Способ беспроводной связи (варианты), базовая и мобильная станции

Способ беспроводной связи (варианты), базовая и мобильная станции

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Настоящая заявка подана в пользу предварительной патентной заявки США 61/223,188, зарегистрированный 6 июля 2009 года, которая приведена здесь полностью в качестве ссылки.

Настоящая заявка является продолжением частично предварительной заявки (порядковый номер будет определен), следующей из преобразования по 37 C.F.R. § 1.53 (c) (3) из предварительной патентной заявки США 61/223,188, зарегистрированной 6 июля 2009 года, которая заявляет преимущества предварительной патентной заявки США 61/078,491 зарегистрированный 7 июля 2008 года.

ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Область изобретения

Настоящее изобретение относится, в основном, к беспроводной связи между базовой станцией и мобильной станцией и, более конкретно, к обратной связи информационного канала, характеризующего беспроводную передачу между базовой станцией и мобильной станцией.

2. Описание известного технического уровня

При беспроводной связи между базовой станцией и мобильной станцией по каналу связи производительность системы может быть улучшена, если базовые станции имеют информацию обратной связи, характеризующую канал связи. Например, в системе связи, которая использует многократные антенны, на базовой станции и/или на мобильной станции могут произойти изменения при передаче на каждой антенне в ответ на информацию обратной связи. Соответственно, мобильная станция может выполнить оценку канала из полученных сигналов и может передать информацию о характеристиках канала обратно на базовую станцию. Проблема состоит в том, что для лучшей производительности системы, обратная связь об откликах канала может привести к большим непроизводительным расходам по связи. Поскольку полоса пропускания по восходящей связи между мобильной станцией и базовой станцией ограничена, такая дополнительная передача данных представляет собой излишнюю нагрузку обратной связи. Остается потребность в способах и устройствах, которые снизят такие непроизводительные расходы.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В соответствии с одной целью изобретения оно обеспечивает способ обратной связи информационного канала, характеризующего беспроводную передачу между базовой станцией и мобильной станцией по каналу связи. Способ включает получение первичного идентификатора, идентифицирующего кластер, связанный с реакцией канала, сформированного мобильной станцией, получение дифференциального идентификатора, идентифицирующего элемент отклика канала в пределах кластера, идентифицированного первичным идентификатором, и размещение в кодовой книге предопределенных откликов канала предопределенного отклика канала, идентифицированного первичным идентификатором и дифференциальным идентификатором.

Предопределенные отклики канала в кодовой книге группируются во множество кластеров в соответствии с критерием корреляции каждого кластера, включая множество предопределенных элементов отклика канала. Способ также включает формирование управляющего сигнала для управления передачами к мобильной станции в соответствии с размещенным предопределенным откликом канала.

Получение первичного идентификатора может включать инициирование мобильной станции на передачу первичного идентификатора в течение первого периода времени и получение дифференциального идентификатора может инициировать мобильную станцию на передачу дифференциального идентификатора в течение второго периода времени, при этом второй период времени следует за первым периодом времени.

Инициирование мобильной станции на передачу первичного идентификатора в течение первого периода времени может инициировать мобильную станцию на передачу дифференциального идентификатора в течение множества первых периодов времени, разделенных по времени первым предопределенным временным интервалом.

Инициирование мобильной станции на передачу дифференциального идентификатора может включать инициирование мобильной станции на передачу дифференциального идентификатора во множество вторых периодов времени, разделенных по времени вторым предопределенным временным интервалом, при этом второй предопределенный временной интервал меньше, чем первый предопределенный временной интервал.

Инициирование мобильной станции на передачу дифференциального идентификатора может включать

инициирование мобильной станции на передачу дифференциального идентификатора в течение множества вторых периодов времени, разделенных по времени предопределенным временным интервалом между последовательными первыми периодами времени.

Инициирование мобильной станции на передачу дифференциального идентификатора может включать

инициирование мобильной станции на передачу дифференциального идентификатора, когда дифференциальный идентификатор соответствует критерию передачи.

Кодовая книга может включать N1 кластеров, при этом каждый кластер может включать N2 элементов и инициировать мобильную станцию на передачу первичного идентификатора, и

дифференциальный идентификатор может инициировать мобильную станцию на передачу первичного идентификатора и дифференциального идентификатора, имеющего то же самое число битов.

Способ может включать периодически передачу кодовой книги на мобильную станцию.

Каждый кластер в кодовой книге может быть связан с первичным предопределенным откликом канала, и каждый элемент в кластере может определить соответствующие различия из отклика связанного первичного предопределенного канала.

В соответствии с другой целью изобретения оно обеспечивает способ для передачи информации обратной связи о канале, характеризующей беспроводную передачу между базовой станцией и мобильной станцией по каналу связи. Способ включает определение отклика канала, по меньшей мере, для одной несущей частоты, полученной мобильной станцией, и определение положения в кодовой книге предопределенных откликов предопределенного отклика канала, который наиболее близко соответствует определенному отклику канала. Предопределенные отклики канала в кодовой книге группируются во множество кластеров в соответствии с критерием корреляции, при этом каждый кластер включает множество предопределенных элементов отклика канала. Способ также включает инициирование мобильной станции на передачу первичного идентификатора, идентифицирующего кластер, связанный с размещенным предопределенным откликом канала на базовую станцию и инициирующий мобильную станцию на передачу дифференциального идентификатора, идентифицирующего предопределенный элемент отклика канала, размещенный в кластере, идентифицируемом первичным идентификатором.

Определение может включать определение отклика канала в течение последовательных периодов времени, и определение местоположения может включать для каждого последовательного периода времени определение местоположения предопределенного отклика канала, который может быть самым близким соответствием определенному отклику канала, и инициирование мобильной станции на передачу первичного идентификатора может инициировать мобильную станцию на передачу первичного идентификатора в течение первого периода времени, и инициирование мобильной станции на передачу дифференциального идентификатора может инициировать мобильную станцию на передачу дифференциального идентификатора в течение второго периода времени, при этом второй период времени следует за первым периодом времени.

Инициирование мобильной станции на передачу первичного идентификатора может включать инициирование мобильной станции на передачу дифференциального идентификатора в течение множества первых периодов времени, разделенных по времени первым предопределенным временным интервалом.

Инициирование мобильной станции на передачу дифференциального идентификатора может включать инициирование мобильной станции на передачу дифференциального идентификатора во множество вторых периодов времени, разделенных по времени вторым предопределенным временным интервалом, при этом второй предопределенный временной интервал меньше первых предопределенных временных интервалов.

Инициирование мобильной станции на передачу дифференциального идентификатора может включать инициирование мобильной станции на передачу дифференциального идентификатора в течение множества вторых периодов времени, разделенных по времени предопределенными временными интервалами между последовательными первыми периодами времени.

Инициирование мобильной станции на передачу дифференциального идентификатора может включать инициирование мобильной станции на передачу дифференциального идентификатора, когда дифференциальный идентификатор соответствует критерию передачи.

Критерий для передачи дифференциального идентификатора может включать запрос от базовой станции.

Критерий для передачи дифференциального идентификатора может включать определение, сформулированное базовой станцией.

Способ может включать инициирование мобильной станции на передачу нового первичного идентификатора на базовую станцию, когда предопределенный отклик канала, который наиболее близко соответствует определенному отклику канала, не связан с кластером, идентифицированным первичным идентификатором, переданным базовой станции в предыдущем первом периоде времени.

Кодовая книга может включать N1 кластеров, при этом каждый кластер может включать N2 элементов и инициировать мобильную станцию на передачу первичного идентификатора, и дифференциальный идентификатор может включать инициирование мобильной станции на передачу первичного идентификатор и дифференциального идентификатора, имеющего то же самое число битов.

Способ может включать периодическое инициирование мобильной станции на получение кодовой книги от базовой станции.

Каждый кластер может быть связан с предопределенным откликом первичного канала и каждый элемент в кластере может определить соответствующие различия из связанного предопределенным откликом первичного канала.

В соответствии с другой целью изобретения оно обеспечивает устройство для базовой станции. Устройство включает приемник для приема беспроводной передачи от мобильной станции по каналу связи, процессор, связанный с приемником, при этом процессор имеет машиночитаемую среду для хранения кодовой книги с предопределенными откликами канала, объединенными во множество кластеров в соответствии с критерием корреляции. Каждый кластер включает множество предопределенных элементов отклика канала. Процессор функционально сконфигурирован для получения первичного идентификатора, идентифицирующего кластер, связанный с откликом канала, сформированным мобильной станцией, и для получения дифференциального идентификатора, идентифицирующего элемент отклика канала в пределах кластера, идентифицированного первичным идентификатором. Процессор также функционально сконфигурирован для размещения в кодовой книге предопределенного отклика канала, идентифицированного кластером и дифференциальным идентификатором, и для формирования управляющего сигнала для управления передачами к мобильной станции в соответствии с размещенным предопределенным откликом канала.

Процессор может быть функционально сконфигурирован для инициирования мобильной станции на передачу первичного идентификатора в течение первого периода времени и для инициирования мобильной станции на передачу дифференциального идентификатора в течение второго периода времени, при этом второй период времени следует за первым периодом времени.

Процессор может быть функционально сконфигурирован для инициирования мобильной станции на передачу дифференциального идентификатора в течение множества первых периодов времени, разделенных по времени первым предопределенным временным интервалом.

Процессор может быть функционально сконфигурирован для инициирования мобильной станции на передачу дифференциального идентификатора в течение множества вторых периодов времени, разделенных по времени вторым предопределенным временным интервалом, при этом второй предопределенный временной интервал меньше, чем первый предопределенный временной интервал.

Процессор может быть функционально сконфигурирован для инициирования мобильной станции на передачу дифференциального идентификатора в течение множества вторых периодов времени, разделенных по времени предопределенным временным интервалом между последовательными первыми периодами времени.

Процессор может быть функционально сконфигурирован для инициирования мобильной станции на передачу дифференциального идентификатора, когда дифференциальный идентификатор соответствует критерию передачи.

Кодовая книга может включать N1 кластеров, причем каждый кластер может включать N2 элементов, и процессор может быть функционально сконфигурирован для инициирования мобильной станции на передачу первичного идентификатора и дифференциального идентификатора, имеющий то же самое число битов.

Процессор может быть функционально сконфигурирован для периодической передачи кодовой книги на мобильную станцию.

Каждый кластер в кодовой книге может быть связан с первичным предопределенным откликом канала, и каждый элемент в кластере определяет соответствующие различия из связанного первичного предопределенного отклика канала.

В соответствии с другой целью изобретения оно обеспечивает устройство мобильной станции. Устройство включает приемник для приема беспроводной передачи от базовой станции по каналу связи, процессор, связанный с приемником, при этом процессор имеет

машиночитаемую среду для хранения кодовой книги с предопределенными откликами канала, сгруппированными во множество кластеров в соответствии с критерием корреляции. Каждый кластер включает множество предопределенных элементов отклика канала. Процессор функционально сконфигурирован для определения отклика канала, по меньшей мере, для одной несущей частоты, полученной приемником, и определения местоположения в кодовой книге предопределенного отклика канала, который наиболее близко соответствует определенному отклику канала. Процессор также функционально сконфигурирован для передачи первичного идентификатора, идентифицирующего кластер, связанный с размещенным предопределенным откликом канала на базовой станции, и на передачу дифференциального идентификатора, идентифицирующего расположение предопределенного элемента отклика канала в кластере, идентифицируемого первичным идентификатором.

Процессор может быть функционально сконфигурирован для определения отклика канала в течение последовательных периодов времени и для каждого последовательного периода времени может определять местоположение предопределенного отклика канала, который наиболее близко соответствует определенному отклику канала, и процессор может быть функционально сконфигурирован для передачи первичного идентификатора в течение первого периода времени и для передачи дифференциального идентификатора в течение второго периода времени, при этом второй период времени может следовать за первым периодом времени.

Процессор может быть функционально сконфигурирован для передачи дифференциального идентификатора в течение множества первых периодов времени, разделенных по времени первым предопределенным временным интервалом.

Процессор может быть функционально сконфигурирован для передачи дифференциального идентификатора в течение множества вторых периодов времени, разделенных по времени вторым предопределенным временным интервалом, при этом второй предопределенный временной интервал меньше, чем первый предопределенный временной интервал.

Процессор может быть функционально сконфигурирован для передачи дифференциального идентификатора в течение множества вторых периодов времени, разделенных по времени предопределенным временным интервалом между последовательными первыми периодами времени.

Процессор может быть функционально сконфигурирован для передачи дифференциального идентификатора, когда дифференциальный идентификатор соответствует критерию передачи.

Критерий для передачи дифференциального идентификатора может включать запрос от базовой станции.

Критерий для передачи дифференциального идентификатора может включать определение, сделанное базовой станцией.

Процессор может быть функционально сконфигурирован для передачи новых основных идентификаторов базовой станции, когда предопределенный отклик канала, который является самым близким соответствием определенному отклику канала, не связан с кластером, идентифицированным первичным идентификатором, переданным базовой станции в предыдущем первом периоде времени.

Кодовая книга может включать N1 кластеров, причем каждый кластер может включать N2 элементов и процессор может быть функционально сконфигурирован для передачи первичного идентификатора и дифференциального идентификатора, имеющего то же самое число битов.

Процессор может быть функционально сконфигурирован для периодического получения кодовой книги от базовой станции.

Каждый кластер может быть связан с первичным предопределенным откликом канала, и каждый элемент в кластере может определить соответствующие различия из связанного первичного предопределенного отклика канала.

В соответствии с еще одной целью изобретения оно обеспечивает структуру данных кодовой книги, кодированной на машиночитаемой среде для выдачи характеристики беспроводной передачи между базовой станцией и мобильной станцией по каналу связи. Структура данных включает множество предопределенных откликов канала, сгруппированных во множество кластеров в соответствии с критерием корреляции, причем каждый кластер включает множество предопределенных элементов отклика канала.

Каждый кластер может быть связан с первичным предопределенным откликом канала, и каждый элемент в кластере может определить соответствующие различия из связанного первичного предопределенного отклика канала.

Другие цели и признаки настоящего изобретения станут очевидными для специалистов в данной области при чтении следующего описания определенных примеров воплощения изобретения со ссылками на сопроводительные чертежи.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ РИСУНКОВ

На чертежах, которые иллюстрируют примеры воплощения изобретения, представлены следующие фигуры:

Фигура 1 - блок-схема универсальной сотовой системы связи, в которой могут быть реализованы цели настоящего изобретения;

Фигура 2 - блок-схема базовой станции, изображенной на фигуре 1;

Фигур 3 - блок-схема беспроводного терминала, изображенного на фигуре 1;

Фигура 4 - блок-схема примерной ретрансляционной станции, изображенной на фигуре 1;

Фигура 5 - блок-схема логической схемы примерного передатчика OFDM базовой станции, показанной на фигуре 2;

Фигура 6 - блок-схема логической схемы примерного приемника OFDM беспроводного терминала, показанного на фигуре 3;

Фигура 7 - принципиальная схема сетевой архитектуры, реализованной в сотовой системе связи, показанной на фигуре 1 и соответствующей фигуре 1 из IEEE 802.16m-08/003 r1;

Фигура 8 - принципиальная схема архитектуры ретрансляционной станции, показанной на фигуре 4 и соответствующей фигуре 2 из IEEE 802.16m-08/003r1;

Фигура 9 - схематическое представление эталонной модели сотовой системы связи, показанной на фигуре 1 и соответствующей фигуре 3 документа IEEE 802.16m-08/003r1;

Фигура 10 - схематическое представление структуры протокола в соответствии с IEEE 802.16 м и соответствующее фигуре 4 IEEE 802.16m-08/003r1;

Фигура 11 - блок-схема плоскости обработки данных MS/BS в соответствии с IEEE 802.16 м и соответствующая фигуре 5 документа IEEE 802.16m-08/003r1;

Фигура 12 - блок-схема обработки плоскости управления MS/BS в соответствии с IEEE 802.16 м и соответствующая фигуре 6 документа IEEE 802.16m-08/003r1; и

Фигура 13 - схематическое представление архитектуры основного протокола для поддержки системы с несколькими несущими и соответствующее фигуре 7 документа IEEE 802.16m-08/003r1.

Фигура 14 - представление частотного спектра, переданного антеннами базовой станции, показанной на фигуре 5;

Фигура 15 - табличное представление кодовой книги, используемой на базовой станции, показанной на фигуре 5, и на мобильной станции, показанной на фигуре 6;

Фигура 16 - процесс, выполняемый процессором мобильной станции, показанной на фигуре 6 для получения обратной связи отклика канала;

Фигура 17 - процесс, выполняемый процессором базовой станции, показанной на фигуре 5 для получения обратной связи отклика канала от мобильной станции, показанной на фигуре 6;

Фигура 18 - схематическое представление передачи между базовой станцией, показанной на фигуре 5, и первой и второй мобильными станциями, таких как станция, показанная на фигуре 6;

Фигура 19 - табличное представление альтернативного примера воплощения кодовой книги, используемой на базовой станции, показанной на фигуре 5, и на мобильной станция, показанной на фигуре 6;

Фигура 20 - процесс, выполняемый процессором мобильной станции, показанной на фигуре 6 для выполнения обратной связи отклика канала на базовую станцию, показанную на фигуре 5.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ

КРАТКИЙ ОБЗОР БЕСПРОВОДНОЙ СИСТЕМЫ

На фигуре 1 показан центр управления базовой станцией (BSC) 10, который управляет беспроводной связью в пределах множества ячеек 12, которые обслуживаются соответствующими базовыми станциями (BS) 14. В некоторых конфигурациях каждая ячейка дополнительно делится на множество секторов или зон 13 (не показаны). В основном, каждая базовая станция 14 облегчает связь с мобильными станциями (MS), используя схему цифровой модуляции при ортогональном частотном уплотнении каналов (OFDM) и/или беспроводные терминалы 16, которые в пределах ячейки 12 связаны с соответствующей базовой станцией 14.

Перемещение мобильных станций 16 относительно базовых станций 14 приводит к существенным изменениям условий работы канала. Как показано на чертеже, базовые станции 14 и мобильные станции 16 могут включать многократные антенны, чтобы обеспечить пространственное разнесение при связи. В некоторых конфигурациях ретрансляционные станции 15 могут облегчить связь между базовыми станциями 14 и мобильными станциями 16. Мобильные станции 16 могут быть перенаправлены от любой из ячеек 12 к другой ячейке 12 сектора или зоны 13 (не показаны), к базовой станции 14 или к ретрансляционной станции 15. В некоторых конфигурациях базовые станции 14 связаны друг с другом и с другой сетью (такой как базовая сеть или Интернет (не показаны) по транспортной сети связи И. В некоторых конфигурациях центр управления базовой станцией 10 не используется.

Базовая станция

На фигуре 2 приведен пример базовой станции 14. Базовая станция 14, как правило, включает систему управления 20, процессор группового сигнала 22, передатчик 24, приемник 26, многократные передающие антенны 28 и сетевой интерфейс 30. Приемник 26 получает радиочастотные сигналы, переносящие информацию от одной или нескольких удаленных передатчиков мобильных станций 16 (показаны на фигуре 3), и ретрансляционные станции 15 (показаны на фигуре 4). Малошумящий усилитель и фильтр (не показаны) могут быть использованы для усиления сигнала и удаления широкополосных помех из полученного сигнала для его последующей обработки. Схема преобразования с понижением частоты и схема оцифровки (не показаны) затем преобразуют полученный отфильтрованный сигнал с понижением частоты до сигнала промежуточной или групповой частоты, который затем оцифровывается в один или несколько цифровых потоков.

Групповой процессор 22 обрабатывает оцифрованные потоки, чтобы извлечь информационные биты или биты данных, переданные в принятом сигнале. Эта обработка обычно включает операции демодуляции, декодирования и исправления ошибок. Групповой процессор 22 обычно реализуется в виде одного или нескольких процессоров цифровых сигналов (DSP) или специализированных интегральных схем (ASIC). Затем информация передается через беспроводную сеть и сетевой интерфейс 30 или передается на другую мобильную станцию 16, обслуживаемую базовой станцией 14, либо прямо, либо с помощью одной из ретрансляционных станций 15.

Чтобы выполнить функции передачи, групповой процессор 22 получает оцифрованные данные, которые могут представлять собой речь, данные или управляющую информацию, от сетевого интерфейса 30 под управлением системы управления 20, и формирует кодированные данные для передачи. Кодированные данные поступают на передатчик 24, где они модулируются одним или несколькими сигналами несущей, имеющими требуемую частоту или частоты передачи. Усилитель мощности (не показан) усиливает модулированные сигналы несущей до уровня, подходящего для передачи, и передает модулированные сигналы несущей передающим антеннам 28 через соответствующую цепь (не показана). Модуляция и обработка сигналов описываются ниже более подробно.

Мобильная станция

На фигуре 3 представлен пример мобильной станции 16. Так же как и базовая станция 14, мобильная станция 16 включает систему управления 32, групповой процессор 34, передатчик 36, приемник 38, многократные приемные антенны 40 и пользовательский интерфейс 42. Приемник 38 получает радиочастотные сигналы, переносящие информацию от одного или несколько базовых станций 14 и от ретрансляционных станций 15. Малошумящий усилитель и фильтр (не показаны) могут использоваться для усиления сигнала и удаления широкополосных помех из сигнала для его последующей обработки. Схема преобразования с понижением частоты и оцифровки (не показана) затем преобразует полученный отфильтрованный сигнал с понижением частоты в сигнал промежуточной или групповой частоты, который затем оцифровывается в один или несколько цифровых потоков.

Групповой процессор 34 обрабатывает оцифрованные потоки, чтобы извлечь информационные биты или биты данных, переданные в сигнале. Эта обработка обычно включает операции демодуляции, декодирования и исправления ошибок. Групповой процессор 34 обычно реализуется в одном или нескольких процессорах цифровых сигналов (DSP) и в специализированных интегральных схемах (ASIC).

При передаче групповой процессор 34 получает оцифрованные данные, которые могут представлять собой речь, видео, данные или управляющую информацию, из системы управления 32 в кодированном виде. Кодированные данные поступают к передатчику 136, который используется модулятором для модулирования одного или нескольких сигналов несущей в требуемую частоту или частоты передачи. Усилитель мощности (не показан) усиливает модулированные сигналы несущей до уровня, подходящего для передачи, и передает модулированный сигнал несущей антеннам 130 через согласующую цепь (не показана). Как известно специалистам в данной области, могут использоваться различные способы модуляции и обработки для передачи сигнала между мобильными станциями 16 и базовыми станциями 14 непосредственно или через ретрансляционные станции 15.

Модуляция OFDM

При модуляции OFDM полоса передачи делится на множество ортогональных несущих. Каждая несущая модулируется в соответствии с передаваемыми цифровыми данными. Поскольку OFDM делит полосу передачи на множество несущих, полоса пропускания на одну несущую уменьшается и время модуляции на несущую увеличивается. Поскольку множество несущих передается параллельно, скорость передачи цифровых данных или символов на любой данной несущей ниже, чем когда используется одиночная несущая.

Модуляция OFDM включает использование быстрого обратного преобразования Фурье (IFFT) передаваемой информации. При демодуляции на принятом сигнале выполняется быстрое преобразование Фурье (FFT), чтобы восстановить переданную информацию. Практически, IFFT и FFT обеспечиваются цифровой обработкой сигналов, включающей обратное дискретное преобразование Фурье (IDFT) и дискретное преобразование Фурье (DFT), соответственно. Таким образом, типичный признак модуляции OFDM заключается в том, что ортогональные несущие формируются для многократных полос в пределах канала передачи. Модулируемые сигналы являются цифровыми сигналами, имеющими относительно низкую скорость передачи и способными к пребыванию в пределах их соответствующих полос. Отдельные несущие не модулируются непосредственно цифровыми сигналами. Вместо этого все несущие модулируются сразу обработкой IFFT.

При работе OFDM предпочтительно используется, по меньшей мере, для передачи сигналов по нисходящей линии связи от базовых станций 14 к мобильным станциям 16. Каждая из базовых станций 14 имеет n передающих антенн 28 (n>=1), и каждая из мобильных станций 16 имеет m приемных антенн 40 (m>=1). Отметим, что соответствующие антенны могут использоваться для приема и передачи с помощью соответствующих дуплексеров или переключателей и называются так только для ясности изложения.

Когда используются ретрансляционные станции 15, OFDM предпочтительно используется для передачи сигналов по нисходящей линии связи от базовых станций 14 к ретрансляционным станциям и от ретрансляционных станций к мобильным станциям 16.

Ретрансляционная станция

На фигуре 4 показана примерная ретрансляционная станция 15. Аналогично базовым станциям 14 и мобильным станциям 16 ретрансляционная станция 15 имеет систему управления 132, групповой процессор 134, передатчик 136, приемник 138, многократные антенны 130 и ретранслятор 142. Ретранслятор 142 позволяет ретрансляционной станции 15 установить связь между одной из базовых станций 14 и одной из мобильных станций 16. Приемник 138 получает радиочастотные сигналы, переносящие информацию от одной или нескольких базовых станций 14 и мобильных станций 16. Малошумящий усилитель и фильтр (не показаны) могут быть использованы для усиления сигнала и удаления широкополосной помехи из сигнала, предназначенного для последующей обработки. Схема преобразования с понижением частоты и оцифровки (не показана) преобразуют полученный отфильтрованный сигнал с понижением частоты до сигнала промежуточной или групповой частоты, и указанный сигнал затем оцифровывается в один или несколько цифровых потоков.

Групповой процессор 134 обрабатывает цифровые потоки, чтобы извлечь информационные биты или биты данных, переданные в сигнале. Эта обработка обычно включает операции демодуляции, декодирования и исправления ошибок. Групповой процессор 134 обычно реализуется в одном или нескольких процессорах цифровых сигналов (DSP) и специализированных интегральных схемах (ASIC).

Для передачи групповой процессор 134 получает оцифрованные данные, которые могут представлять собой речь, видео, данные или управляющую информацию, от системы управления 132 и кодирует эти данные для передачи. Кодированные данные выводятся к передатчику 136, где они используется модулятором, чтобы модулировать один или несколько сигналов несущей на желательной частоте или частотах передачи. Усилитель мощности (не показан) усиливает модулированные сигналы несущей до уровня, подходящего для передачи, и передает модулированный сигнал несущей антеннам 130 через согласующую цепь (не показана). Как известно специалистам в данной области, могут использоваться различные способы модуляции и обработки для передачи сигнала между мобильными станциями 16 и базовыми станциями 14, прямо или косвенно через ретрансляционные станции 15, как описано выше.

На фигуре 5 представлена логическая архитектура передачи OFDM, описание которой приводится ниже. Как показано на фигуре 1, первоначально центр управления базовой станцией 10 посылает данные, которые будут переданы различными мобильными станциями 16 на базовые станции 14, либо прямо, либо с помощью одной из ретрансляционных станций 15. Базовые станции 14 могут использовать индикаторы качества канала (CQI), связанные с мобильными станциями 16, чтобы запланировать данные для передачи и выбрать соответствующие кодирование и модуляцию для передачи запланированных данных. Например, в соответствии с одним примером воплощения изобретения используется знание зарегистрированных пользователей и их геометрии или отношения сигнал-шум (SNR), чтобы выделить схему модуляции и кодирования (MCS) для данного кадра OFDM. Индикаторы CQI могут быть обеспечены непосредственно мобильными станциями 16 или могут быть определены базовыми станциями 14 на основе информации, предоставленной мобильными станциями. В любом случае, CQI для каждой из мобильных станций 16 является функцией степени, до которой амплитуда канала (или отклик) изменяется в диапазоне частот OFDM.

Передача запланированных данных на мобильную станцию

На фигурах 1 и 5 запланированные данные 44 представляют собой поток битов, и этот поток скремблирован способом, уменьшающим отношение пикового значения мощности к среднему, связанное с данными, используя логику скремблирования данных 46. Контроль циклическим избыточным кодом (CRC) для скремблированных данных определяется и добавляется к скремблированным данным, используя логику добавления CRC 48. После этого выполняется кодирование канала, используя кодер канала 50, чтобы эффективно добавить избыточность к данным и облегчить восстановление и исправление ошибок на мобильных станциях 16. Кодирование канала для конкретной мобильной станции 16 выполняется на основе CQI, связанного с определенной мобильной станцией. В некоторых реализациях кодер канала 50 использует известные способы турбокодирования. Кодированные данные затем обрабатываются логикой согласования уровня 52, чтобы компенсировать расширение данных, связанное с кодированием.

Логика чередования битов 54 систематически переупорядочивает биты в закодированных данных, чтобы минимизировать потерю последовательных битов данных. Переупорядоченные биты данных систематически отображаются в соответствующие символы в зависимости от выбранной модуляции основной полосы частот логикой отображения 56. Предпочтительно, используется квадратурная амплитудная модуляция (QAM) или квадратурная фазовая модуляция (QPSK). Степень модуляции выбирается на основе CQI, связанного с определенной мобильной станцией, как обсуждено выше со ссылкой на фигуры 14-20. Символы могут систематически переупорядочиваться, используя символ логику чередования 58, чтобы дополнительно поддержать целостность переданного сигнала при периодической потере данных, вызванной частотным замиранием.

На данном этапе группы битов были преобразованы в символы, представляющие местоположение в амплитудной и фазовой совокупности. Когда требуется пространственное разнесение, блоки символов обрабатываются пространственно-временным блочным кодом (STC) логического кодера 60, который изменяет символы способом, делающим переданные сигналы более стойкими к помехам и легче декодируемыми на мобильных станциях 16. Логический кодер STC 60 обработает входящие символы и обеспечивает n выходов, соответствующих числу передающих антенн 28 базовой станции 14. Система управления 20 и/или групповой процессор 22, описанный выше со ссылкой на фигуру 5, обеспечивают управляющий сигнал отображения для управления кодером STC. Предположим, что на данном этапе символы для n выходов являются репрезентативными для данных, которые будут переданы и могут быть восстановлены мобильными станциями 16.

Для настоящего примера предположим, что базовая станция (14 на фигуре 1) имеет две передающие антенны 28 (n=2) и логический кодер STC 60, обеспечивающий два выходных потока символов. Каждый из выходных потоков символов передается по соответствующему выходному тракту 61, 63, которые показаны отдельно для простоты понимания. Специалисты в данной области понимают, что для такой обработки цифровых сигналов можно использовать один или несколько процессоров. В каждом выходном пути процессор 62 IFFT будет работать на символах, обеспеченных для этой цели, чтобы выполнить преобразование Фурье. Выход процессора IFFT 62 обеспечивает символы во временном интервале. Символы во временном интервале, также известные как символы OFDM, группируются в кадры, назначая префикс префиксной функцией вставки 64. Результирующий кадр преобразуется в цифровой области в промежуточную частоту и преобра