Способ беспроводной связи с использованием пакетных данных мас

Способ беспроводной связи с использованием пакетных данных мас

Иллюстрации

Показать все

Реферат

ПЕРЕКРЕСТНЫЕ ССЫЛКИ, ОТНОСЯЩИЕСЯ К ЗАЯВКЕ

Настоящая заявка подана в пользу предварительной патентной заявки США 61/239,134, поданной 2 сентября 2009 года, которая приведена здесь полностью в качестве ссылки.

Настоящая заявка является продолжением частично предварительной заявки (порядковый номер будет определен) следующий из преобразования по 37 C.F.R. § 1.53(с) (3) из предварительной патентной заявки США 61/239,134, зарегистрированной 2 сентября 2009 года, которая подана в пользу предварительной патентной заявки США 61/094,148, поданной 4 сентября 2008 года.

ОБЛАСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Настоящая заявка в целом относится к способам беспроводной связи и, более конкретно, к структуре узла передачи пакетных данных MAC.

ИЗВЕСТНЫЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Спрос на услуги, по которым данные поставляются через беспроводное соединение, вырос в последние годы и, как ожидают, будет продолжать расти. В описание включены приложения, в которых данные поставляются по сотовой мобильной телефонии или по другой мобильной телефонии, 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 переданы данные, ограничена. Следовательно, желательно поставлять данные с высокой скоростью по этой ограниченной полосе пропускания эффективным и экономически выгодным способом.

Один возможный подход высокоскоростной передачи данных по каналу связи включает использование ортогонального мультиплексирования с частотным разделением каналов (OFDM). Высокоскоростные сигналы данных делятся на десятки или сотни низкоскоростных сигналов, которые передаются параллельно на соответствующих частотах по радиочастотам (RF) сигнала, которые известны как частоты поднесущей ("поднесущие"). Частотные спектры поднесущих перекрывают друг друга с минимальным интервалом между ними. Поднесущие также ортогональны друг другу так, что они статистически независимы и не создают перекрестные помехи и не мешают друг другу иным образом. В результате полоса пропускания канала используется намного более эффективно, чем в обычных схемах передачи с одиночной несущей, таких как схемы AM/FM (с амплитудной или частотной модуляцией).

Другой подход к обеспечению более эффективного использования полосы пропускания канала заключается в передаче данных, используя базовую станцию, имеющую множество антенн, с последующим приемом переданных данные, используя удаленную станцию, имеющую множество приемных антенны, называемые системами с множественным входом - множественным выходом (MIMO). Данные могут быть переданы с пространственным разнесением между сигналами, переданными соответствующими антеннами, увеличивая, таким образом, информационную емкость путем увеличения числа антенн. Альтернативно, данные передаются с временным разделением между сигналами, переданными соответствующими антеннами, уменьшая, таким образом, замирание сигнала.

В системах беспроводной связи, которые функционируют по новому стандарту IEEE802.16m, отправляют и получают информацию, которая организована в пакеты с помощью системы управления доступом к среде (MAC). Однако в настоящий момент используемые пакетные структуры MAC не являются оптимальными.

Соответственно, имеется потребность в улучшенных структурах пакетов MAC для использования в мобильных беспроводных системах.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В соответствии с первой общей целью изобретения обеспечивается способ беспроводной связи, используя протокольный блок данных (PDU) MAC. Способ включает определение одной или нескольких характеристик потока услуг и выбора на основе одной или нескольких характеристик типа заголовка MAC PDU среди множества типов заголовков MAC PDU. Данные потока услуг вводятся в MAC PDU с заголовком выбранного типа. MAC PDU с введенными данными потока услуг затем передаются с помощью беспроводных технологий.

В соответствии со второй общей целью изобретения обеспечивается способ для беспроводной связи, используя MAC PDU. Способ включает определение, является ли желательный поток услуг потоком услуг передачей речи по протоколу IP (VoIP) или нет, и выбор на основе определения типа заголовка MAC PDU среди множества типов заголовка MAC PDU. Данные потока услуг вводятся в MAC PDU с заголовком выбранного типа. MAC PDU с введенными данными потока услуг затем передаются с помощью беспроводных технологий.

В соответствии с третьей общей целью изобретения обеспечивается устройство для осуществления беспроводной связи, используя MAC PDU. Устройство имеет логику, включающую программу, выполняемую центральным процессором (CPU) для того, чтобы определить одну или несколько характеристик потока услуг и для того, чтобы выбрать на основе одной или нескольких характеристик тип заголовка MAC PDU среди множества заголовков MAC PDU. Устройство вводит данные потока услуг в MAC PDU с выбранным типом заголовка MAC PDU и передает данные с помощью беспроводных технологий.

В соответствии с третьей общей целью изобретения обеспечивается способ для беспроводной связи, используя MAC PDU. Способ включает обеспечение управляющей информации, включающей параметр системы беспроводной связи, ввод управляющей информации в пакет MAC PDU и беспроводную передачу пакета MAC PDU.

В соответствии с четвертой общей целью изобретения обеспечивается способ для передачи между базовой станцией (BS) и абонентской станцией (SS). Способ включает формирование на станции BS множества пакетов MAC PDU с компонентом полезной информации, содержащей данные потока услуг, и множество пакетов MAC PDU без компонента полезной информации, переносящих управляющую информацию. Способ также включает беспроводную передачу на SS пакетов MAC PDU с компонентом полезной информации и пакетов MAC PDU с управляющей информацией.

В соответствии с пятой общей целью изобретения обеспечивается способ для беспроводной связи между первой станцией и второй станцией. Способ включает выполнение предельного кода между первой и второй станциями и отправку по восходящему каналу между первой и второй станциями пакетов MAC PDU без компонента полезной информации, при этом каждый пакет MAC PDU имеет заголовок, содержащий управляющую информацию.

Цели и признаки настоящей заявки станут очевидными для обычных специалистов из анализа следующего описания определенных примеров воплощения изобретения со ссылками на сопроводительные чертежи и приложения.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Ниже описываются примеры воплощения настоящего изобретения со ссылками на сопроводительные чертежи, на которых:

Фигура 1 - блок-схема сотовой системы связи;

Фигура 2 - блок-схема примерной базовой станции, которая могла бы быть использована для реализации некоторых примеров воплощения настоящего изобретения;

Фигура 3 - блок-схема примерного беспроводного терминала, который мог бы быть использован для реализации некоторых примеров воплощения настоящего изобретения;

Фигура 4 - блок-схема примерной ретрансляционной станции, которая могла бы быть использована для реализации некоторых примеров воплощения настоящего изобретения;

Фигура 5 - логическая схема примерной архитектуры передатчика OFDM, которая могла бы быть использована для реализации некоторых примеров воплощения настоящего изобретения;

Фигура 6 - логическая схема примерной архитектуры приемника OFDM, которая могла бы быть использована для реализации некоторых примеров воплощения настоящего изобретения;

Фигура 7 представляет собой фигуру 1 IEEE 802.16m-08/003rl, пример общей сетевой архитектуры;

Фигура 8 представляет собой фигуру 2 IEEE 802.16m-08/003rl, пример общей сетевой архитектуры ретрансляционной станции;

Фигура 9 представляет собой фигуру 3 IEEE 802.16m-08/003rl, как эталонная модель системы;

Фигура 10 представляет собой фигуру 4 IEEE 802.16m-08/003rl, структура протокола 802.16m IEEE;

Фигура 11 представляет собой фигуру 5 IEEE 802 16m 08/003rl, IEEE 802 MS/ES. Плоскость обработки потока данных;

Фигура 12 представляет собой фигуру 6 IEEE 802 16m 08/003rl, IEEE 802 MS/ES. Плоскость управления потока данных;

Фигура 13 представляет собой фигуру 7 IEEE 802. 16m-08/003rl - схематическое представление архитектуры основного протокола для поддержки систему с несколькими несущими;

Фигура 14 - блок-схема процесса для выполнения выбора типа заголовка MAC PDU для его использования в беспроводной системе;

Фигура 15 - структура заголовка MAC PDU согласно одному примеру воплощения изобретения;

Фигура 16 - ряд схем фрагментации сервисного блока данных (SDU) для использования в MAC PDU согласно одному примеру воплощения изобретения, где MAC PDU несет множество SDU;

Фигура 17 - ряд схем фрагментации SDU для использования в MAC PDU согласно одному примеру воплощения изобретения, где MAC PDU переносит только фрагмент SDU или одиночный полный SDU;

Фигура 18 - структура заголовка MAC PDU согласно первому примеру осуществления изобретения;

Фигура 19 - структура заголовка MAC PDU согласно второму примеру осуществления изобретения;

Фигура 20 - структура MAC PDU, в которой используется длина поля подзаголовка, согласно еще одному примеру воплощения изобретения;

Фигура 21 - структуру комбинации заголовка и подзаголовка MAC PDU, согласно еще одному примеру воплощения изобретения;

Фигура 22 - детализированное отображение структуры подзаголовка MAC PDU фигуры 21.

Фигура 23 - структура заголовка пакета MAC согласно еще одному примеру воплощения изобретения, который используется для передачи управляющей информацией.

Цифровые позиции используются на различных фигурах для обозначения подобных элементов.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ

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 целом, 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 множество антенн, чтобы обеспечить пространственное разнесение каналов 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 показано), 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 11. В некоторых конфигурациях центр управления базовой станцией 10 не является необходимым.

На фигуре 2 отображена примерная базовая станция 14. Базовая станция 14 обычно включает систему управления 20, групповой процессор 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 SS 16 (показаны на фигуре 3), и ретрансляционных станций 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 оцифровки (не показана) затем преобразует 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.

На стороне 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 модулируется 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.

На фигуре 3 представлен пример абонентской станции (SS) 16. Так же как и базовая станция 14, абонентская 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. Для усиления сигнала и удаления широкополосных помех из сигнала для его последующей обработки могут быть использованы малошумящий усилитель и фильтр (не показаны). 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 ретрансляционную станцию.

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 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 способные к удержанию 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 "м" 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.

На фигуре 4 показана примерная ретрансляционная станция 15. Аналогично базовым станциям 14 и станциям SS 16, ретрансляционная станция 15 имеет систему управления 132, групповой процессор 134, передатчик 136, приемник 138, множество антенн 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.

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, из 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 со станциями SS 16, чтобы запланировать данные для передачи и выбрать соответствующее кодирование и модуляцию для передачи запланированных данных. CQI может быть получено непосредственно от абонентских станций SS 16 или определено на базовой станции 14 на основе информация, предоставленной станциями SS 16. В любом случае, CQI для каждой из абонентских станций SS 16 является функцией степени, до которой амплитуда (или отклик) канала изменяется в диапазоне частот OFDM.

Запланированные данные 44 представляют собой поток битов, и этот поток скремблирован 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 станциях SS 16. Кодирование канала для конкретной станции SS 16 выполняется на основе CQI, связанного с определенной мобильной станцией. В некоторых реализациях, кодер канала 50 использует известные способы турбо кодирования. 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. Схемой модуляции может быть, например, квадратурная амплитудная модуляция (QAM), квадратурная фазовая модуляция (QPSK) или дифференциальная фазовая модуляция (DPSK). Для передачи данных степень может быть выбрана на основе качества канала для конкретной станции SS. Символы могут систематически переупорядочиваться, для повышения невосприимчивости канала передачи к периодической потере данных в результате селективного замирания частоты используя символ логику чередования 58.

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 станциях SS 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 имеет две передающие антенны 28 (n=2), и логический кодер STC 60 обеспечивает два выходных потока символов. Соответственно, каждый из выходных потоков символов, выдаваемый логическим кодером STC 60 передается по соответствующему процессору IFFT 62, показанному отдельно для простоты понимания. Специалисты в данной области понимают, что для такой обработки цифровых сигналов можно использовать один или несколько процессоров. Каждый процессор 62 IFFT будет предпочтительно работать на символах, обеспеченных для этой цели, чтобы выполнить обратное преобразование Фурье. Выход процессора IFFT 62 обеспечивает символы во временном интервале. Символы во временном интервале группируются во фреймы, каждый из которых связан с префиксом префиксной вставкой 64. Каждый из результирующих сигналов преобразуется с повышением частоты в цифровой области в промежуточную частоту и преобразуется в аналоговый сигнал с соответствующим цифровым преобразованием с повышением частоты (DUC) и цифро-аналоговую схему преобразования (D/A) 66. Полученные аналоговые сигналы затем одновременно модулируются на требуемой радиочастоте (RF), усиливаются и передаются через схему RF 68 и передающие антенны 28. В частности, пилот-сигналы, известные целевой станции SS 16, распределены сред поднесущих Абонентские станции SS 16 могут использовать пилот-сигналы для оценки канала

Обратимся теперь к фигуре 6, иллюстрирующей прием переданных сигналов станцией SS 16 либо непосредственно от DS 14, либо с помощью ретрансляционной станции 15. По прибытии переданных сигналов на каждую из приемных антенн 40 станции SS 16 эти сигналы демодулируются и усиливаются соответствующей схемой RF 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 оцифровывают и преобразуют аналоговый сигнал с понижением частоты для последующей цифровой обработки. Результирующий оцифрованный сигнал может использоваться автоматической схемой управления усилением (AGC) 74 для регулирования усиления усилителей в схеме RF 70 на основе уровня полученного сигнала.

Первоначально, оцифрованный сигнал обеспечивается 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 кадров на основе заголовков. Выход функции точной синхронизации 80 облегчает сбор кадров 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 плотных данных. После цикловой синхронизации префикс символа OFDM удаляется логикой удаления префикса 86, и полученные 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.

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 логике обработки 92. Логика обработки 92 извлекает рассеянные пилот-сигналы, используя логику 94 для извлечения рассеянных пилот-сигналов, определяет оценку канала на основе извлеченных пилот-сигналов, используя логику оценки канала 96, и обеспечивает отклик канала для всех поднесущих, используя логику реконструкции канала 98. Чтобы определить отклик канала для каждой из поднесущих пилот-сигналов, 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 на поднесущие, 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 полного отклика канала, который включает отклики канала для большинства, если не всех, поднесущих в канале OFDM

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.

Восстановленные символы передаются обратно 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 как данные 116.

Параллельно с восстановлением данных 116, идентификатор CQI или, по меньшей мере, информация, достаточная для создания определенных знаний о качестве канала на каждой из базовых станций 14, определяется и передается на каждую из базовых станций. Как описано выше, сигнал CQI может быть функцией отношения несущей к помехе (CR), также как степенью, до которой отклик канала изменяется через различные поднесущие в частотном диапазоне OFDM. Например, 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, для вычисления стандартного отклонение усиления канала для каждой поднесущей по всему диапазону частот OFDM, используемому для передачи данных может использоваться любой способ.

В некоторых примерах воплощения ретрансляционная станция может работать с разделением времени, используя только одно радиоустройство или альтернативно включать множество радиоустройств.

На фигурах 1-6 представлен один конкретный пример системы связи, которая может быть использована в примерных воплощениях настоящего изобретения. Следует понимать, что примеры воплощения изобретения могут быть реализованы с системами связи, имеющими архитектуру, которая отличается от конкретного примера, но которая работает способом, не противоречащим описанным здесь вариантам воплощения изобретения.

Обратимся теперь к фигуре 7, на которой в качестве примера показана эталонную модель сети, которая является логическим представлением сети, обеспечивающей беспроводную связь среди вышеупомянутых базовых станций BS 14, абонентских станций SS 16 и ретрансляционных станций RS 15, в соответствии с одним не ограничивающим примером воплощения настоящего изобретения. Эталонная модель сети идентифицирует функциональные объекты и контрольные точки, по которым достигается функциональная совместимость между этими объектами. Конкретно, эталонная модель сети может включать станцию SS 16, сеть доступа к услугам (ASN), и служебную сеть соединений (CSN).

ASN может быть определена как полный набор сетевых функций, который должен обеспечить радио-доступ к абоненту (например, абоненту IEEE 802.16e/m). ASN может содержать сетевые элементы, в частности одну или несколько BS 14, и один или несколько шлюзов ASN. ASN может быть совместно использована с более, чем одной CSN. ASN может обеспечить следующие функции:

- Уровень 1 и Уровень 2 соединения с SS 16;

- Передачу сообщений ААА поставщику услуг домашней сети абонента (H-NSP) для аутентификации, авторизации и установления сеанса связи абонента

- Открытие сети и выбор предпочтительной NSP абонента;

- Использование ретранслятора для установления уровня связи 3 (L3) с SS 16 (например, распределение IP-адресов);

- Радиоуправление ресурсом.

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

- Привязанная мобильность ASN;

- Привязанная мобильность CSN;

- Пейджинг;

- Туннелирование ASN-CSN.

В этой части 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;

- Прокси-сервер ААА или сервер;

- Политику и управление разрешением на основе профиля подписки пользователя;

- Поддержку туннелирования ASN-CSN;

- Тарификация и разрешение споров между операторами;

- Туннелирование Inter-CSN для роуминга;

- Мобильность Inter-ASN.

CSN может предоставлять услуги, такие как услуги по определению местоположения, связь для одноранговых служб, настройку, авторизацию и/или связь со службами мультимедиа IP. CSN может дополнительно содержать сетевые элементы, такие как маршрутизаторы, прокси-серверы ААА, пользовательские базы данных и взаимодействующий шлюз MS В контексте IEEE 802.16m CSN может быть развернут, как часть NSP 802.16m IEEE или как часть занимающего должность NSP IEEE 802.16m.

Кроме того, станции RS 15 могут быть использованы, чтобы улучшить покрытие и/или производительность. Обратимся к фигуре 8 с базовой станцией BS 14, которая может поддерживать существующие RS, связанные с существующей RS в "существующей зоне". BS 14 не обязаны оказывать поддержку существующего протокола в "зоне на 16 т". Проект протокола ретранслятора может быть основан на проекте 802-16j IEEE, хотя он может отличаться от протокола IEEE 802-16j, используемого в "существующей зоне".

На фигуре 9 показана эталонная модель системы, которая применима и к SS 16, и к BS 14 и включает различные функциональные блоки, включая общий подуровень управления доступом к среде (MAC) подуровень конвергенции, подуровень безопасности и физический уровень (PHY).

Подуровень конвергенции выполняет отображение внешних сетевых данных, полученных через CS SAP в MAC SDU, полученные MAC CPS через MAC SAP, классификацию внешних сетевых SDU и их соединения с MAC SFID и идентификацию вызывающего абонента, подавление/сжатие заголовка полезной информации (PHS).

Подуровень безопасности выполняет аутентификацию и безопасный обмен ключами и шифрование.

Физический уровень выполняет протокол и функции физического уровня.

Общая часть подуровня MAC будет теперь описана более подробно. Во-первых, следует отметить, что управление доступом к среде (MAC) ориентировано и на установление соединения. Иными словами, в целях отображения сервисов на SS 16 и соответствующих изменяющихся уровней качества сервиса (QoS), передача данных выполняется в контексте "соединений". В частности "потоки услуг" могут быть предоставлены, когда система включает станцию SS 16. Вскоре после регистрации SS 16, выполняются соединения с потоками услуг (одно соединение на каждый поток услуг), чтобы обеспечить опорное значение, против которого можно запросить полосу пропускания. Дополнительно, могут быть установлены новые соединения, когда служба клиента нуждается в изменении. Соединение определяет отображение между равноправными процессами сходимости, которые используют MAC и потоком услуг. Поток услуг определяет параметры QoS для блоков данных протокола MAC (PDU), которыми обмениваются после соединения. Таким образом, потоки услуг являются неотъемлемой частью процесса выделения пропускной способности. Конкретно, SS 16 запрашивает полосу пропускания восходящего канала на основе соединения (неявно идентифицирующего поток услуг). Полоса пропускания может быть предоставлена станцией BS станции MS как ответ на запрос от MS на установление соединения.

На фигуре 10 общая часть подуровня MAC (CPS) классифицируется как управление радио-ресурсом, управление фун