Способ и устройство передачи и приема данных в сигнальном фрейме

Способ и устройство передачи и приема данных в сигнальном фрейме

Иллюстрации

Показать все

Реферат

ПЕРЕКРЕСНАЯ ССЫЛКА НА РОДСТВЕННЫЕ ЗАЯВКИ

[001] Настоящая заявка по положению документа 35 USC § 119(e) подана в пользу предварительной патентной заявки США номер 61/222,976, поданной 3 июля 2009 года. Содержание вышеупомянутой патентной заявки включено здесь в качестве ссылки.

[002] Настоящая заявка является частично продолжающей заявку США на патент (порядковый номер tbd), следующий из преобразования по документу 37 C.F.R § 1.53(c)(3) предварительной патентной заявки США номер 61/222,976, поданной 3 июля 2009 года, и которая сама подана в пользу предварительной патентной заявки США порядковый номер 61/078,544, поданной 7 июля 2008 года. Содержание вышеупомянутых патентных заявок включено здесь в качестве ссылки.

ОБЛАСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[003] Настоящее изобретение относится в целом к области передачи данных через беспроводное соединение и, более конкретно, к передаче данных через сигнальные фреймы, которые включают многочисленные преамбулы синхронизации.

ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[004] Спрос на услуги, в которых данные передаются через беспроводное соединение, постоянно растет и, как ожидают, будет продолжать расти. Сюда входят приложения, в которых данные передаются через мобильную сотовую телефонию или другую мобильную телефонию, системы персональной связи (PCS) и цифровое телевидение или телевидение высокой четкости (HDTV). Хотя спрос на эти услуги растет, полоса пропускания канала, по которому могут быть поставлены данные, ограничена. Следовательно, требуется доставка данных с высокими скоростями при ограниченной полосе пропускания эффективным и экономически выгодным способом.

[005] Известен способ эффективной передачи высокоскоростных данных по каналу при использовании ортогонального частотного уплотнения каналов (OFDM). Высокоскоростные сигналы данных делятся на десятки или сотни сигналов с более низкой скоростью, которые передаются параллельно по соответствующим частотам в пределах основной радиочастоты (RF) сигнала, которые известны как поднесущие частоты ("поднесущие"). Спектры частот поднесущих накладываются так, чтобы интервал между ними был бы минимальным. Поднесущие также являются ортогональными по отношению друг к другу с тем, чтобы они были статистически независимы и не создавали перекрестных помех или мешали друг другу иным образом. В результате полоса пропускания канала используется намного более эффективно, чем в обычных схемах передачи с одиночной несущей, например при амплитудной или частотной модуляции (AM/FM).

[006] Другой подход к обеспечению более эффективного использования полосы пропускания канала направлен на передачу данных, используя базовую станцию, имеющую многократные антенны, с последующим получением переданных данных, используя удаленную станцию, имеющую многократные приемные антенны с множественным входом - множественным выходом (MIMO). Данные могут передаваться с пространственным разнесением между сигналами, изучаемыми соответствующими антеннами, увеличивая таким образом информационную емкость благодаря увеличению числа антенн. Альтернативно, данные передаются с временной диверсификацией между сигналами, переданными соответствующими антеннами, уменьшая таким образом вероятность пропадания сигнала.

[007] В системах OFDM и MIMO преамбула может быть вставлена в сигнальный фрейм, чтобы обеспечить следующие процессы: идентификацию базовой станции и выбор станции, измерение CIR, фреймовую и временную синхронизацию, синхронизацию частоты, так же как оценку канала. Во многих случаях поиск преамбулы требует большого объема вычислений на станции абонента. Для поиска первоначальной ячейки нет никаких предварительных знаний о позициях синхронизации для потенциальных кандидатов базовой станции; следовательно, станция абонента должна выполнить корреляции со всеми возможными последовательностями псевдошумов (PN) для каждого положения окна быстрого преобразования Фурье в пределах всего окна поиска. Такое окно могло быть еще больше для синхронной сети базовых станций. Для передачи управления, даже при наличии информации о списке смежных базовых станций, полученной от прикрепленной базовой станции, поиск преамбулы имеет чрезмерно высокую вычислительную сложность.

[008] Усовершенствования в системах связи, таких как стандарты в эволюции WiMAX, привели к концепциям, которые полагаются на начальную структуру фрейма, найденную в исходном стандарте 802.16е. Эти концепции приводят к новым возможностям для адресации и синхронизации в системах связи. Эти концепции и возможности также могут быть применены к любой системе 3GPP или 3GPP2.

[009] Следовательно, требуется найти преамбулы, которые обеспечивают легкую и быструю синхронизацию между станцией абонента и базовыми станциями и которые уменьшают сложность быстрого поиска ячейки после грубой синхронизации.

[010] Соответственно, имеется потребность в улучшенной структуре преамбулы, способе и устройстве, которые являются подходящими для мобильных систем беспроводного широкополосного доступа.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[011] В соответствии с первой общей целью настоящее изобретение обеспечивает способ передачи данных в сигнальном фрейме. Способ включает вставку первой преамбулы синхронизации в первое местоположение в сигнальном фрейме и вставку второй преамбулы синхронизации во второе местоположение в сигнальном фрейме, в котором первая преамбула синхронизации передает информацию, указывающую на второе местоположение. Способ далее включает передачу сигнального фрейма приемному устройству в среде беспроводной связи.

[012] В соответствии со второй общей целью настоящее изобретение обеспечивает способ формирования сигнального фрейма. Способ включает определение первого местоположения в сигнальном фрейме для того, чтобы вставить первую преамбулу синхронизации, и второго местоположения в сигнальном фрейме для того, чтобы вставить вторую преамбулу синхронизации, формируя первую преамбулу синхронизации, по меньшей мере, частично на основе определения второго местоположения второй преамбулы синхронизации, вставляя первую преамбулу синхронизации в определенное первое местоположение в сигнальном фрейме, вставляя вторую преамбулу синхронизации в определенное второе местоположение в сигнальном фрейме и передавая сигнальный фрейм в приемное устройство в среде беспроводной связи.

[013] В соответствии с третьей общей целью настоящее изобретение обеспечивает передающее устройство для передачи сигнального фрейма в среде беспроводной связи. Передающее устройство включает блок управления, используемый для определения первого местоположения в сигнальном фрейме для первой преамбулы синхронизации и второго местоположения в сигнальном фрейме для второй преамбулы синхронизации, формируя первую преамбулу синхронизации, по меньшей мере, частично на основе определения второго местоположения второй преамбулы синхронизации, вставляя первую преамбулу синхронизации в определенное первое местоположение в сигнальном фрейме и вставляя вторую преамбулу синхронизации в определенное второе местоположение в сигнальном фрейме. Передающее устройство дополнительно включает схему передачи сигнального фрейма приемному устройству.

[014] В соответствии с четвертой общей целью настоящее изобретение обеспечивает способ приема сигнального фрейма в среде беспроводной связи. Способ включает получение радиосигнала, содержащего множество сигнальных фреймов, в котором каждый сигнальный фрейм содержит первую преамбулу синхронизации и вторую преамбулу синхронизации, идентифицируя первую преамбулу синхронизации в данном сигнальном фрейме, определяя, по меньшей мере, частично на основе информации, переданной первой преамбулой синхронизации местоположение второй преамбулы синхронизации в данном сигнальном фрейме, и для получения переданного служебного сообщения из комбинации первой преамбулы синхронизации и второй преамбулы синхронизации.

[015] В соответствии с пятой общей целью настоящее изобретение обеспечивает приемное устройство для приема сигнального фрейма в среде беспроводной связи. Приемное устройство включает приемник и блок управления. Приемник служит для приема радиосигнала, содержащего множество сигнальных фреймов, в котором каждый сигнальный фрейм содержит первую преамбулу синхронизации и вторую преамбулу синхронизации. Блок управления используется для идентификации преамбулы синхронизации в данном сигнальном фрейме радиосигнала, определяя, по меньшей мере, частично на основе информации, переданной первой преамбулой синхронизации, местоположение второй преамбулы синхронизации в данном сигнальном фрейме, и для получения переданного служебного сообщения из комбинации первой преамбулы синхронизации и второй преамбулы синхронизации.

[016] Эти и другие цели и признаки настоящего изобретения станут очевидными для специалистов в данной области из анализа последующего описания конкретных примеров воплощения изобретения и сопроводительных чертежей.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

[017] На сопроводительных чертежах:

[018] Фигура 1 - блок-схема системы беспроводной связи;

[019] Фигура 2 - блок-схема базовой станции согласно не ограничивающему примеру воплощения настоящего изобретения;

[020] Фигура 3 - блок-схема мобильной станции согласно не ограничивающему примеру воплощения настоящего изобретения;

[021] Фигура 4 - блок-схема ретрансляционной станции согласно не ограничивающему примеру воплощения настоящего изобретения;

[022] Фигура 5 иллюстрирует логический разрыв архитектуры передатчика согласно не ограничивающему примеру воплощения настоящего изобретения;

[023] Фигура 6 иллюстрирует логический разрыв архитектуры приемника согласно не ограничивающему примеру воплощения настоящего изобретения;

[024] Фигура 7 показывает фигуру 1 из IEEE 802.16m-08/003rl, пример общей сетевой архитектуры;

[025] Фигура 8 показывает фигуру 2 из IEEE 802.16m-08/003rl, ретрансляционная станция в общей сетевой архитектуре;

[026] Фигура 9 показывает фигуру 3 из IEEE 802.16m-08/003rl, опорная системная модель;

[027] Фигура 10 показывает фигуру 4 из IEEE 802.16m-08/003rl, структура протокола 802.16m IEEE;

[028] Фигура 11 показывает фигуру 5 из IEEE 802.16m-08/003rl, плоскость обработки потока данных MS/BS 802.16m IEEE;

[029] Фигура 12 показывает фигуру 6 из IEEE 802.16m-08/003rl, плоскость управления потоком обрабатываемых данных MS/BS 802.16m IEEE;

[030] Фигура 13 показывает фигуру 7 из IEEE 802.16m-08/003rl, универсальная архитектура протокола поддержки системы с несколькими несущими;

[031] Фигура 14 - пример сигнала, содержащего фреймы, субфреймы и первые и вторые последовательности синхронизации;

[032] Фигуры 15(а)-(с) - не ограничивающие представления канала синхронизации относительно первичных и вторичных несущих частот;

[033] Фигуры 16(а)-(с) - не ограничивающие представления первичного и вторичного каналов синхронизации относительно первичных и вторичных несущих частот;

[034] Фигура 17 иллюстрирует не ограничивающий пример способа, используемого передающим устройством для передачи сигналов в среде беспроводной связи; и

[035] Фигура 18 иллюстрирует не ограничивающий пример способа, используемого приемным устройством для получения сигналов в среде беспроводной связи.

[036] Другие цели и признаки настоящего изобретения станут очевидными для обычных специалистов из анализа следующего описания конкретных примеров воплощения изобретения со ссылками на сопроводительные чертежи.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ

[037] На фигуре 1 представлен центр управления базовой станцией (BSC) 10, который управляет беспроводной связью в зоне многочисленных ячеек 12, и эти ячейкам 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, используя OFDM с мобильными и/или беспроводными терминалами 16, которые находятся в пределах ячейки 12, связанной с соответствующей базовой станцией 14. Перемещение мобильных терминалов (MS) 16 относительно базовых станций 14 вызывает существенные колебания в условиях работы канала. Как показано на чертеже, базовые станции 14 и мобильные терминалы 16 могут включать многократные антенны, чтобы обеспечить пространственное разнесение для связи. В некоторых конфигурациях ретрансляционные станции 15 могут обеспечивать связь между базовыми станциями 14 и беспроводными терминалами 16. Беспроводные мобильные терминалы 16 могут быть перенаправлены 18 от любой ячейки 12, сектора 13, зоны (не показана), базовой станции 14 или ретрансляционной станции (RS) 15 к другой ячейке 12, сектору 13, зоне (не показана), базовой станции 14 или 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) через транспортную сеть связи 11. В некоторых конфигурациях центр управления базовой станцией 10 не является необходимым.

[038] На фигуре 2 приведен пример базовой станции 14. Базовая станция 14 обычно включает блок управления 20, групповой процессор 22, передатчик 24, приемник 26, многократные антенны 28 и сетевой интерфейс 30. Приемник 26 получает радиочастотные сигналы, переносящие информацию от одной или нескольких удаленных передатчиков мобильных терминалов 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 широкополосной помехи из сигнала, предназначенного для последующей обработки. Схема преобразования с понижением частоты и оцифровки (не показана) затем преобразуют полученный отфильтрованный сигнал с понижением частоты до сигнала промежуточной или групповой частоты, который затем оцифровывается в один или несколько цифровых потоков.

[039] Групповой процессор 22 обрабатывает полученный оцифрованный сигнал, чтобы извлечь информационные биты или биты данных, переданные в полученном сигнале. Эта обработка обычно включает демодуляцию, декодирование и операцию исправления ошибок. Групповой процессор 22 обычно реализуется в одном или нескольких процессорах цифровых сигналов (DSP) или в специализированных интегральных схемах (ASIC). Полученная информация затем отправляется в беспроводную сеть через сетевой интерфейс 30 или передается другим мобильным терминалам 16, обслуживаемым базовой станцией 14, либо непосредственно, либо с помощью ретранслятора 15.

[040] На стороне передачи групповой процессор 22 получает оцифрованные данные, которые могут представлять собой речь, данные или управляющую информацию, от сетевого интерфейса 30 под управлением блока управления 20 и кодирует данные для передачи, причем кодированные данные выводятся к передатчику 24, где они модулируются одним или несколькими сигналами несущей, имеющей требуемую частоту или частоты передачи. Усилитель мощности (не показан) усиливает модулируемые сигналы несущей до уровня, подходящего для передачи, и сигналы с модулированной несущей поступают к антеннам 28 через соответствующую сеть (не показана). Детали модуляции и обработки описываются ниже более подробно.

[041] На фигуре 3 показан пример мобильных терминалов 16. Аналогично базовой станции 14 мобильные терминальные 16 будут включать блок управления 32, групповой процессор 34, передатчик 36, приемник 38, многократные антенны 40, интерфейс и терминал пользователя 42. Приемник 38 получает радиочастотные сигналы, переносящие информацию от одного или нескольких беспроводных передатчиков, которые могут быть базовыми станциями 14 и/или ретрансляторами 15. Малошумящий усилитель и фильтр (не показаны) могут взаимодействовать для усиления сигналов и удаления широкополосной помехи из сигнала, предназначенного для последующей обработки. Преобразование с понижением частоты и схема оцифровки (не показаны) преобразуют полученный отфильтрованный сигнал с понижением частоты до сигнала промежуточной или групповой частоты, и указанный сигнал затем оцифровывается в один или несколько цифровых потоков.

[042] Групповой процессор 34 обрабатывает принятый оцифрованный сигнал, 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 специализированных интегральных схемах (ASIC).

[043] Для передачи групповой процессор 34 получает оцифрованные данные, которые могут представлять собой речь, видео, данные или управляющую информацию, от блока управления 32 и кодирует эти данные для передачи. Кодированные данные выводятся к передатчику 36, 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 40 через согласующую цепь (не показана). Как известно специалистам в данной области, могут использоваться различные способы модуляции и обработки для передачи сигнала между мобильным терминалом и базовой станцией, прямо или косвенно через ретрансляционную станцию 15.

[044] При модуляции OFDM полоса передачи делится на множество ортогональных несущих. Каждая несущая модулируется согласно передаваемым цифровым данным. Поскольку OFDM делит полосу передачи на множество несущих, полоса пропускания на 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 одна несущая.

[045] 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.

[046] 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).

[047] Отметим, что соответствующие антенны могут использоваться для приема и передачи с помощью соответствующих дуплексеров или переключателей и называются так только для ясности изложения.

[048] 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.

[049] На фигуре 4 показана примерная ретрансляционная станция 15. Аналогично базовой станции 14 и мобильному терминалу 16 ретрансляционная станция 15 имеет блок 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. Преобразование с понижением частоты и схема оцифровки (не показаны) преобразуют полученный отфильтрованный сигнал с понижением частоты до сигнала промежуточной или групповой частоты, и указанный сигнал затем оцифровывается в один или несколько цифровых потоков.

[050) Групповой процессор 134 обрабатывает принятый цифровой сигнал, чтобы извлечь информацию 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).

[051] Для передачи групповой процессор 134 получает оцифрованные данные, которые могут представлять собой речь, видео, данные или управляющую информацию, из блока 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.

[052] На фигуре 5 описывается логическая архитектура передачи OFDM. 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 соответствующее кодирование и модуляцию для передачи запланированных данных. 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.

[053] Запланированные данные 44, которые представляют собой поток, скремблируемый способом, уменьшающим отношение пикового значения мощности к среднему, связанного 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. 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.

[054] Логика чередования битов 54 систематически переупорядочивает биты в закодированных данных, чтобы минимизировать потерю последовательных битов данных. Полученные 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 предпочтительно выбирается на основе CQI для конкретного мобильного терминала. Символы могут систематически переупорядочиваться, используя логику чередования символов 58, чтобы дополнительно поддержать целостность переданного сигнала при периодической потере данных, вызванной замиранием сигнала.

[055] На данном этапе группы битов были преобразованы в символы, представляющие расположения 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. Блок 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.

[056] Для целей настоящего примера, предположим, что базовая станция 14 имеет две передающие антенны 28 (n=2) и логический кодер STC 60, обеспечивающий два выходных потока символов. Соответственно, каждый из выходных потоков символов передается на соответствующий процессор IFFT 62, показанный отдельно для простоты изложения. Специалистам ясно, что можно использовать один или несколько процессоров для обработки такого цифрового сигнала по схеме с одним процессором или в комбинации с другими описываемыми здесь процессорами. Процессор 62 IFFT будет предпочтительно работать на соответствующих символах, чтобы обеспе5чить обратное преобразование Фурье. Выход процессора IFFT 62 обеспечивает символы во временном интервале. Символы во временном интервале группируются во фреймы, которые связаны с префиксом логикой вставки префикса 64. Каждый из полученных сигналов преобразуется с повышением частоты в частотной области до промежуточной частоты и преобразуется в аналоговый сигнал с соответствующим цифровым преобразованием с повышением частоты (DUC) и цифроаналоговую схему преобразования (D/A) 66. Полученные аналоговые сигналы затем одновременно модулируются на требуемой радиочастоте (РЧ), усиливаются и передаются через схему РЧ 68 на передающие антенны 28. Отметим, что пилот-сигналы, известные намеченному мобильному терминалу 16, рассеяны среди поднесущих. Мобильный терминал 16, который подробно обсужден ниже, будет использовать пилот-сигналы для оценки канала.

[057] Обратимся теперь к фигуре 6, иллюстрирующей прием переданных сигналов одним из мобильных терминалов 16 либо непосредственно от одной из базовых станций (14 на фигуре 1), либо с помощью ретранслятора 15. По прибытии переданных сигналов на каждую из приемных антенн 40 мобильныого терминала 16 эти сигналы демодулируются и усиливаются соответствующей схемой РЧ 70. Для ясности, подробно описывается только один из этих двух путей получения сигналов. Аналого-цифровой преобразователь и схема преобразования с понижением частоты (A/D) 72 преобразует и оцифровывает аналоговый сигнал с понижением частоты для последующей цифровой обработки. Результирующий оцифрованный сигнал может использоваться автоматической схемой управления усилением (AGC) 74, чтобы управлять усилением усилителей в схеме РЧ 70 на основе полученного уровня сигнала.

[058] Первоначально оцифрованный сигнал предназначен для логики синхронизации 76, выполняющей функцию грубой синхронизации 78, для буферизации нескольких символов OFDM и вычисления автокорреляции между двумя последовательными символами OFDM. Полученный указатель времени, соответствующий максимуму результата корреляции, определяет окно поиска точной синхронизации, которое используется функцией точной синхронизации 80 для определения стартовой позиции фреймов на основе заголовков. Выход функции точной синхронизации 80 облегчает сбор фреймов логикой цикловой синхронизации 84. Надлежащая цикловая синхронизация важна для того, чтобы последующая обработка FFT обеспечивала точное преобразование от временного интервала до частотной области. Алгоритм точной синхронизации основан на корреляции между полученными пилот-сигналами, переносимыми заголовками, и местной копией известных пилотных данных. После цикловой синхронизации префикс символа OFDM удаляется логикой удаления префикса 86 и результирующие выборки передаются функции сдвига/исправления частоты 88, которая компенсирует системный сдвиг частоты, вызванный рассогласованием гетеродинов передатчика и приемника. Предпочтительно логика синхронизации 76 включает функцию оценки сдвига частоты и времени 82, которая использует заголовки для оценки сдвига частоты и сдвига времени в переданном сигнале и обеспечивает эти оценки для функции сдвига/исправления частоты 88, чтобы должным образом обработать символы OFDM.

[059] На данном этапе символы OFDM во временном интервале готовы к преобразованию в частотной области функцией обработки FFT 90. Результатом является ряд символов частотной области, которые передаются функции обработки 92. Функция обработки 92 извлекает рассеянные пилот-сигналы, используя функцию 94 для извлечения рассеянных пилот-сигналов, определяет оценку канала на основе извлеченных пилот-сигналов, используя функцию оценки канала 96, и обеспечивает отклик канала для всех поднесущих, используя функцию реконструкции канала 98. Чтобы определить отклик канала для каждой из поднесущих, пилот-сигнал, в основном, состоит из множества опорных символов, которые рассеиваются среди символов данных по всем поднесущим OFDM по времени и частоте в известном шаблоне. Далее на фигуре 6 логика обработки сравнивает полученные опорные символы с опорными символами, которые ожидаются в определенных поднесущих в определенное время, для определения отклика канала для поднесущих, в которых были переданы опорные символы. Результаты интерполируются, чтобы оценить отклик канала для большинства, если не для всех, остающихся поднесущих, для которых не были обеспечены опорные символы. Фактические и интерполированные отклики канала используются для оценки общего отклика канала, который включает отклики канала для большинства, если не всех, поднесущих в канале OFDM.

[060] Символы частотной области и информация о реконструкции канала, которые получены из откликов канала для каждого приемного тракта, передаются в декодер STC 100, который обеспечивает декодирование STC на обоих приемных трактах, чтобы восстановить переданные символы. Информация о реконструкции канала обеспечивает информацию о коррекции декодеру STC 100, достаточную, чтобы удалить эффекты канала передачи при обработке соответствующих символов частотной области.

[061] Восстановленные символы перемещаются назад в определенном порядке, используя логику 102 дечередования символов, которая соответствует логике 58 чередования символа передатчика. Дечередующиеся символы затем демодулируются или передаются в соответствующий поток битов 104. Биты затем дечередуются, используя логику дечередования 106, которая соответствует логике 54 чередования битов архитектуры передатчика. Дечередующиеся биты затем обрабатываются логикой рассогласования уровня 108 и передаются логике декодера канала 110, чтобы восстановить первоначально скремблированные данные и контрольную сумму CRC. Соответственно, логика CRC 112 удаляет контрольную сумму CRC, проверяет скремблированные данные обычным образом и передает их логике дескремблирования 114 для дескремблирования, используя известный код дескремблирования базовой станции, чтобы получить первоначально переданные данные 116.

[062] Параллельно с восстановлением данных 116 идентификатор CQI или, по меньшей мере, информация, достаточная для создания CQI в каждой из базовых станций 14, определяется и передается на каждую из базовых станций. Как отмечено выше, CQI может быть функцией отношения несущей к помехе (CR), так же как степенью, до которой отклик канала изменяется через различные поднесущие в частотном диапазоне OFDM. Для этого примера воплощения усиление канала для каждой поднесущей в частотном диапазоне OFDM, используемом для передачи информации, сравнивается относительно друг друга для определения степени, до которой усиление канала изменяется в частотном диапазоне OFDM. Хотя известно много способов измерения степени изменения, любой способ должен вычислить стандартное отклонение усиления канала для каждой поднесущей по всему диапазону частот OFDM, используемому для передачи данных.

[063] В некоторых примерах воплощения ретрансляционная станция может работать с разделением времени, используя только один приемопередатчик, или альтернативно иметь несколько приемопередатчиков.

[064] На фигурах 1-6 показана система связи, которая может быть использована для реализации одного примера воплощения. Следует понимать, что примеры воплощения заявки могут быть реализованы с системами связи, имеющими архитектуру, которая отличается от конкретного примера, но которая работает способом, не противоречащим реализации описанных здесь примеров воплощения.

[065] Возвратимся теперь к фигуре 7, на которой показана эталонная модель сети, которая является логическим представлением сети, поддерживающей беспроводную связь среди вышеупомянутых базовых станций (BS) 14, MS 16 и RS 15, в соответствии с не ограничивающим примером воплощения настоящего изобретения. Эталонная модель сети идентифицирует функциональные объекты и контрольные точки, по которым достигается функциональная совместимость между этими функциональными объектами. Конкретно, эталонная модель сети может включать MS 16, сеть доступа к услугам (ASN) и сеть обеспечения услуг связи (CSN).

[066] ASN может быть определена как полный набор сетевых функций, обеспечивающий беспроводной доступ к абоненту (например, абоненту IEEE 802.16e/m). ASN может включить сетевые элементы, такие как одна или несколько базовых станций 14 и один или несколько шлюзов ASN. В ASN могут быть совместно использованы несколько CSN. ASN может обеспечить следующие функции:

- Уровень -1 и уровень 2 связи с MS 16;

- Передачу сообщений AAA поставщику услуг домашней сети абонента (H-NSP) для аутентификации, авторизации и учета сеанса связи абонента;

- Открытие сети и выбор предпочтительного NSP абонента;

- Функции ретранслятора для установления уровня 3 связи (L3) с MS 16 (например, размещение IP-адресов);

- Радиоуправление ресурсом.

[067] В дополнение к вышеупомянутым функциям для переносимой и мобильной среды ASN может дополнительно поддерживать следующие функции:

- Связанную с ASN мобильность;

- Связанную с CSN мобильность в пределах сектора;

- пейджинг;

- связь ASN-CSN.

[068] Со своей стороны, CSN может быть определена как ряд сетевых функций, которые предоставляют услуги связи IP абоненту. CSN может обеспечить следующие функции:

- IP-адрес MS и выделение параметра конечной точки для пользовательских сеансов связи;

- прокси AAA или сервер;

- политику и управление допуском на основе профиля подписки пользователя;

- туннельную поддержку ASN-CSN;

- тарификацию и урегулирование споров между абонентом и оператором;

- меж-CSN туннелирование для роуминга;

- меж-ASN мобильность.

[069] CSN может предоставить услуги, такие как услуги на основе определения местоположения, одноранговую связь, настройку, авторизацию и/или связь со службами мультимедиа IP. CSN может дополнительно включить сетевые элементы, такие как маршрутизаторы, прокси-серверы AAA, пользовательские базы данных и шлюз для взаимодействия мобильных станций. В контексте IEEE 802.16m CSN может быть развернута как часть NSP 802.16m IEEE или как часть обязательного NSP IEEE 802.16е.

[070] Кроме того, RS 15 может быть развернута, чтобы предоставить улучшенное покрытие и/или повышенную производительность. Со ссылкой на фигуру 8, BS 14, которая может поддерживать устаревшие RS, связанные с устаревшими RS в "зоне устаревшего протокола". Базовая станция 14 не обязана оказывать поддержку устаревшего протокола в "зоне 16m". Проект протокола ретранслятора может быть на основе проекта 802-16] IEEE, хотя он может отличаться от протоколов IEEE 802-16j, используемых в "устаревший зоне".

[071] На фигуре 9 показана эталонная модель системы, которая применима как к MS 16, так и к BS 14 и включает различные функциональн