Способ управления доступом в беспроводной системе связи

Способ управления доступом в беспроводной системе связи

Иллюстрации

Показать все

Реферат

ПЕРЕКРЕСТНАЯ ССЫЛКА НА РОДСТВЕННЫЕ ЗАЯВКИ

В настоящей заявке испрашивается конвенционный приоритет по дате подаче временной заявки US 61/223,134, поданной 06 июля 2009 г., полное содержание которой вводится ссылкой в настоящую заявку.

Настоящая заявка является частичным продолжением безусловной заявки (номер подлежит уточнению), полученной в результате преобразования в соответствии с 37 C.F.R. § 1.53(c)(3) временной заявки US 61/223,134, поданной 06 июля 2009 г., в которой испрашивается конвенционный приоритет по временной заявке US 61/078,570, поданной 7 июля 2008 г.

ПРИЛОЖЕНИЕ НА МИКРОФИШАХ

Не применимо.

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Настоящая заявка относится к технике беспроводной связи.

ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В проекте документа описания системы по стандарту IEEE 802.16m (IEEE 802.16m-08/003r1), датированного 15.04.2008, указывается: ′′Настоящий стандарт [802.16m] уточняет спецификацию WirelessMAN-OFDMA стандарта IEEE 802.16 для обеспечения улучшенного беспроводного интерфейса для работы в лицензированных диапазонах частот. Он отвечает требованиям сотового уровня следующего поколения сетей мобильной связи усовершенствованных систем IMT. Настоящее уточнение обеспечивает продолжение поддержки устаревшего оборудования WirelessMAN-OFDMA… Целью настоящего стандарта является обеспечение улучшения характеристик работы, необходимого для поддержки будущих усовершенствованных услуг и приложений, таких как, например, описанные союзом ITU в отчете ITU-R М.2072.′′

Кроме того, в документе ′′Требования к системам по стандарту IEEE 802.16m′′ (IEEE 802.16m-07/002r4), указывается: ′′Служебная информация, включая обмен информацией управления, а также служебная информация, относящаяся к передаче данных для всех приложений должна сокращаться, насколько это возможно без ухудшения общих характеристик работы, при обеспечении необходимой поддержки особенностей систем.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В настоящем изобретении предлагается способ для выполнения мобильной станцией в сети мобильной связи, включающий: получение из сети первого идентификатора мобильной станции при выполнении операции ranging, в которой участвует мобильная станция; использование первого идентификатора мобильной станции для извлечения содержимого по меньшей мере одного сообщения, полученного из сети при выполнении операции ranging; использование второго идентификатора мобильной станции, отличающегося от первого идентификатора, для извлечения содержимого по меньшей мере одного сообщения, полученного из сети после завершения операции ranging.

В настоящем изобретении также предлагается мобильная станция, содержащая: схемы приемного тракта, предназначенные для приема сообщений из сети, причем по меньшей мере одно сообщение получено при выполнении операции ranging и содержит первый идентификатор мобильной станции; и процессор, предназначенный для извлечения содержимого по меньшей мере одного сообщения, принятого из сети при выполнении операции ranging, в соответствии с первым идентификатором мобильной станции, и для извлечения содержимого по меньшей мере одного сообщения, принятого из сети после завершения операции ranging, в соответствии со вторым идентификатором, отличающимся от первого идентификатора мобильной станции.

В настоящем изобретении предлагается также машиночитаемый носитель информации, содержащий команды, считываемые компьютером, которые при их выполнении вычислительным устройством в мобильной станции, обеспечивают выполнение мобильной станцией: извлечения содержимого по меньшей мере одного сообщения, принятого из сети при выполнении операции ranging, в соответствии с первым идентификатором мобильной станции, и извлечения содержимого по меньшей мере одного сообщения, принятого из сети после завершения операции ranging, в соответствии со вторым идентификатором мобильной станции, отличающимся от первого идентификатора мобильной станции.

В настоящем изобретении также предлагается мобильная станция, содержащая: средство приема сообщений из сети, причем по меньшей мере одно сообщение получено при выполнении операции ranging и содержит первый идентификатор мобильной станции; средство извлечения содержимого по меньшей мере одного сообщения, принятого из сети при выполнении операции ranging, в соответствии с первым идентификатором мобильной станции, и средство извлечения содержимого по меньшей мере одного сообщения, принятого из сети после завершения операции ranging, в соответствии со вторым идентификатором, отличающимся от первого идентификатора мобильной станции.

В настоящем изобретении предлагается способ для выполнения базовой станцией в сети мобильной связи, включающий: передачу первого сообщения, предназначенного для мобильной станции, которое включает первый идентификатор для использования мобильной станцией при выполнении операции ranging; принятие решения о завершении операции ranging; передачу второго сообщения, предназначенного для мобильной станции, которое включает второй идентификатор для использования мобильной станцией при последующем обмене сообщениями с сетью.

В настоящем изобретении также предлагается базовая станция, содержащая: схемы передающего тракта, обеспечивающие передачу сообщений, предназначенных для мобильной станции; и процессор, обеспечивающий принятие решения о завершении операции ranging, в котором участвует мобильная станция, введение в первое сообщение, передаваемое при выполнении операции ranging, первого идентификатора мобильной станции для использования мобильной станцией при выполнении операции ranging и введение во второе сообщение второго идентификатора мобильной станции для использования мобильной станцией после завершения операции ranging.

В настоящем изобретении предлагается также машиночитаемый носитель информации, содержащий команды, считываемые компьютером, которые при их выполнении вычислительным устройством в базовой станции обеспечивают выполнение базовой станцией: введения в первое сообщение, предназначенное для мобильной станции, участвующей в процессе ranging, первого идентификатора мобильной станции для использования мобильной станцией при выполнении операции ranging; и введения во второе сообщение, предназначенное для мобильной станции, второго идентификатора мобильной станции для использования мобильной станцией после завершения операции ranging.

В настоящем изобретении также предлагается базовая станция, содержащая: средство передачи сообщений, предназначенных для мобильной станции; средство, обеспечивающее принятие решения о завершении операции ranging, в котором участвует мобильная станция; средство введения в первое сообщение, передаваемое при выполнении операции ranging, первого идентификатора мобильной станции для использования мобильной станцией при выполнении операции ranging, и средство введения во второе сообщение второго идентификатора мобильной станции для использования мобильной станцией после завершения операции ranging.

В настоящем изобретении также предлагается способ передачи данных, включающий: обращение к запоминающему устройству для получения данных, связанных с сервисным потоком, установленным с получателем, которые должны быть ему переданы; обращение к запоминающему устройству для получения управляющей информации, характеризующей сервисный поток; формирование дейтаграммы путем введения по меньшей мере некоторой части данных в полезную информацию дейтаграммы и введения в заголовок дейтаграммы управляющей информации, характеризующей сервисный поток, причем управляющая информация, характеризующая сервисный поток, занимает в заголовке меньше 16 бит; модуляцию ВЧ-сигнала дейтаграммой и передачу ВЧ-сигнала в среде беспроводной связи.

Другие особенности и признаки настоящего изобретения станут очевидными специалистам в данной области техники после ознакомления с нижеприведенным описанием конкретных вариантов осуществления изобретения вместе с прилагаемыми фигурами и приложениями.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Ниже описываются варианты осуществления настоящего изобретения, которые являются всего лишь примерами, со ссылками на прилагаемые фигуры чертежей, на которых одинаковые ссылочные номера на разных фигурах используются для указания сходных элементов:

фигура 1 - общая схема системы сотовой связи;

фигура 2 - блок-схема примера базовой станции, которая может быть использована для осуществления некоторых вариантов настоящего изобретения;

фигура 3 - блок-схема примера беспроводного терминала, который может быть использован для осуществления некоторых вариантов настоящего изобретения;

фигура 4 - блок-схема примера ретрансляционной станции, которая может быть использована для осуществления некоторых вариантов настоящего изобретения;

фигура 5 - логическая блок-схема примера OFDM-передатчика, который может быть использован для осуществления некоторых вариантов настоящего изобретения;

фигура 6 - логическая блок-схема примера OFDM-приемника, который может быть использован для осуществления некоторых вариантов настоящего изобретения;

фигура 7 - пример общей архитектуры сети, фигура 1 документа IEEE 802.16m-08/003r1;

фигура 8 - ретрансляционная станция в общей архитектуре сети, фигура 2 документа IEEE 802.16m-08/003r1;

фигура 9 - базовая модель системы, фигура 3 документа IEEE 802.16m-08/003r1;

фигура 10 - структура протокола стандарта IEEE 802.16m, фигура 4 документа IEEE 802.16m-08/003r1;

фигура 11 - блок-схема обработки потока данных между мобильной станцией (MS) и базовой станцией (BS) для IEEE 802.16m, фигура 5 документа IEEE 802.16m-08/003r1;

фигура 12 - блок-схема обработки управляющей информации между мобильной станцией и базовой станцией для стандарта IEEE 802.16m, фигура 6 документа IEEE 802.16m-08/003r1;

фигура 13 - архитектура общего протокола поддержки системы со многими несущими, фигура 7 документа IEEE 802.16m-08/003r1;

фигура 14 - блок-схема алгоритма обмена сообщениями между базовой станцией и мобильной станцией, участвующими в процессе ranging, для случая начального входа в сеть, в соответствии с одним из неограничивающих вариантов осуществления настоящего изобретения;

фигура 15 - принципиальная схема заголовка блока данных протокола управления доступом к среде (MAC PDU);

фигура 16 - один из вариантов блок-схемы алгоритма фигуры 14;

фигура 17 - другой вариант блок-схемы алгоритма фигуры 14;

фигура 18 - блок-схема алгоритма обмена сообщениями между базовой станцией и мобильной станцией, участвующими в процессе ranging, для случая повторного входа мобильной станции в сеть из состояния ожидания, в соответствии с одним из неограничивающих вариантов осуществления настоящего изобретения;

фигура 19 - блок-схема алгоритма обмена сообщениями между базовой станцией и мобильной станцией, участвующими в процессе ranging, для случая обновления информации местонахождения, в соответствии с одним из неограничивающих вариантов осуществления настоящего изобретения;

фигура 20 - диаграмма состояний мобильной станции, иллюстрирующая возможные состояния, включая состояние инициализации, состояние доступа, состояние соединения и состояние ожидания;

фигура 21 - более подробная схема перехода мобильной станции в состояние инициализации и выхода из него;

фигура 22 - более подробная схема перехода мобильной станции в состояние доступа и выхода из него;

фигура 23 - более подробная схема перехода мобильной станции в состояние соединения и выхода из него;

фигура 24 - более подробная схема перехода мобильной станции в состояние ожидания и выхода из него.

Необходимо четко представлять, что описание и чертежи приведены лишь для целей иллюстрации некоторых вариантов осуществления изобретения и для облегчения понимания сущности изобретения. Они не предназначены для определения объема изобретения.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В настоящем описании используются ссылки на стандарты IEEE 802.16 и IEEE 802.16m. Термин ′′IEEE 802.16′′, как он используется ниже в описании, охватывает версии стандарта IEEE 802.16, включая (без ограничения) стандарты 802.16-2004 и 802.16-2009, а термин ′′IEEE 802.16m′′ охватывает варианты стандарта IEEE 802.16m-08, включая (без ограничения) 802.16m-08/003r3, 802.16 т-08/003r1 и 802.16m-08/003r9a. Все вышеуказанные документы, содержание которых вводится ссылкой в настоящую заявку, доступны в IEEE по адресу 3 Park Avenue, New York, NY 10016-5997, USA, и они могут быть использованы для получения дополнительной исходной информации относительно среды, в которой могут найти применение определенные варианты настоящего изобретения.

На фигуре 1 показан контроллер (BSC) 10 базовых станций, который управляет беспроводной связью внутри сот 12, обслуживаемых соответствующими базовыми станциями (BS) 14. В некоторых конфигурациях каждая сота дополнительно разделена на секторы 13 или зоны (не показаны). В общем случае каждая базовая станция 14 обеспечивает связь с мобильными станциями (MS) 16, находящимися в пределах соты 12, связанной с соответствующей базовой станцией 14. Мобильные станции 16 могут указываться как мобильные терминалы, станции беспроводной связи, беспроводные терминалы, абонентские станции, абонентские терминалы и т.п.

Перемещения мобильных станций 16 относительно базовых станций 14 приводит к значительным флуктуациям характеристик канала. Как показано на фигуре 1, базовые станции 14 и абонентские станции 16 могут содержать по несколько антенн для обеспечения пространственного разноса сигналов. В некоторых схемах могут использоваться ретрансляционные станции 15, помогающие обеспечивать связь между базовыми станциями 14 и мобильными станциями 16. Мобильная станция 16 может быть передана из любой соты 12, сектора 13, зоны (не показана), от базовой станции 14 или ретрансляционной станции 15 в другую соту 12, сектор 13, зону (не показана), базовую станцию 14 или ретрансляционную станцию 15. В некоторых конфигурациях базовые станции 14 обмениваются информацией между собой и с другой сетью (такой как базовая сеть или сеть Интернет, не показаны) по транзитной сети 11. В некоторых конфигурациях контроллер 10 базовых станций не используется.

На фигуре 2 представлена схема одного из вариантов базовой станции 14. Базовая станция 14 в общем случае содержит систему 20 управления, процессор 22 основной полосы частот, схемы 24 радиопередающего тракта, схемы 26 радиоприемного тракта, антенны 28 и сетевой интерфейс 30. Схемы 26 радиоприемного тракта осуществляют прием несущих информацию радиочастотных сигналов, передаваемых одним или несколькими удаленными передатчиками мобильных станций 16 (см. фигуру 3) и ретрансляционных станций 15 (см. фигуру 4). Усилитель с низким уровнем шумов и фильтр (не показаны) могут обеспечивать усиление сигнала и исключение из него широкополосных помех. После этого схемы преобразования сигнала с понижением частоты и оцифровки (не показаны) преобразуют принятый отфильтрованный сигнал в сигнал на промежуточной или основной частоте, который затем преобразуется в цифровую форму с формированием одного или нескольких потоков цифровой информации.

Процессор 22 основной полосы частот обрабатывает оцифрованный принятый сигнал для извлечения информации или бит данных, переносимых принятым сигналом. Эта обработка обычно включает демодуляцию, декодирование и коррекцию ошибок. Процессор 22 основной полосы частот обычно реализуется на одном или нескольких цифровых сигнальных процессорах или на специализированных интегральных схемах. Затем принятая информация передается по беспроводной сети через сетевой интерфейс 30 или передается на другую мобильную станцию 16, обслуживаемую базовой станцией 14, напрямую или через ретранслятор 15.

На передающей стороне процессор 22 основной полосы частот принимает оцифрованные данные, которые могут представлять собой голос, данные или информацию управления, из сетевого интерфейса 30 под управлением системы 20 управления и кодирует данные для передачи. Закодированные данные передаются в схемы 24 радиопередающего тракта, где они модулируют один или несколько несущих сигналов, имеющих необходимую частоту или частоты передачи. Усилитель мощности (не показан) усиливает модулированные сигналы несущей частоты до уровня, подходящего для передачи, и направляет модулированные сигналы несущей частоты в антенны 28 через согласующие схемы (не показаны). Ниже описываются более подробно процессы модуляции и обработки.

На фигуре 3 представлена схема одного из вариантов мобильной станции 16. Так же, как базовая станция 14, мобильная станция 16 содержит систему 32 управления, процессор 34 основной полосы частот, схемы 36 радиопередающего тракта, схемы 38 радиоприемного тракта, антенны 40 и схемы интерфейса 42 пользователя. Схемы 38 радиоприемного тракта осуществляют прием несущих информацию радиочастотных сигналов, передаваемых одной или несколькими базовыми станциями 14 и ретрансляционными станциями 15. Усилитель с низким уровнем шумов и фильтр (не показаны) могут обеспечивать усиление сигнала и исключение из него широкополосных помех. После этого схемы преобразования сигнала с понижением частоты и оцифровки (не показаны) преобразуют принятый отфильтрованный сигнал в сигнал на промежуточной или основной частоте, который затем преобразуется в цифровую форму с формированием одного или нескольких потоков цифровой информации.

Процессор 34 основной полосы частот обрабатывает оцифрованный принятый сигнал для извлечения информации или бит данных, переносимых принятым сигналом. Эта обработка обычно включает демодуляцию, декодирование и коррекцию ошибок. Процессор 34 основной полосы частот обычно реализуется на одном или нескольких цифровых сигнальных процессорах и на специализированных интегральных схемах.

Для осуществления передачи процессор 34 основной полосы частот принимает оцифрованные данные, которые могут представлять собой голос, данные или информацию управления, из системы 32 управления и кодирует эти данные для передачи. Закодированные данные передаются в схемы 36 радиопередающего тракта, где они используются модулятором для модуляции одного или нескольких несущих сигналов, имеющих необходимую частоту или частоты передачи. Усилитель мощности (не показан) усиливает модулированные сигналы несущей частоты до уровня, подходящего для передачи, и направляет модулированные сигналы несущей частоты в антенны 40 через согласующие схемы (не показаны). Специалистам в данной области техники известны различные технологии модуляции и обработки, которые используются для передачи сигналов между мобильным терминалом и базовой станцией, либо напрямую, либо через ретрансляционную станцию.

При использовании модуляции OFDM полоса частот передачи делится на множество ортогональных несущих частот. Каждая несущая частота модулируется цифровыми данными, которые должны быть переданы. Поскольку при модуляции OFDM осуществляется разбиение полосы передачи на множество несущих частот, то ширина полосы частот для каждой несущей частоты уменьшается, и время модуляции для нее увеличивается. Поскольку все несущие передаются параллельно, то скорость передачи для цифровых данных или символов на некоторой заданной несущей частоте ниже, чем в случае одной несущей.

При модуляции OFDM используется обратное быстрое преобразование Фурье (ОБПФ) информации, которая должна быть передана. При демодуляции осуществляется быстрое преобразование Фурье принятого сигнала (БПФ), обеспечивающее извлечение переданной информации. На практике ОБПФ и БПФ осуществляются с использованием цифровой обработки сигнала, при которой выполняется обратное дискретное преобразование Фурье (ОДПФ) и дискретное преобразование Фурье (ДПФ), соответственно. Соответственно, характерной особенностью модуляции OFDM является формирование ортогональных поднесущих частот для множества полос в канале передачи. Модулированные сигналы представляют собой цифровые данные, имеющие сравнительно низкую скорость передачи и способные находиться в пределах своих соответствующих частотных полос. Отдельные несущие частоты не модулируются непосредственно цифровыми сигналами. Вместо этого все несущие частоты модулируются одновременно с использованием ОБПФ.

Множественный доступ с ортогональным частотным разделением (OFDMA) является многопользовательской схемой цифровой модуляции OFDM. Множественный доступ получают в OFDMA путем назначения подгрупп поднесущих отдельным пользователям. В этом случае обеспечивается низкоскоростная передача данных от нескольких пользователей. Так же, как и в случае OFDM, в OFDMA используется множество близко расположенных поднесущих, однако эти поднесущие разделены на группы. Каждая такая группа называется подканалом. Поднесущие, формирующие подканал, необязательно должны располагаться рядом. В линии нисходящей связи подканал может использоваться для разных приемников. В восходящей линии связи передатчику может быть выделено несколько подканалов. Формируемые подканалы могут выделяться мобильным станциям в зависимости от характеристик их каналов и требований, связанных с передачей данных. Используя процесс формирования подканалов, в пределах одного временного слота, базовая станция может назначать повышенную мощность передачи на пользовательские устройства с низким отношением сигнал/шум и пониженную мощность передачи на пользовательские устройства с более высоким отношением сигнал/шум. Формирование подканалов также дает возможность базовой станции назначать более высокую мощность для подканалов, выделенных мобильным станциям, находящимся в помещениях, что улучшает зону покрытия в зданиях. Формирование подканалов в восходящей линии связи может экономить энергию передачи в пользовательских устройствах, поскольку они могут концентрировать мощность только в определенных выделенных им подканалах. Эта возможность экономии энергии особенно важна для пользовательских устройств, работающих на батареях.

Модуляция OFDM может использоваться по меньшей мере в линии нисходящей передачи, от базовых станций 14 на мобильные станции 16. Каждая базовая станция 14 имеет ′′n′′ передающих антенн 28 (n≥1), и каждая мобильная станция 16 имеет "m" приемных антенн 40 (m≥1). Причем следует иметь в виду, что в принципе и передающие, и приемные антенны могут использоваться как для приема, так и для передачи с использованием соответствующих антенных переключателей. Когда используются ретрансляционные станции 15, то OFDM может использоваться для нисходящей передачи от базовых станций 14 на ретрансляторы 15 и далее на мобильные станции 16.

В восходящей линии связи мобильные станции 16 могут использовать схему OFDMA цифровой модуляции. Когда используются ретрансляционные станции 15, то OFDMA может использоваться для нисходящей передачи от базовых станций 14 на ретрансляторы 15 и далее на мобильные станции 16.

Необходимо отметить, что выбор схемы OFDM в линии нисходящей связи и схемы OFDMA в восходящей линии связи ни в коем случае не является ограничением, то есть могут использоваться и другие схемы модуляции.

На фигуре 4 представлена схема одного из вариантов ретрансляционной станции 15. Так же, как базовая станция 14 и мобильная станция 16, ретрансляционная станция 15 содержит систему 132 управления, процессор 134 основной полосы частот, схемы 136 радиопередающего тракта, схемы 138 радиоприемного тракта, антенны 130 и схемы 142 модуля ретрансляции. Схемы 142 модуля ретрансляции обеспечивают ретранслятору 15 возможность осуществления связи между базовой станцией 14 и мобильными станциями 16. Схемы 138 радиоприемного тракта осуществляют прием несущих информацию радиочастотных сигналов, передаваемых одной или несколькими базовыми станциями 14 и мобильными станциями 16. Усилитель с низким уровнем шумов и фильтр (не показаны) могут обеспечивать усиление сигнала и исключение из него широкополосных помех. После этого схемы преобразования сигнала с понижением частоты и оцифровки (не показаны) преобразуют принятый отфильтрованный сигнал в сигнал на промежуточной или основной частоте, который затем преобразуется в цифровую форму с формированием одного или нескольких потоков цифровой информации.

Процессор 134 основной полосы частот обрабатывает принятый оцифрованный сигнал для извлечения информации или бит данных, переносимых принятым сигналом. Эта обработка обычно включает демодуляцию, декодирование и коррекцию ошибок. Процессор 134 основной полосы частот обычно реализуется на одном или нескольких цифровых сигнальных процессорах и на специализированных интегральных схемах.

Для осуществления передачи процессор 134 основной полосы частот принимает оцифрованные данные, которые могут представлять собой голос, данные или информацию управления, из системы 132 управления и кодирует эти данные для передачи. Закодированные данные передаются в схемы 136 радиопередающего тракта, где они используются модулятором для модуляции одного или нескольких несущих сигналов, имеющих необходимую частоту или частоты передачи. Усилитель мощности (не показан) усиливает модулированные сигналы несущей частоты до уровня, подходящего для передачи, и направляет модулированные сигналы несущей частоты в антенны 130 через согласующие схемы (не показаны). Как это уже указывалось, специалистам в данной области техники известны различные технологии модуляции и обработки, которые используются для передачи сигналов между мобильной и базовой станциями, либо напрямую, либо через ретрансляционную станцию.

Ниже со ссылками на фигуру 5 описывается логическая архитектура процесса передачи при использовании схемы OFDM. Сначала контроллер 10 базовых станций передает на базовую станцию 14 данные, которые должны быть переданы на мобильные станции 16, либо напрямую, либо через ретрансляционную станцию 15. Базовая станция 14 может использовать показатели качества канала (CQI), связанного с мобильными терминалами, для планирования данных для передачи, а также для выбора подходящих схем кодирования и модуляции для передачи запланированных данных. Параметры CQI могут быть получены непосредственно от мобильных станций 16 или могут быть определены на базовой станции 14 по получаемой от них информации. В любом случае параметр CQI для каждой мобильной станции 16 определяется степенью изменения амплитуды сигнала в канале (частотной характеристики) в полосе частот OFDM.

Запланированные данные 44, представляющие собой поток бит, скремблируются с использованием логической схемы 46 скремблирования таким образом, чтобы снизить величину отношения пиковой и средней мощностей, связанных с данными. Для скремблированных данных определяется циклический контрольный код (CRC) и добавляется к скремблированным данным с использованием логической схемы 48 добавления кода CRC. После этого выполняется канальное кодирование с использованием логической схемы 50 канального кодирования для эффективного введения избыточности в данные, чтобы обеспечить обнаружение и исправление ошибок на мобильной станции 16. Аналогично, канальное кодирование для определенной мобильной станции 16 определяется параметром CQI. В некоторых вариантах логическая схема 50 канального кодирования использует известный алгоритм турбокодирования. После этого закодированные данные обрабатываются с использованием логической схемы 52 согласования скорости передачи данных для компенсации увеличения объема данных, связанного с кодированием.

Для перемежения бит в закодированных данных используется логическая схема 54 перемежения для минимизации потерь идущих подряд бит данных. Полученная последовательность бит данных упорядоченным образом отображается логической схемой 56 отображения в соответствующие символы, определяемые выбранной модуляцией в полосе частот. Могут использоваться, например, следующие схемы модуляции: квадратурная амплитудная модуляция (QAM) или квадратурная фазовая модуляция (QPSK). Глубина модуляции может быть выбрана в зависимости от параметра CQI, полученного для определенной мобильной станции. Символы могут быть упорядоченным образом перегруппированы с использованием логической схемы 58 перемежения символов для дальнейшего повышения устойчивости передаваемого сигнала к периодическим потерям данных, вызываемым частотно-селективными замираниями (федингом).

На этой стадии группы бит отображены в символы, представляющие точки в диаграмме амплитуд и фаз сигналов (созвездие). Когда необходимо использовать пространственный разнос, блоки символов обрабатываются дополнительно с использованием логической схемы 60 кодирования для получения пространственно-временных блочных кодов, в результате чего передаваемые сигналы становятся более устойчивыми к помехам, и при этом упрощается их декодирование в мобильной станции 16. Логическая схема кодирования ′′n′′ Система 20 управления и/или процессор 22 основной полосы частот, как это было описано со ссылками на фигуру 5, будут обеспечивать сигнал управления отображением для управления процессом STC-кодирования. На этой стадии символы для ′′n′′ выходов представляют данные, которые должны быть переданы и которые могут быть извлечены в мобильной станции 16.

Для рассматриваемого варианта принимается, что базовая станция 14 имеет две антенны 28 (n=2), и логическая схема 60 STC-кодирования обеспечивает два выходных потока символов. Соответственно, каждый из потоков символов, формируемых логической схемой 60 кодирования ОБПФ, показанные отдельно для лучшего понимания. Специалистам в данной области техники будет понятно, что для обеспечения такой цифровой обработки сигналов может использоваться один или несколько процессоров, по отдельности или в сочетании с другими процессорами, рассмотренными в настоящем описании. В одном из примеров процессоры 62 ОБПФ обрабатывают соответствующие символы для осуществления в отношении них обратного преобразования Фурье. На выходе процессоров 62 ОБПФ обеспечиваются символы во временной области. Символы группируются во временной области в кадры, которые связываются с префиксом с помощью логической схемы 64 введения префиксов. Каждый полученный сигнал преобразуется с переносом его на более высокую промежуточную частоту и затем преобразуется в аналоговый сигнал с помощью соответствующей схемы 66 повышения частоты и цифроаналогового преобразования. Затем одновременно осуществляется модуляция полученными аналоговыми сигналами требуемой радиочастоты, усиление и передача через схемы 68 ВЧ-тракта и антенны 28. Следует отметить, что между поднесущими частотами распределяются пилот-сигналы, известные мобильной станции 16, предполагаемому получателю информации. Мобильная станция 16, которая далее будет описана более подробно, может использовать эти пилот-сигналы для оценки качества канала.

На фигуре 6 иллюстрируется прием переданных сигналов мобильной станцией 16, либо напрямую от базовой станции 14, либо через ретранслятор 15. После получения переданных сигналов каждой из антенн 40 мобильной станции 16 эти сигналы демодулируются и усиливаются соответствующими схемами 70 ВЧ-тракта. В интересах точности и ясности изложения на фигуре 6 показан только один из двух приемных трактов. Схемы 72 аналогово-цифрового преобразования и преобразования (понижения) частоты осуществляют оцифровку и преобразование полученного аналогового сигнала для цифровой обработки. Полученный цифровой сигнал может использоваться схемами 74 автоматической регулировки усиления для управления усилением схем 70 ВЧ-тракта в зависимости от уровня принятого сигнала.

Сначала цифровой сигнал подается на вход логической схемы 76 синхронизации, которая содержит схему 78 грубой синхронизации, обеспечивающую буферизацию нескольких символов OFDM и вычисление автокорреляционной функции для двух последовательных символов OFDM. Полученный указатель времени, соответствующий максимуму вычисленной корреляции, задает временное окно для точной синхронизации, которое используется схемой 80 точной синхронизации для определения точного начального положения кадра на основе заголовков. Выходная информация схемы 80 точной синхронизации обеспечивает получение кадра схемой 84 выравнивания кадра. Надлежащее выравнивание кадра важно, чтобы последующая обработка с использованием БПФ обеспечивала точное преобразование из временной области в частотную область. Алгоритм точной синхронизации основан на корреляции между принятыми пилот-сигналами, содержащимися в заголовках, и локальной копией известной информации пилот-сигналов. После выравнивания кадра префикс символа OFDM удаляется схемой 86 удаления префиксов, и полученные совокупности символов направляются в схему 88 коррекции смещения частоты, которая осуществляет компенсацию системного сдвига частоты, связанного с отсутствием синхронизации местных генераторов передатчика и приемника. Логическая схема 76 синхронизации может содержать схему 82 оценки сдвигов частоты и времени, которая использует заголовки для оценки влияния этих сдвигов на переданный сигнал и передает эти оценки в схему 88 коррекции для надлежащей обработки символов OFDM.

На этой стадии символы OFDM во временной области уже готовы для преобразования в частотную область с помощью логической схемы 90, использующей БПФ. В результате преобразования получают символы в частотной области, которые подаются на вход логической схемы 92 обработки. Схема 92 обработки обеспечивает извлечение распределенного пилот-сигнала с помощью схемы 94 извлечения распределенного пилот-сигнала, затем на основе извлеченного пилот-сигнала с помощью схемы 96 осуществляет оценку канала и обеспечивает частотную характеристики канала для всех поднесущих частот с использованием схемы 98 реконструкции канала. Чтобы определить частотную характеристику канала для каждой поднесущей частоты, пилот-сигнал представляет собой множество пилот-символов, рассеянных по символам данных, передаваемым на OFDM-поднесущих, по известной схеме как во временной, так и в частотной областях. В логических схемах 92 обработки осуществляется сравнение принятых пилот-символов с пилот-символами, рассчитанными для определенных поднесущих в определенных временных интервалах, для определения частотной характеристики канала для поднесущих, на которых были переданы эти пилот-символы. При этом осуществляется интерполяция для оценки частотной характеристики канала для большинства, если не для всех, из остающихся поднесущих частот, для которых не обеспечиваются пилот-символы. Действительные и интерполированные частотные характеристики канала используются для оценки общей частотной характеристики канала, которая включает частотные характеристики для большей части, если не для всех, поднесущих в OFDM-канале.

Символы в частотной области и информация реконструкции канала, которые получают из частотных характеристик канала для каждого тракта приема сигнала, подаются на вход STC-декодера 100, который осуществляет STC-декодирование в обоих приемных трактах для восстановления переданных символов. Реконструкция канала обеспечивает схему 100 STC-декодирования информацией для коррекции частотной характеристики, достаточной для устранения искажений, вносимых каналом передачи, при обработке соответствующих символов в частотной области.

Логическая схема 102 обратного перемежения, логика работы которой соответствует логике работы схемы 53 передатчика, осуществляющей перемежение символов, восстанавливает порядок следования извлеченных символов. Затем логическая схема 104 обратного отображения осуществляет демодулирование или обратное отображение полученной последовательности символов. После этого схема 106 обратного перемежения бит, логика работы которой соответствует логике работы схемы 54 передатчика, осуществляющей перемежение бит, восстанавливает исходный порядок следования бит. После этого полученная последовательность бит обрабатывается схемой 108 обратной коррекции скорости передачи данных и подается на вход схемы 110 декодера канала для восстановления скремблированных данных и контрольной суммы CRC. Соответственно, схема 112 удаляет контрольную сумму CRC, обычным образом проверяет скремблированные данные и подает их на логическую схему 114 дескремблирования, которая осуществляет дешифрование с использованием известного кода дескремблирования базовой станции для получения исходных д