстрация нисходящей 802.16 TDD-подкадровой структуры;

на фиг.4 (Уровень техники) изображается схематическая иллюстрация восходящей 802.16 TDD-подкадровой структуры;

на фиг.5 (Уровень техники) изображается схематическая иллюстрация 802.16 MAC PDU-формата, используемого в подкадровых структурах с фиг.3 и 4;

на фиг.6 (Уровень техники) изображается схематическая иллюстрация формата общего MAC-заголовка, использованного в MAC PDU с фиг.5;

на фиг.7 (Уровень техники) изображается схематическая иллюстрация формата заголовка запроса полосы (BR - bandwidth request);

на фиг.8 изображается схематическая иллюстрация модифицированного PHY-пакетного сигнала с первой и второй частями идентификатора соединения (CID) в соответствии с вариантами осуществления настоящего изобретения;

на фиг.9 и 10 изображаются версии RCID-IE() в MAP-сообщениях, используемые для представления CID-части 1 в модифицированном PHY-пакетном сигнале в соответствии с вариантами осуществления настоящего изобретения;

на фиг.11a и 11b изображаются MAC PDU различных форматов MAC-заголовка, соответствующих длине CID-части 1, в соответствии с вариантами осуществления настоящего изобретения;

на фиг.12 изображается PHY-пакетный сигнал с несколькими MAC PDU с различными CID-частями 2 в соответствии с вариантами осуществления настоящего изобретения;

на фиг.13 изображается таблица для уменьшения поля "тип" заголовка общего MAX PDU-заголовка (GMH) в соответствии с вариантами осуществления настоящего изобретения;

на фиг.14 изображается модифицированный GMH с расширенным полем "тип" подзаголовка в соответствии с вариантами осуществления настоящего изобретения;

на фиг.15 изображается модифицированный GMH с индексом соединения вместо CID в соответствии с вариантами осуществления настоящего изобретения;

на фиг.16 изображается PHY-пакетный сигнал с множеством модифицированных GMH, каждый из которых имеет индекс соединения, в соответствии с вариантами осуществления настоящего изобретения;

на фиг.17a и 17b изображается PHY-пакетный сигнал с множеством модифицированных GMH, где первый GMH имеет маску индекса соединения, а последующие GMH не имеют CID или индекса соединения, в соответствии с вариантами осуществления настоящего изобретения;

на фиг.18a и 18b изображаются, соответственно, мобильная станция и базовая станция в соответствии с вариантами осуществления настоящего изобретения;

на фиг.19 изображается процесс формирования RCID, и

на фиг.19B изображается иллюстративный RCID.

Подробное описание предпочтительных вариантов осуществления

Далее иллюстрационная конфигурация 802.16-системы 100 связи будет описана со ссылками на фиг.1A (Уровень техники). Изображенная система 100 связи имеет множество ячеек 110, каждая из которых включает в себя по меньшей мере одну базовою станцию (BS - base station) 120 для управления соответствующей ячейкой 110. Система 100 связи дополнительно включает в себя мобильные станции (MS - mobile stations), также называемые абонентскими станциями (SS - subscriber stations) 130, каждая из которых связывается с одной или несколькими ячейками 110. Следует понимать, что отдельное назначение MS 130 к BS 110 и взаимодействие компонентов внутри системы 100 связи зависит от различных предопределенных критериев и правил, подробнее описанных ниже.

Как изображено в системе 100 связи на фиг.1A, множество BS 110 может выполняться с возможностью формировать сотовую беспроводную сеть. 802.16-стандарт также может использоваться в двухпунктовой (P2P - point-to-point) сети или сетчатой топологии посредством пары направленных антенн.

802.16-уровни протокола схематически изображаются на фиг.1B (Уровень техники). В этом разбиении на уровни 802.16-стандарт, в сущности, стандартизирует два аспекта радиоинтерфейса: физический уровень (PHY) 160 и уровень 170 Управления доступом к среде (MAC - Media Access Control). В 802.16 PHY-часть технического описания обуславливает формирование кадров в режиме трансляции, доступ к среде и назначение временных интервалов. Сам MAC занимается выполнением картирования из MSDU в MAC PDU, передаваемых в трансляционных передачах. Эта конфигурация обеспечивает разделение нагрузки между PHY и MAC несколько выше в стеке, чем обычно.

802.16 MAC 170 управляет доступом BS 120 и SS 130. Распределение времени основывается на последовательных кадрах, разбиваемых на интервалы. Размер кадров и размер отдельных интервалов внутри кадров может изменяться на покадровой основе под управлением планировщика в BS. Это позволяет эффективное назначение трансляционных ресурсов для удовлетворения требованию активного соединения с их заданными QoS-свойствами.

802.16 MAC предоставляет ориентированную на соединение службу верхним уровням стека протоколов. Блоки пакетных данных управления доступом к среде (MAC PDU - MAC packet data units) передаются в трансляционных PHY-интервалах. Внутри этих MAC PDU передаются MAC-блоки служебных данных (MSDU - MAC service data units). MSDU являются пакетами, передаваемыми между вершиной MAC и верхним уровнем. MAC PDU являются пакетами, передаваемыми между дном MAC и нижним PHY-уровнем. По MAC PDU MSDU могут фрагментироваться, а внутри MAC PDU MSDU могут пакетироваться (агрегироваться). Фрагменты MSDU могут пакетироваться внутри одиночного пакетированного MAC PDU. Затем запрос автоматической повторной передачи (ARQ - automatic retransmission request), описанный выше, может использоваться для запроса повторной передачи нефрагментированных MSDU и фрагментов MSDU.

Перейдем к фиг.1B; MAC имеет подуровень 180 конфиденциальности, который выполняет проверку прав доступа, обмен ключами и шифрование MAC PDU.

Через использование гибкой PHY-модуляции и средств шифрования, гибкого кадра и назначения временных интервалов, гибких QoS-механизмов, пакетирования, фрагментации и ARQ, 802.16-стандарт может использоваться для доставки широкополосных голосового сигнала и данных в ячейки, которые могут иметь широкий диапазон свойств. Это включает в себя широкий диапазон плотности населения, широкий диапазон радиусов ячеек и широкий диапазон условий распространения.

Подуровни 190 конвергенции в вершине MAC позволяют предлагать через 802.16 службы Ethernet, ATM, TDM-голоса и IP (Internet Protocol - Интернет-протокол).

Как описано выше, 802.16 является технологией, ориентированной на соединение. Иными словами, SS 130 не может передавать данные, пока BS 120 не назначила канал. Это позволяет 802.16e предоставлять сильную поддержку для различных Качеств услуг (QoS). QoS в 802.16e поддерживается путем назначения каждого соединения между SS 130 и BS 120 (называемый служебным потоком по 802.16 терминологии) отдельному QoS-классу.

Служебный поток является одним из самых важных компонентов MAC-уровня. Он используется в качестве службы передачи для доставки пакетов. Один служебный поток может использоваться несколькими пакетами. Он является однонаправленным потоком, который может использовать BS 120, предусмотренную для MS 130, или MS 130, предусмотренную для BS 120. В него на данный момент включается 32-хбитовый идентификатор, называемый идентификатором служебного потока (SFID - service flow identifier). Для предоставления QoS пакетам используется служебный поток. Каждый служебный поток имеет определенный набор QoS-параметров.

Служебный поток может быть трех типов: предоставленный, принятый и активный служебный поток. Служебный поток содержит необязательные параметры, зависящие от типа служебного потока. Он содержит параметр ID соединения (CID), который не принимает значение NULL, если он является принятым или активным служебным потоком. Каждый пакет данных имеет связанный с ним служебный поток, а это означает, что один пакет имеет ровно один SFID в качестве параметра. Он может содержать имя класса службы. Если он содержит имя класса службы, то набор QoS-параметров служебного потока определяется в служебном классе. Если служебный поток является принятым служебным потоком или активным служебным потоком, то он имеет CID.

На данный момент каждое соединение имеет ровно один связанный с ним служебный поток. Он содержит 16-тибитовый ID-идентификатор соединения и Набор QoS-параметров. Аналогичным образом, каждый служебный класс имеет ровно один связанный с ним служебный поток. Он содержит Имя служебного класса в качестве идентификатора и параметр, называемый Набором QoS-параметров.

BS 120 типично содержит модуль авторизации, который является логической функцией. Когда MS 130 посылает сообщение динамического изменения службы (DSC - dynamic service change) предоставленной, принятой или активного служебного потока к BS 120, что подробнее описывается ниже, BS 120 обуславливает принятие или отклонение DSC. Кроме того, BS 120 предоставляет ограничение на изменение для активного и принятого служебных потоков.

802.16 физический уровень 160 поддерживает два типа дуплексной передачи: Мультиплексная передача с частотным разделением (FDD - Frequency division multiplexing) и Мультиплексная передача с временным разделением (TDD - Time division multiplexing). В FDD один частотный канал используется для передачи от BS 120 к MS 130, а второй частотный канал используется в восходящем направлении. В TDD единичный частотный канал используется для передачи сигналов как в нисходящем, так и в восходящем направлении. Трансляционное время передачи делится на кадры. В случае FDD-системы существуют восходящий (SS 130 to BS 120) и нисходящий (BS 120 to SS 130) подкадры, которые выравниваются по времени на разделенных восходящем и нисходящем каналах. В случае TDD-системы каждый кадр делится на нисходящий подкадр и восходящий подкадр.

Как представлено выше, в физическом уровне 160 информация, как правило, передается по кадрам в течение множества кадров. Кадр типично включает в себя системные сообщения и пользовательские данные. Некоторый период времени назначается каждой передаче кадров. Далее будут представлены примеры связи в физическом уровне 160.

Как иллюстрируется на фиг.2 (Уровень техники), TDD передача, как правило, включает в себя множество TDD-кадров 200. Каждый TDD-кадр 200 типично включает в себя две подсекции: нисходящий (DL) подкадр 210 и восходящий (UL) подкадр 230. В конце каждого из подкадров 210, 230 типично присутствует пауза, позволяющая BS переключаться между режимами передачи (tx) и приема (rx). Tx-rx-пауза 220 передачи (TTG - transition gap) следует за периодом нисходящей передачи, а rx-tx пауза 240 передачи (RTG - transmission gap) следует за периодом восходящей передачи. Соотношение между трафиком в нисходящем направлении (DL-подкадр 210 и TTG 220) и трафиком в восходящем направлении (UL-подкадр 210 и RTG 220) может быть настраиваемым или фиксированным. Таким образом, в TDD-режиме точка разделения между восходящей линией и нисходящей линией может также изменяться в зависимости от времени, позволяя несимметричное назначение трансляционного времени между восходящей линией и нисходящей линией, если требуется.

Обратимся к фиг.3 (Уровень техники); DL-подкадр 300, как правило, включает в себя вводную часть 310, за которой следуют управляющий кадровый заголовок (FCH - frame control header) 320, первый DL-пакетный сигнал 330 данных и множество DL-пакетных сигналов 340 данных. DL-подкадр 300 обычно начинается с вводной части 310, которая используется для синхронизации и выравнивания кадров. FCH 320 содержит положение и профиль пакетного сигнала для первого DL-пакетного сигнала 330, следующего за FCH 320. Поскольку 802.16 предлагает конкатенацию нескольких MAC-блоков пакетных данных (PDU) в одиночном пакетном сигнале 330, 340, каждый из пакетных сигналов 330, 340 может содержать дополнительные MAC PDU.

Также согласно фиг.3 первый DL-пакетный сигнал 330 в нисходящей линии может содержать карту нисходящей линии связи и карту восходящей линии связи (DL MAP и UL MAP) 331 и 332 и дескрипторы нисходящего и восходящего канала (DCD и UCD) 333 и 334. DL-MAP, UL-MAP, UCD, DCD являются управляющими MAC-сообщениями. DL-MAP и UL-MAP присутствуют в каждом кадре, но UCD и DCD не присутствуют в каждом кадре. DL MAP 331 является каталогом позиций интервалов внутри нисходящего подкадра и используется для указания времен начала и продолжительности нисходящих пакетных сигналов. UL MAP является каталогом позиций интервалов внутри восходящего подкадра и указывает времена начала и продолжительность восходящих пакетных сигналов. Через кадровые дескрипторы DL_MAP 331 и UL_MAP 332 BS 120 назначает доступ к каналам как для восходящей линии, так и для нисходящей линии. SS 130 использует DL_MAP 331 для идентификации позиции MAC PDU внутри кадра и знакомится с каждым MAC PDU по очереди, принимая те, которые совпадают с ID соединения, нацеленным на эту SS 130. DL-пакетный сигнал 330 также может содержать дополнительные MAC PDU 336.

Восходящее формирование кадров является более сложным, поскольку для наилучшей доставки и входа в сеть требуется схема множественного доступа с конкуренцией, чтобы выступать посредником между SS 130, которые одновременно запрашивают доступ к BS 120. На основе QoS-службы, использующейся для соединения, соединение может либо иметь гарантированный временной интервал, либо получить доступ к гарантированному временному интервалу на покадровой основе посредством опроса от BS 120, либо оно может иметь необходимость конкурировать за восходящий доступ на основе соединения в интервале множественного доступа (TDMA).

Конкурентный доступ происходит в интервалах, отложенных для этой цели в восходящей линии, в конкурентном интервале для интервалов изначального ранжирования и в конкурентном интервале для запросов полосы. Каждый из этих интервалов делится на миниинтервалы. SS 130, конкурирующие за доступ, могут использовать усеченный алгоритм двоичной экспоненциальной задержки, чтобы избрать, в каком миниинтервале начинать свою передачу.

Обратимся к фиг.4 (Уровень техники); восходящий подкадр 400 обычно начинается первым конкурентным интервалом 410, который предлагает SS 130 возможность послать сообщения изначального ранжирования и периодического ранжирования к BS 120. Конкурентный интервал 410 изначального ранжирования используется в рамках алгоритма входа в сеть. SS 130 передает (RNG-REQ) пакет запроса ранжирования в конкурентном интервале 410 изначального ранжирования. RNG-REQ-пакет имеет длинную вводную часть, позволяющую BS 120 лучше идентифицировать распределение времени принятого RNG-REQ-пакета. Если принимается RNG-REQ, BS 120 отвечает посредством RNG-RSP (ответа ранжирования), предоставляя информацию о распределении времени и регулировке мощности для SS 130. Затем SS 130 может регулировать распределение времени для принятия во внимание задержек передачи и потерь в полосе пропускания своих передач так, чтобы распределение времени и мощности сигнала, полученного на базовой станции, совпадало с передачами от других SS 130. Второй конкурентный интервал 420 предлагает SS 130 возможность посылки сообщений запроса полосы к BS 120. Использование сообщений запроса полосы в этом конкурентном интервале предлагает механизм для достижения чрезвычайно гибкой и динамической работы систем IEEE 802.16, и описывается более подробно на фиг.7 и в соответствующем тексте. Конкурентный интервал 420 запроса полосы используется SS 130 для конкуренции за доступ к каналу. К примеру, запросы полосы передаются в этом интервале. Как только запрос полосы был принят и удовлетворен, SS 130 может использовать неконкурентные интервалы, назначенные в BS 120. BS 120 таким образом диктует длину конкурентных интервалов.

Оптимальная длина для каждого из конкурентных интервалов 410, 420 может изменяться на основе любого из множества параметров, как, например, количество SS 130, количество и тип назначенных QoS-соединений и текущие уровни активности.

Также согласно фиг.4 (Уровень техники), остаток UL-подкадра 400 типично занимает передача абонентского трафика, UL-пакетный сигнал 430, каждый из которых может включать в себя UL-вводную часть 431 и UL MAC PDU 432.

Далее со ссылками на фиг.5 (Уровень техники) описывается формат MAC-блока 500 протокольных данных (PDU - protocol data unit), используемый в 802.16-связи. MAC PDU 500 типично включает в себя шестибайтовое поле 510 MAC PDU-заголовка, информационное поле 520 и поле 530 циклического контроля по избыточности (CRC - cyclic redundancy check). Поле 510 MAC PDU-заголовка используется для передачи информации заголовка для MAC PDU-передачи. На данный момент 802.16 MAC-протокол позволяет два типа MAC-заголовков: общий MAC-заголовок (GMH - generic MAC header) и заголовок запроса полосы (BRH - bandwidth request header), как более подробно описывается ниже. Как описывается в 802.16, информационное поле 520 используется для передачи пользовательских данных, а CRC-поле 530 используется для передачи CRC-бит для обнаружения ошибки в передаче MAC PDU 500.

Формат общего MAC-заголовка (GMH) 600 изображается на фиг.6 (Уровень техники). GHM 600 типично включает в себя поле 605 типа заголовка ("HT" - header type), которое указывает, передается ли общий MAC PDU или же сообщение запроса полосы, и поле 610 шифрования ("EC" - encryption), которое указывает, является ли текущий кадр передачи зашифрованным. HT-бит 605 типично устанавливается в значение "0" для того, чтобы заголовок являлся GMH. EC-бит 610 указывает, является ли кадр зашифрованным.

Также согласно GHM 600 с фиг.6, поле 620 "Тип" указывает тип подзаголовка. На данный момент, поле "тип" представляется 6-ю битами, обозначающими типы подзаголовка, показанные в Таблице 1. Подзаголовки используются для реализации сигнализации, необходимой для фрагментации, пакетирования, ARQ и сетчатых особенностей MAC.

Таблица 1
Бит типа	Значение
# 5Самый старший бит (MSB)	Сетчатый подзаголовок;1 = присутствует, 0 = отсутствует
# 4	Информация ARQ-отклика;1 = присутствует, 0 = отсутствует
# 3	Внешний тип. Указывает, является ли текущий пакетируемый подзаголовок (PSH) или подзаголовок фрагментации (FSH) расширенным для соединения с запрещенным ARQ; 1 = расширенный; 0 = нерасширенный; для соединений с разрешенным ARQ этот бит должен быть установлен в значение "1"
# 2	Подзаголовок фрагментации (FSH);1 = присутствует, 0 = отсутствует
# 1	Подзаголовок пакетирования (PSH);1 = присутствует, 0 = отсутствует
# 0самый младший бит (LSB)	DL: подзаголовок назначения быстрого отклика (FFSH); UL: заданный подзаголовок управления (GMSH);1 = присутствует, 0 = отсутствует

Также согласно GHM 600 с фиг.6, поле 625 расширенного подзаголовка ("ESF" - extended sub-header) используется для указания, присутствует ли расширенный подзаголовок. Поле 630 указателя циклического контроля по избыточности ("CI" - CRC indicator) указывает, использует ли MAC PDU необязательные CRC в конце MAC PDU, а поле 635 последовательности ключа шифрования ("EKS" - encryption key sequence) указывает вид ключа шифрования, используемого в MC PDU. Подуровень 180 конфиденциальности позволяет перекрывающиеся ключи, чтобы ключи могли актуализироваться без прерывания потока данных. Кроме того, EKS-поле 635 различает старые и новые ключи в течение актуализации. Зарезервированное ("RSV" - reserved) поле 640 резервируется для использования в будущем.

Также согласно GHM 600 с фиг.6, поле 650 длины ("LEN" - length) указывает длину информационного поля MAC PDU. 11 бит LEN-поля указывают количество байт в MAC PDU, включая заголовок и CRC. Этот размер в битах ограничивает длину кадра 2047-ю байтами.

Также согласно GHM 600 с фиг.6, поле 660 идентификатора соединения ("CID" - connection identifier) указывает, какое соединение MAC PDU обслуживает. Функции CID-поля 660 более подробно описываются ниже. Поле 670 контрольной суммы заголовка ("HCS" - header checksum) используется для обнаружения ошибки в поле общего MAC PDU-заголовка. HCS типично является 8-мибайтовым CRC первых 5-ти байт в GMH 600.

802.16 определяет множество типов CID, включая управляющие CID и CID передачи данных. Основной CID и первичный управляющий CID являются управляющими CID, а CID передачи является CID передачи данных. BS 120 назначает для MS 130 управляющие CID без усложненных служебных согласований или требований в течение регистрации, поскольку управляющие CID, в сущности, назначаются MS 130 для регистрации в BS 120 независимо от службы, которую MS запрашивает или использует. CID передачи, с другой стороны, BS 120 назначает для MS 130 всегда, когда MS 130 нуждается в новом соединении. Назначение CID передачи происходит, когда требования отдельного служебного класса удовлетворяются путем согласования между MS 130 и BS 120.

Основной CID характерен для регистрации MS 130. Пока соединение поддерживается между BS 120 и этой MS 130, основной CID может использоваться вместо MAC-адреса MS. MS 130 и BS 120 могут затем обмениваться управляющими сообщениями, используя основной CID. Аналогичным образом, первичный управляющий CID может использоваться в течение входа в сеть. К примеру, BS 120 может идентифицировать MS 130 по первичному управляющему CID в течение процесса входа в сеть, и существенные управляющие сообщения посылаются/принимаются, используя первичный управляющий CID. CID передачи, как правило, используется для непосредственных передачи/приема служебных данных. Соединение службы идентифицируется по CID передачи, пока продолжается служба. В отличие от первичного управляющего CID и основного CID, CID передачи назначается на основе службы каждый раз, когда MS 130 запрашивает службу, как описано выше. Следовательно, в случае, когда MS 130 запрашивает множество служб одновременно, BS 120 может назначать для MS 130 несколько CID передачи. С другой стороны, BS 120 назначает первичный управляющий CID, а основной CID назначаются для MS 130 на взаимнооднозначной основе, где каждая MS 130 в ячейке 110, связанной с BS 120, принимает уникальный первичный управляющий CID и основные CID.

Для BS, начавшей установку служебного потока, как, например, процедура Динамического добавления службы (DSA - Dynamic Service Add), BS 130 посылает содержимое сообщения DSA-запроса, присваивает CID соединению передачи, которое должно быть установлено для этого служебного потока, и создает привязку между этим SFID и этим CID. MS 130 затем отвечает сообщением DSA-ответа. После того, как BS принимает это сообщение запроса, BS создает привязку между SFID и присвоенным CID.

Технические описания 802.16 также определяют уменьшенный CID, или RCID (reduced CID), который может использоваться вместо основного CID или группового CID для уменьшения размера MAP-сообщения Гибридного автоматического запроса на повторение (HARQ).

HARQ является вариантом способа устранения ошибок с автоматическим запросом на повторение (ARQ). ARQ является способом устранения ошибок для передачи данных, который использует подтверждения и таймауты для достижения передачи надежных данных. Подтверждение (ACK) является сообщением, посылаемым приемником передатчику для указания, что он безошибочно принял кадр данных. Таймаут является допустимым моментом времени после того, как отправитель посылает кадр данных; если отправитель не принял подтверждение до таймаута, обычно он повторно передает кадр, пока не примет подтверждение или не превысит предопределенное количество повторных передач.

В одном варианте HARQ, прямое устранение ошибок (FER - forward error correction) и ARQ объединяются путем кодирования блока данных и информации обнаружения ошибок, как, например, CRC, с кодом исправления ошибок перед началом передачи. Когда блок кодированных данных принимается, приемник прежде всего декодирует код исправления ошибок. Если качество канала достаточно хорошее, все ошибки передачи должны допускать исправление, и приемник может получить безошибочный блок данных. Если качество канала плохое, и не все ошибки передачи допускают исправление, приемник обнаружит эту ситуацию, используя код обнаружения ошибок, затем принятый блок кодированных данных отвергается, и повторная передача запрашивается приемником посредством сигнала отрицательного подтверждения (NAK).

HARQ может использоваться в режиме с остановкой и ожиданием или в режиме с выборочным повтором. Остановка и ожидание проще, но ожидание подтверждения приемника уменьшает эффективность. Таким образом, множество HARQ-процессов с остановкой и ожиданием часто производятся параллельно на практике, в таком случае, когда один HARQ-процесс ожидает подтверждения, другой процесс может использовать канал для посылки других данных. Значение этих HARQ-конфигураций описано выше.

Вернемся к фиг.3; в 802.16d/e-системе CID всегда присутствует как связанный с GMH 600 каждого MAC PDU 335, 336 в течение DL-транзакции. Дополнительно, CID может также включаться в DL-Карту 331. Техническое описание 802.16 определяет CID в DL-Карте 331 в качестве необязательного элемента. Однако, если реализация BS 120 не включают CID в DL-Карту 331, каждой MS 130, принимающей DL-Карту 331, необходимо декодировать связанный с ней PHY-пакетный сигнал 330, проверить GMH в MAC PDU 335 и затем решить, принадлежит ли MAC PDU этой MS 130. Это приводит к существенным издержкам обработки в MS 130, даже если пакетный сигнал не предусмотренная для этой MS 130. Потому на практике CID также включается в DL-Карту 331 каждого DL-пакетного сигнала 330. Вследствие этого, полный CID включается как в DL-Карту 331, так и в каждый из MAC PDU 335, 336, и такая удвоенная информация повышает системные издержки и уменьшает пропускную способность системы.

На фиг.8 представляется модифицированный DL-пакетный сигнал 800. Для того, чтобы оптимизировать GMH с целью уменьшения издержек, согласно одному варианту осуществления модифицированный DL-пакетный сигнал 800 выполняется с возможностью передавать CID, который разбивается на две части: CID-часть 1 801 и CID-часть 2 802. CID-часть 1 801, как правило, включается в DL-Карту 810 для назначения ресурсов. UL_MAP 820 аналогична соответствующему элементу на фиг.3, представленному выше. CID-часть 2 802 включается в GMH из MAC PDU 850, который использует назначение ресурсов. Таким образом, после приема DL-Карты с CID-частью 1 только малое количество MS 130, чьи CID совпадают с CID-частью 1 801, включаются в DL-Карту. Только эти совпадающие MS 130 будут затем нужны для декодирования остальной части PHY-пакетного сигнала 800 и проверки CID-части 2 802 в MAC PDU 850. В лучшем случае, только целевая MS 130 нуждается в проверке MAC PDU 850, потому что CID-часть 1 801 целевой MS 130 не совпадает, или конфликтует, с CID-частью 1 801 любой другой MS 130. Когда множество MS 130 разделяет одну CID-часть 1 801, содержащуюся в DL-Карте 810, эти изначально совпадающие MS 130 получат доступ к CID-части 2 802 в MAC PDU 850, объединяющем CID-часть 1 801 с CID-частью 2 801, принятой в GMH из MAC PDU, и затем определят полную CID.

К примеру, в одной реализации двухбайтовый CID делится на однобайтовую CID-часть 1 801 и однобайтовую CID-часть 2 802. Таким образом, происходит экономия в один байт или восемь бит в каждом из полей CID в DL_MAP 810 и заголовков из MAC PDU 850, соответствующих одному CID. Альтернативно, 16-тибитовый CID может разделяться на 4 самых старших бита (MSB - most significant bits) и 12 самых младших бита (LSB - least significant bits) с 4-хбитовой CID-частью 1 801 и 12-тибитовой CID-частью 2 802. Таким образом, происходит экономия в 12 бит в DL_MAP и экономия в 4 бита в каждом из заголовков MAC PDU 850, соответствующих одному CID. Подобным образом, 16-тибитовый CID может разделяться на 12-тибитовую CID-часть 1 801 и 4-хбитовую CID-часть 2 802. Таким образом, происходит экономия в 4 бита в DL_MAP и экономия в 12 бит в каждом из заголовков MAC PDU 850, соответствующих одному CID.

Следует понимать, что размер CID-части 1 801 и части 2 802 может динамически изменяться в зависимости, к примеру, от размера системы 100, природы связи и т.д. Как можно понять из рассмотренного выше, увеличение размера CID-части 1 801 понижает возможное количество MS 130, имеющих CID, которые соответствуют CID-части 1 801 целевой MS 130, тем самым понижая издержки обработки на MS 130. Соответственно, в одной предпочтительной реализации, BS 120 изменяет размер CID-части 1 на покадровой основе или DL_MAP-IE на DL_MAP-IE-основе, например, на основе вероятности столкновения.

Согласно другому варианту осуществления CID-часть 1 801 может формироваться в качестве RCID с CID-частью 2 802, определяющейся как оставшийся сегмент изначального CID. Как описано выше, BS 120 может использовать RCID вместо основного CID или группового CID для уменьшения размера HARQ MAP-сообщения. BS 120 определяет RCID-тип с учетом ранжирования основных CID с MS 130, соединенных с BS 120 и обозначенных RCID_Type-полем из IE Конфигурации формата. Различные типы RCID включают в себя RCID 11, RCID 7 и RCID 3. Для более подробной информации по RCID, пожалуйста, ознакомьтесь с техническим описанием 802.16, раздел 6.3.2.3.43.3, полное содержание которого указывается здесь посредством ссылки. К примеру, на фиг.19A изображается процесс 1900 для формирования RCID, а на фиг.19B изображается иллюстративный RCID 1920.

К примеру, согласно фиг.9, стандартная подпрограмма RCID_IE() 900 может использоваться в MAP-сообщениях для представления CID-части 1, и длина CID-части 2 может быть получена соответственно. Либо CID-часть 1, либо CID-часть 2 могут принимать значение NULL, и, следовательно, любая часть может представлять полный CID. Если размер CID-части 1 равен "16", то никакого CID не требуется для включения в GMH 600 из MAC PDU 500. BS 120 устанавливает размер CID-частей 1 и 2 и информирует MS, используя указатели в DL-Карте IE, или используя RCID_IE, или используя IE Указание CID-разбиения для указания изменения последующим DL MAP IE.

SCID_IE() 1000 с фиг.10 может использоваться в MAP-сообщениях для представления CID-части 1, и, следовательно, длина CID-части 2 может быть получена соответственно. В модифицированной подпрограмме SCID_IE() 1000 тип разбиения CID (SCID) обозначает тип CID-разбиения. К примеру, если SCID_Type равен "0", то в MAP используется 16-тибитовый CID, а в GMH CID не используется; если SCID_Type равен "1", то в MAP используется CID из 12-ти LSB, а в GMH используется CID из 4-х MSB; если SCID_Type равен "2", то в MAP используется CID из 8-ми MSB, и в GMH используется CID из 8-ми MSB-бит; и если RCID-Тип равен "3", то в MAP используется CID из 4-х LSB, а в GMH используется CID из 12-ти MSB.

Кроме того, поскольку длина CID-части 1 и CID-части 2 является переменной, это может отражаться на формате MAC-заголовка. Следовательно, различные форматы MAC-заголовка могут определяться так, как иллюстрируется согласно другому варианту осуществления изобретения. Как изображено на фиг.11a и 11b, длина CID-части 1 в MAP может использоваться для указания типа формата MAC-заголовка, используемого для GMH в переданном пакетном сигнале. Согласно иллюстративному модифицированному MAC PDU 1100a с фиг.10a, если RCID 12 используется в MAP, то тип 1110a MAC-заголовка будет типом 1 (T1), который указывает, что CID 1120a из 4-х MSB будет содержаться в MAC-заголовке. Альтернативно, согласно иллюстративному модифицированному MAC PDU 1100b с фиг.10b, если RCID 8 используется в MAP, то тип 1110b MAC-заголовка является типом (T2), который указывает, что CID 1120B из 8-ми MSB будет включаться в MAC-заголовок.

Согласно одному варианту осуществления, когда HARQ разрешен, как описано, BS 120 предпочтительно регулирует размер CID-частей 1 и 2, соответственно 801 и 802, так, чтобы CID-часть 1 801 целевой MS 130 не конфликтовала с CID-частью 1 801 другой MS 130. Как описано выше, HARQ, как правило, помогает переданному множеству блоков с использованием обнаружения и исправления ошибок достичь более надежной высокоскоростной нисходящей линии передачи данных от BS 120 к желаемой MS 130. Если CID-часть 1 в HARQ-управляющем сигнале (как определяется подпрограммой HARQ-DL-MAP-IE) конфликтует с CID-частью 1 801 для множества MS 130, то все эти непредусмотренные MS 130 примут PHY-пакетный сигнал. Непредусмотренные MS 130 не будут иметь возможности принять и декодировать пакетный сигнал безошибочно, но непредусмотренные MS 130 не знают, действительно ли HARQ-пакетный сигнал предназначен для них, потому что вторая CID-часть 2 802 не может быть извлечена. Непредусмотренные MS 130, следовательно, пошлют символ отрицательного подтверждения (NAK), управляющий символ передачи, посылаемый в качестве отрицательного ответа к BS 120 для указания, что ошибка была обнаружена в предыдущем полученном блоке, и что MS 130 готова принять повторную передачу этого блока от MS 130. Однако, MS 130, для которого этот пакетный сигнал действительно предусматривался, как правило, имеет возможность получать и декодировать кодированную связь, и предусмотренная MS 130 пошлет символ подтверждения (ACK), который может конфликтовать с NAK от другой MS 130. BS 120 может быть дезориентирована противоречивыми сообщениями. Следовательно, CID-часть 1 801 предпочтительно является уникальной в HARQ-управляющих сигналах (HARQ-MAP-IE) для того, чтобы избежать вышеописанных ACK/NAK столкновений.

Другой вариант осуществления изобретения иллюстрируется на фиг.12. На фиг.12 иллюстративный пакетный сигнал 1200 включает в себя множество MAC PDU 1210, 1220 и 1230, имеющих различные несовпадающие CID. К примеру, множество MAC PDU 1210, 1220 и 1230 может предназначаться для различных служебных потоков или управляющих потоков одной и той же MS 130, и они пакетируются в одиночный PHY-пакетный сигнал 1200. В этом случае BS 120 может присваивать три несовпадающих CID для MS 130 таким образом, чтобы эти CID разделяли одну и ту же CID-часть 1. С таким типом присваивания, CID-часть 1 801 разделяется множеством соединений для MS 130 и включается в MAP, в то время как различные CID-части 2 1240, 1250 и 1260 включаются в связанные MAC PD