Управляемое кодирование с наложением в многопользовательской системе связи

Изобретение относится к беспроводным системам связи и может использоваться в многопользовательской системе связи. Достигаемый технический результат - расширение системной пропускной способности при использовании кодирования с наложением. В способе связи для использования в системе связи, включающей базовую станцию и множество беспроводных терминалов, осуществляют поддержание набора информации об условиях канала, указывающего качество канала каждого из множества беспроводных терминалов, проверку набора информации об условиях канала и выделение сегмента канала связи для использования для осуществления передачи наложенных сигналов. Базовая станция для использования в системе связи, включающей в себя множество беспроводных терминалов, содержит набор информации об условиях канала, средство для проверки набора информации об условиях канала, средство для выделения сегмента канала связи, который используют для передачи наложенных сигналов. Беспроводный терминал включает в себя приемник для выделения наложенного сигнала, декодер наложения для декодирования частей сигнала, средство для определения из информации, включенной в одну из частей сигнала, какая часть предназначена для беспроводного терминала, передатчик для передачи сигналов в сегментах восходящего канала связи, которым соответствуют наложенные выделенные сигналы. Одновременно осуществляют передачу с использованием одних и тех же частот. Сигналы объединяются в канале связи, что приводит к одной передаче, являющейся наложенной на другую передачу. Базовая станция, получая наложенные сигналы, использует методы декодирования с наложением, чтобы восстановить оба сигнала. 5 н. и 25 з.п. ф-лы, 19 ил.

 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение направлено на обеспечение улучшенных способов кодирования и передачи в системе беспроводной связи и, более конкретно, на обеспечение улучшенных способов, использующих управляемое кодирование с наложением, подходящее для использования, например, в многопользовательской системе связи.

Уровень техники

Будет раскрыто кодирование с наложением в системах связи. Многопользовательские системы связи используют несколько передатчиков и приемников, осуществляющих связь друг с другом, и могут использовать один или несколько способов связи. Вообще, многопользовательские способы связи могут быть категоризированы в один из двух сценариев:

(а) Единственный передатчик, связывающийся с несколькими приемниками, что обычно называют способом широковещательной связи, и

(б) Несколько передатчиков, связывающихся с общим приемником, что обычно называют способом связи с множественным доступом.

Способ широковещательной связи широко известен в области связи и литературе по теории информации как «широковещательный канал» и будет упоминаться как таковой в остальной части этого документа. «Широковещательным каналом» называют физический канал связи между передатчиком и многочисленными приемниками, а также ресурсы связи, используемые передатчиком для осуществления связи. Точно так же способ связи с множественным доступом широко известен как «канал множественного доступа», и в остальной части этого документа будет использована такая терминология. Каналом множественного доступа называют физические каналы связи между многочисленными передатчиками и общим приемником наряду с ресурсами связи, используемыми передатчиками. Способ широковещательной связи часто используют для реализации нисходящего канала связи в типичной сотовой системе беспроводной связи, тогда как восходящий канал в такой системе обычно реализуют, используя способ связи с множественным доступом.

Ресурс передачи в многопользовательской системе связи может, вообще говоря, быть представлен во временном, частотном или кодовом пространстве. Теория информации утверждает, что емкость системы может быть увеличена по сравнению с другими технологиями связи как в широковещательном сценарии, так и в сценарии с множественным доступом. В частности, путем одновременной передачи на множество приемников в случае способа широковещательной связи или позволяя множеству передатчиков одновременно передавать, в случае способа связи с множественным доступом, по тому же самому ресурсу передачи, емкость системы может быть увеличена по сравнению с другими технологиями связи. В случае способа широковещательной связи технология, используемая для передачи одновременно многочисленным пользователям по одному и тому же ресурсу передачи, также известна как «кодирование с наложением».

Преимущества кодирования с наложением очевидны из нижеследующего раскрытия технологий передачи для способа широковещательной связи. Рассмотрим единственный передатчик, осуществляющий связь с двумя приемниками, каналы которых могут быть описаны уровнями внешних Гауссовых шумов N1 и N2, причем N1<N2, то есть первый приемник работает по более сильному каналу, чем второй приемник. Предположим, что ресурсами связи, доступными передатчику, являются полная полоса пропускания W и полная мощность P. Передатчик может использовать несколько стратегий для связи с приемниками. На Фиг.1 показан график 100, который представляет скорости, достижимые в широковещательном канале для первого и второго пользователей, согласно трем различным стратегиям передачи. Вертикальная ось 102 по Фиг.1 представляет скорость для более сильного приемника, тогда как горизонтальная ось 104 представляет скорость для более слабого приемника. Линия 106 показывает достижимые скорости для стратегии мультиплексирования с разделением по времени (МРВ, TDM). Линия 108 показывает достижимые скорости для стратегии мультиплексирования с частотным разделением (МЧР, FDM). Линия 110 показывает максимальные достижимые скорости в полосе пропускания.

Сначала рассмотрим стратегию, при которой передатчик осуществляет мультиплексирование для этих двух приемников по времени, выделяя в некоторый момент времени все свои ресурсы одному приемнику. Если долю времени, потраченного на связь с первым (более сильным) приемником, обозначить α, то можно показать, что достижимые скорости для двух пользователей удовлетворяют следующим уравнениям:

Поскольку доля времени, потраченного на обслуживание первого пользователя, α,изменяется, скорости, полученные по вышеприведенным уравнениям, представлены прямой жирной линией 106, соответствующей МВР, как показано на Фиг.1.

Теперь рассмотрим другую стратегию передачи, при которой передатчик выделяет определенную долю полосы пропускания, β, и долю доступной мощности, γ, первому пользователю. Второй пользователь получает оставшиеся доли полосы пропускания и мощности. Выделив эти доли, передатчик осуществляет связь с двумя приемниками одновременно. При этой стратегии передачи область скорости может быть охарактеризована следующими уравнениями:

Скорости, полученные по вышеприведенным уравнениям, наглядно видимы из сегментированной выпуклой кривой линии 108, соответствующей МЧР, как показано на Фиг.1. Очевидно, что стратегия деления доступной мощности и полосы пропускания между двумя пользователями соответствующим образом превосходит распределение ресурсов при временном разделении. Однако вторая стратегия все еще не является оптимальной.

Верхней гранью областей скоростей, достижимых по всем стратегиям передачи, является область широковещательной передачи. Для Гауссового случая эта область характеризуется уравнениями

и она обозначена штрихпунктирной кривой линией 110, соответствующей «ПРОПУСКНОЙ СПОСОБНОСТИ», как показано на Фиг.1.

Томасом Ковером (Thomas Cover) в работе T.M.Ковер, Широковещательные каналы, ИИЭР Труды по Теории информации, IT-18 (1):2 14, 1972 (T.M.Cover, Broadcast Channels, IEEE Transactions on Information Theory, IT-18 (1):2 14, 1972), было показано, что технология связи, называемая кодирование с наложением, позволяет достичь эту область пропускной способности. По этой технологии сигналы различным пользователям передают с различными мощностями с одним и тем же ресурсом передачи и накладывают друг на друга. Достижимые коэффициенты передачи при кодировании с наложением превосходят любую другую технологию связи, которая требует разделения ресурса передачи между различными пользователями.

Базовая концепция кодирования с наложением представлена на графике 200 по Фиг.2. График 200 представляет сигнал QPSK высокой мощности и сигнал QPSK низкой мощности, наложенный на сигнал QPSK высокой мощности. Вертикальная ось 202 представляет квадратурный компонент интенсивности сигнала, а горизонтальная ось 204 представляет синфазный компонент интенсивности. Хотя в этом примере предполагается модуляция QPSK (ФМЧС), выбор наборов модуляции, в общем, не является ограниченным, и, обычно, могут быть в качестве альтернативы использованы другие модуляции. Предположим, что передатчик имеет общий бюджет Р мощности передачи. Предположим, что первый приемник, называемый «более слабый приемник», видит больший шум канала, а второй приемник, называемый «более сильный приемник», видит меньший шум канала. Четыре помеченных определенным образом 205 кружка представляют собой точки совокупности ФМЧС для передачи при большей мощности (более защищенно), (1-α)Р, на более слабый приемник. Тем временем более сильному приемнику передают дополнительную информацию на малой мощности (менее защищенно), αР, также используя совокупность ФМЧС. На Фиг.2 стрелка 208 амплитуды обеспечивает указание высокой мощности передачи, тогда как стрелка 210 обеспечивает указание низкой мощности передачи. Фактически переданные символы, которые содержат в совокупности как сигналы большей, так и сигналы меньшей мощности, представлены пустыми кружками 212 на Фиг.2. Ключевой идеей, которую отображает эта иллюстрация, является то, что передатчик осуществляет связь с обоими пользователям, одновременно используя один и тот же ресурс передачи.

Стратегия приемника весьма проста. Более слабый приемник видит более мощную совокупность ФМЧС с наложенным на нее сигналом малой мощности. Отношение сигнал-шум (ОСШ), испытываемое более слабым приемником, может быть недостаточно для того, чтобы различить сигнал малой мощности, таким образом, сигнал малой мощности проявляется как шум и немного ухудшает ОСШ, когда более слабый приемник декодирует мощный сигнал. С другой стороны, ОСШ, испытываемое более сильным приемником, является достаточным, чтобы различить как точки совокупности ФМЧС высокой мощности, так и точки совокупности ФМЧС малой мощности. Стратегия более сильного приемника состоит в том, чтобы сначала декодировать точки высокой мощности (которые предназначены для более слабого приемника), устранить их вклад в составной сигнал, а затем декодировать сигнал малой мощности.

На основании вышеприведенного обсуждения очевидным является, что существует необходимость в изменениях и/или адаптации концепции кодирования с наложением, которое могло бы быть применено для более эффективного использования ресурсов эфирной линии связи в широковещательных системах связи и/или системах связи множественного доступа. В беспроводных системах связи с множественными пользователями в любое заданное время для различных пользователей будут существовать различные качества канала. Способы и устройства, которые характеризуют различные приемники и передатчики как более слабые/более сильные на относительном основании в отношении друг друга, и обеспечение изменения этой относительной классификации во времени, может также быть полезным. Способы и устройства планирования и управления мощностью, которые ситуационно-обусловленно используют эти различия и применяют способы кодирования с наложением, могут увеличить пропускную способность системы. Новые варианты осуществления, использующие способы кодирования с наложением, возможно, будут нуждаться в способах передачи информации между передатчиком (передатчиками) и приемником (приемниками) относительно кодирования с наложением, например, такой, как информация о временном более слабом/более сильном выделении. Были бы предпочтительны способы передачи такой информации, которые минимизируют, где возможно, непроизводительные затраты и/или комбинируют или связывают указания временных выделений между множественными сегментами канала связи, например сегментом канала выделения и сегментом канала трафика.

Раскрытие изобретения

Настоящее изобретение направлено на обеспечение новых способов использования кодирования с наложением в системах связи, например в многопользовательской системе связи. Кодирование с наложением происходит в нисходящей линии связи и/или восходящей линии связи. Кодирование с наложением в соответствии с изобретением происходит в случае нисходящей линии связи посредством передач от базовой станции на различные беспроводные терминалы при использовании одного и того же ресурса связи, например одновременно на одних и тех же частотах. Кодирование с наложением в соответствии с изобретением происходит в случае восходящей линии связи посредством передач от различных беспроводных терминалов на базовую станцию при использовании одного и того же ресурса связи. В случае восходящей линии связи сигналы объединяют в канале связи, что приводит к одной передаче, становящейся наложенной на другую передачу. Устройство, например базовая станция, получая наложенные сигналы, использует способы кодирования с наложением для восстановления обоих сигналов. Для получения преимущества наложения выделением сегментов канала множественным беспроводным терминалам управляют посредством базовой станции. Кроме того, в случае нисходящей линии связи уровнями мощности передачи управляют посредством базовой станции так, чтобы полученные уровни мощности были бы весьма различны для облегчения кодирования с наложением. В случае восходящей линии связи уровнями мощности передачи управляют посредством беспроводных терминалов, совместно использующих один и тот же ресурс восходящей линии связи, например временной интервал и частоту, для обеспечения гарантированности того, что полученные сигналы от различных устройств на базовой станции будут иметь различные полученные уровни мощности, облегчающие кодирование с наложением.

В различных вариантах осуществления настоящего изобретения базовая станция поддерживает информацию относительно качества каналов связи между отдельными беспроводными терминалами и базовой станцией. Сегмент канала связи выделяют для двух или большего числа беспроводных терминалов, имеющих, по меньшей мере, минимальное различие, например различие на 3, 5 или 10 дБ в качестве их каналов связи от базовой станции в случае нисходящей линии связи или каналов связи к базовой станции в случае восходящей линии связи. Выделения каналов передают на беспроводные терминалы, которые должны совместно использовать сегмент канала трафика. Выделение передает, какие беспроводные терминалы должны одновременно использовать сегмент канала связи и, кроме того, какое из выделенных устройств должно передать (в случае восходящей линии связи) или получить (в случае нисходящей линии связи) сильный или слабый сигнал. Сообщения выделения могут быть переданы как наложенные сигналы.

В целях упрощения описания в этом документе предполагается, что наложены два сигнала для формирования сигнала кодирования с наложением. Однако могут быть наложены больше, чем два сигнала. Изобретение является применимым в случаях, когда наложены больше, чем два сигнала, для формирования сигнала кодирования с наложением.

Следовательно, два сигнала в сигнале кодирования с наложением соответственно называют сильным сигналом и слабым сигналом, причем сильным сигналом является тот, который имеет высокую мощность приема, а слабым сигналом тот, который имеет низкую мощность приема. Когда два беспроводных терминала совместно используют один и тот же ресурс связи, пользователя с лучшим условием канала называют более сильным пользователем, а пользователя с худшим условием канала называют более слабым пользователем. В некоторых вариантах осуществления заданный беспроводной терминал может быть сильным пользователем, когда он совместно использует ресурс с другим беспроводным терминалом, и может быть более слабым пользователем, когда он совместно использует ресурс с третьим беспроводным терминалом.

Во многих случаях восходящей линии связи более сильный пользователь будет выделен для выполнения передачи сигнала, который будет получен базовой станцией как сильный сигнал, а более слабый пользователь будет обычно выделен для использования передачи сигнала, который будет получен базовой станцией как слабый сигнал. Это позволяет избежать создания чрезмерных помех другим базовым станциям или избежать потребности в чрезмерной пиковой мощности передачи от беспроводного терминала. В этих случаях более сильного пользователя также называют более сильным передатчиком, а более слабого пользователя также называют более слабым передатчиком.

Во многих случаях нисходящей линии связи более сильный пользователь будет выделен для выполнения приема слабого сигнала, а более слабый пользователь будет обычно выделен для выполнения приема более сильного сигнала. Это помогает повышать надежность линии связи более слабого пользователя при отсутствии расхода мощности более сильного пользователя. В этих случаях более сильного пользователя также называют более сильным приемником, а более слабого пользователя также называют более слабым приемником.

Выделения канала, передаваемые беспроводным терминалам, которые должны совместно использовать сегмент канала трафика, могут также быть выполнены с использованием кодирования с наложением. Следует отметить, что выделения канала обычно выполняют посредством базовой станции и передают по нисходящей линии связи. Таким образом, выделение, посланное более сильному пользователю, передают со слабым сигналом, а выделение, посланное более слабому пользователю, передают с сильным сигналом. Следовательно, если беспроводной терминал выявляет, что выделение для него исходит из сильного сигнала, например, его идентификатор на терминал передан посредством сильного сигнала, беспроводной терминал знает, что базовая станция считает его более слабым пользователем, то есть тем более слабым передатчиком в случае, когда беспроводному терминалу выделяют канал трафика восходящей линии связи, или более слабым приемником в случае, когда беспроводному терминалу выделяют канал трафика нисходящей линии связи. Точно так же, если беспроводной терминал выявляет, что выделение для него исходит из слабого сигнала, беспроводной терминал знает, что базовая станция считает его более сильным пользователем, то есть более сильным передатчиком, когда беспроводному терминалу выделяют канал трафика восходящей линии связи, или более сильным приемником, когда беспроводному терминалу выделяют канал трафика нисходящей линии связи.

В соответствии с настоящим изобретением кодирование с наложением может быть использовано ситуационно-обусловленным образом. То есть кодирование с наложением может быть использовано, когда беспроводные терминалы с весьма различными условиями канала доступны для образования парных соединений, чтобы совместно использовать сегмент канала связи. В случаях, когда не может быть достигнуто достаточное различие в уровнях мощности приема, например, в силу недостаточного различия в условиях канала между устройствами или недостаточными возможностями мощности передачи, беспроводные терминалы не планируют для совместного использования сегмента передачи. Таким образом, наложение используют во временных интервалах передачи, где оно, вероятно, позволит получить надежные результаты в силу достаточного различия уровня мощности приема, но не в случаях, где это, вероятно, будет ненадежным.

Многочисленные дополнительные признаки и преимущества настоящего изобретения очевидны из нижеследующего подробного описания.

Перечень фигур чертежей

Фиг.1 - график, иллюстрирующий достижимые скорости в широковещательном канале для первого пользователя с более сильным приемником и второго пользователя с более слабым приемником согласно трем различным стратегиям передачи.

Фиг.-2 - пример кодирования с наложением с модуляцией QPSK.

Фиг.3 - приводимые в качестве примера системы связи, осуществляющие устройства и способы по настоящему изобретению.

Фиг.4 - приводимая в качестве примера базовая станция, осуществленная в соответствии с настоящим изобретением.

Фиг.5 - приводимый в качестве примера беспроводной терминал, осуществленный в соответствии с настоящим изобретением.

Фиг.6 - приводимые в качестве примера сегменты канала трафика.

Фиг.7 - приводимые в качестве примера сегменты выделения и трафика.

Фиг.8 - приводимые в качестве примера сегменты трафика нисходящей линии связи и приводимые в качестве примера сегменты подтверждения восходящей линии связи.

Фиг.9 - приводимая в качестве примера система связи, осуществленная в соответствии с настоящим изобретением.

Фиг.10 - кодирование с наложением в канале множественного доступа в соответствии с настоящим изобретением.

Фиг.11 - кодирование с наложением, используемое в широковещательных каналах назначения и трафика в соответствии с настоящим изобретением.

Фиг.12 - кодирование с наложением, используемое в широковещательном назначении и каналах трафика множественного доступа в соответствии с настоящим изобретением.

Фиг.13 - кодирование с наложением, используемое в широковещательном канале трафика и канале подтверждения множественного доступа в соответствии с настоящим изобретением.

Фиг.14 - кодирование с наложением, используемое в канале трафика множественного доступа и широковещательном канале подтверждения в соответствии с настоящим изобретением.

Фиг.15 - приводимый в качестве примера вариант осуществления настоящего изобретения, использующий кодирование с наложением на общем (совместном) канале управления.

Фиг.16 - приводимые в качестве примера сигналы восходящей линии связи в одном и том же сегменте канала и приводимый в качестве примера вариант осуществления целей мощности приема в соответствии с настоящим изобретением.

Фиг.17 - блок-схема, иллюстрирующая этапы приводимого в качестве примера способа, осуществляемого базовой станцией в одном приводимом в качестве примера варианте осуществления.

Фиг.18 - блок-схема, иллюстрирующая этапы приводимого в качестве примера способа, осуществляемого беспроводным терминалом в одном приводимом в качестве примера варианте осуществления.

Как было раскрыто выше, настоящее изобретение направлено на обеспечение новых способов использования кодирования с наложением в системах связи, например в многопользовательской системе связи. Кодирование с наложением происходит на нисходящей линии связи и/или восходящей линии связи. Кодирование с наложением в соответствии с изобретением имеет место в случае передач нисходящей линии связи на различные беспроводные терминалы от базовой станции с использованием одного и того же ресурса связи, например одновременно с одними и теми же частотами. Кодирование с наложением, в соответствии с изобретением, происходит в случае восходящей линии связи посредством передач от различных беспроводных терминалов на базовую станцию при использовании одного и того же ресурса связи. В случае восходящей линии связи сигналы объединяют в канале связи, что приводит к наложению одной передачи на другую передачу. Устройство, например базовая станция, получая наложенные сигналы, использует способы кодирования с наложением для восстановления обоих сигналов. Для получения преимуществ наложения выделением сегментов канала множественным беспроводным терминалам управляют посредством базовой станции. Кроме того, в случае нисходящей линии связи уровнями мощности передачи управляют посредством базовой станции так, чтобы уровни мощности приема были весьма различны для облегчения кодирования с наложением. В случае восходящей линии связи уровнями мощности передачи управляют посредством беспроводных терминалов, совместно использующих один и тот же ресурс восходящей линии связи, например временной интервал, чтобы гарантировать, что полученные сигналы от различных устройств на базовой станции будут иметь различные уровни мощности приема, облегчающие кодирование с наложением.

На Фиг.3 представлена приводимая в качестве примера система 300 беспроводной связи, осуществленная в соответствии со способами по настоящему изобретению. Приводимая в качестве примера система 300 беспроводной связи ситуационно-обусловленным образом использует управляемые способы кодирования с наложением на восходящих каналах и нисходящих каналах в соответствии с настоящим изобретением. Приводимая в качестве примера система 300 беспроводной связи является системой OFDM (мультиплексирования с ортогональным частотным разделением) множественного доступа с расширенным спектром. Хотя в настоящей заявке для целей раскрытия изобретения использована приводимая в качестве примера система беспроводная связи OFDMA, изобретение является более широким по своему объему, чем пример, и изобретение может быть применено во многих других системах связи, например также в системе беспроводной связи множественного доступа с кодовым разделением каналов, где применяют управляемое кодирование с наложением.

Система 300 включает в себя множество ячеек: ячейку 1 302, ячейку М 304. Каждая ячейка (ячейка 1 302, ячейка М 304) включает в себя базовую станцию (БС), (БС 1 306, БС М 308) соответственно и представляет зону беспроводного покрытия базовой станции. БС 1 306 связана с множеством конечных узлов (КУ (l) 310, КУ (X) 312) посредством беспроводных линий (314, 316) связи соответственно. БС М 308 связана со множеством конечных узлов (КУ (l') 318, КУ (X') 320) посредством беспроводных линий (322, 324) связи соответственно. Конечные узлы 310, 312, 318, 320 могут быть мобильными и/или неподвижными устройствами беспроводной связи и упоминаются как беспроводные терминалы (БТ). Мобильные БТ иногда упоминаются как мобильные узлы (МУ). МУ могут перемещаться по всей системе 300. БС 1 306 и БС М 308 связаны с сетевым узлом 326 посредством сетевой линии 328, 330 связи соответственно. Сетевой узел 326 связан с другими сетевым узлам и Интернет посредством сетевой линии 332 связи. Сетевые линии 328, 330, 332 связи могут быть, например, волоконно-оптическими кабелями.

На Фиг.4 представлена приводимая в качестве примера базовая станция 400, осуществленная в соответствии с изобретением. Приводимая в качестве примера базовая станция 400 может быть более детальным представлением любой из базовых станций 306, 308 по Фиг.3. Базовая станция 400 включает в себя приемник 402, передатчик 406, процессор 410, интерфейс 412 ввода/вывода и память 414, связанные друг с другом посредством шины 416, по которой различные элементы могут выполнять обмен данными и информацией.

Приемник 402 связан с антенной 404, посредством которой базовая станция 400 может получать сигналы восходящей линии связи от множества беспроводных терминалов (БТ) 500 (см. Фиг.5). Такие сигналы восходящей линии связи могут включить в себя сигналы трафика восходящей линии связи, передаваемые различными беспроводными терминалами 500 в одном и том же сегменте трафика, который может накладываться в эфире, и/или сигналах подтверждения, переданных различными беспроводными терминалами в одном и том же сегменте подтверждения, который может накладываться в эфире в соответствии с изобретением. Приемник 402 включает в себя множество модулей демодуляции, модуль 1 418 демодуляции, модуль N 420 демодуляции. В некоторых вариантах осуществления модули 418, 420 демодуляции могут быть частью модуля декодера. Модули 418, 420 демодуляции связаны между собой. Модуль 1 418 демодуляции может выполнять первую демодуляцию по полученному наложенному сигналу, восстанавливая сигнал высокой мощности или высокозащищенный сигнал. Демодулированная информация может быть направлена от модуля 1 418 демодуляции на модуль N 420 демодуляции. Модуль N 420 демодуляции может удалить сигнал высокой мощности или высокозащищенный сигнал из полученного наложенного сигнала и затем демодулировать сигнал низкой мощности или менее защищенный сигнал. В некоторых вариантах осуществления отдельные приемники 402 и/или отдельные антенны 404 могут быть использованы, например, первым приемником для сигналов высокой мощности (приема) восходящей линии связи или высокозащищенных сигналов восходящей линии связи и вторым приемником для сигналов восходящей линии связи низкой мощности (приема) или сигналов восходящей линии связи низкой защиты.

Передатчик 406 связан с антенной 408, посредством которой базовая станция 400 может передавать сигналы нисходящей линии связи на множество беспроводных терминалов 500. Такие сигналы нисходящей линии связи могут включать в себя наложенные сигналы, например, составные из двух или большего числа сигналов в одном и том же сегменте канала, каждый сигнал из составного с различным уровнем мощности передачи, и каждый сигнал предназначен для различного беспроводного терминала. Наложенные сигналы нисходящей линии связи могут быть ситуационно-обусловленным образом переданы в сегментах выделения, в сигналах трафика нисходящей линии связи и/или в сегментах подтверждения в соответствии с изобретением. Передатчик 406 включает в себя множество модулей модуляции, модуль 1 422 модуляции, модуль N 424 модуляции и модуль 426 наложения. Модуль 1 422 модуляции позволяет модулировать первый набор информации, например, в сигнал высокой мощности или высокозащищенный сигнал, а модуль N 424 модуляции позволяет модулировать второй набор информации в сигнал низкой мощности или низкозащищенный сигнал. Модуль 426 наложения объединяет сигнал высокой мощности или высокозащищенный сигнал с сигналом низкой мощности или низкой защиты, так что составной сигнал может быть сгенерирован и передан в одном и том же сегменте нисходящей линии связи. В некоторых вариантах осуществления множественные передатчики 406 и/или множественные антенны 408 могут быть использованы, например, первым передатчиком для высоких сигналов нисходящей линии связи высокой мощности или высокозащищенных сигналов нисходящей линии связи, а второй передатчик - для сигналов нисходящей линии связи низкой мощности или сигналов нисходящей линии связи низкой защиты.

Интерфейс 412 ввода-вывода представляет собой интерфейс, обеспечивающий связь базовой станции 400 с другими сетевыми узлами, например другими базовыми станциями, узлами сервера AAA и т.д., и с Интернет. Память 414 включает в себя подпрограммы 428 и данные/информацию 430. Процессор 410, например центральный процессор, выполняет подпрограммы 428 и использует данные/информацию 430 в памяти 414 для задействования базовой станции 400 в соответствии со способами по настоящему изобретению.

Подпрограммы 428 включают в себя подпрограммы 432 связи и подпрограммы 434 управления базовой станцией. Подпрограммы 434 управления базовой станцией включают в себя модуль 436 планировщика, подпрограммы 438 управления мощностью беспроводного терминала, подпрограммы 440 управления мощностью передачи и сигнальные подпрограммы 442. Планировщик 436 включает в себя модуль 446 планирования нисходящей линии связи, модуль 448 планирования восходящей линии связи и модуль 450 согласования относительной интенсивности пользователя. Подпрограмма 438 управления мощностью передачи БТ включает в себя полученный модуль 452 цели мощности приема.

Данные/информация 430 включают в себя данные 454, данные/информацию 456 беспроводного терминала, системную информацию 458, сообщения 460 выделения нисходящей линии связи, сообщения 462 канала трафика нисходящей линии связи, полученные сообщения 464 подтверждения, сообщения 466 выделения восходящей линии связи, сообщения 468 восходящего канала трафика и сообщения подтверждения для восходящего трафика 470.

Данные 454 включают в себя пользовательские данные, например данные, полученные от БТ по беспроводным линиям связи, данные, полученные от других сетевых узлов, данные, которые подлежат передаче на БТ, и данные, которые подлежат передаче на другие сетевые узлы. Данные/информация 456 беспроводного терминала включает в себя множество информации БТ, информацию 472 БТ 1, информацию 474 БТ N. Информация 472 БТ 1 включает в себя данные 476, информацию 478 идентификации (ИД) терминала, информацию 480 полученного сообщения о качестве канала, информацию 482 сегмента и информацию 483 режима. Данные 476 включают в себя пользовательские данные, полученные БС 400 от БТ 1, предназначенные для равноправного БТ 1 узла, например БТ N, и пользовательские данные, предназначенные для передачи от БС 400 на БТ 1. Информация 478 ИД терминала включает в себя выделенный базовой станцией ИД, используемый для идентификации БТ 1 при осуществлении связи и при работе с БС 400. Информация 480 полученного сообщения о качестве канала включает в себя информацию обратной связи качества нисходящего канала типа, например, ОСШ (отношение сигнала к шуму), ОСП (отношение сигнала к помехе). Информация 483 режима включает в себя информацию, указывающую текущий режим БТ 1, например включенное состояние, состояние бездействия и т.д.

Информация 482 сегмента включает в себя множество наборов информации сегмента, соответствующих сегментам канала, выделенным БТ 1, информацию 484 сегмента 1, информацию 486 сегмента N. Информация 484 сегмента 1 включает в себя информацию 488 типа сегмента, информацию 490 ИД сегмента, информацию 492 кодирования и информацию 494 указания относительной интенсивности. Информация 488 типа сегмента включает в себя информацию, идентифицирующую тип сегмента, например сегмент выделения для трафика восходящей линии связи, сегмент выделения для трафика нисходящей линии связи, сегмент канала трафика восходящей линии связи, сегмент канала трафика нисходящей линии связи, сегмент канала подтверждения, соответствующий сегменту канала трафика восходящей линии связи, сегмент подтверждения, соответствующий сегменту канала трафика нисходящей линии связи. Информация 490 идентификации (ИД) сегмента включает в себя информацию, используемую при идентификации сегмента, например информацию, используемую при идентификации частот, времени, продолжительности и/или размера, связанного с сегментом. Информация 492 кодирования включает в себя информацию, идентифицирующую тип кодирования и/или модуляции, используемых для сегмента. Информация 494 указания относительной интенсивности включает в себя информацию, указывающую относительную интенсивность указанного БТ для целей выполнения связи по этому сегменту. В некоторых вариантах осуществления информация 494 указания относительной интенсивности включает в себя информацию, идентифицирующую БТ как слабый или как сильный БТ для целей осуществления связи по этому сегменту.

Системная информация 458 включает в себя информацию 495 тона, информацию 496 модуляции, информацию 497 синхронизации, информацию 498 модели мощности передачи и информацию 499 модели цели мощности приема. Информация 495 тона включает в себя информацию, идентифицирующую тоны, используемые в последовательностях перескока, каналах и/или сегментах. Информация 496 модуляции включает в себя информацию, используемую БС 400 для осуществления различных схем модуляции и/или кодирования, например информацию скорости кодирования, информацию о типе модуляции, информацию кода с исправлением ошибок и т.д. Информация 497 синхронизации может включать в себя информацию синхронизации, используемую для последовательностей перескока, суперслотов, расширений, продолжительности сегментов канала и отношений синхронизации между различными типами сегментов канала, например отношения синхронизации между сегментом выделения, сегментом канала трафика и сегментом канала подтверждения. Информация 498 модели мощности передачи может включить в себя информацию, определяющую модели, отличающие уровни мощности передачи сильного сигнала и уровень мощности передачи слабого сигнала, причем два сигнала передают в одном и том же сегменте канала как объединенный наложенный сигнал в соответствии с изобретением. Информация 499 модели мощности приема может включать в себя информацию, такую как справочные таблицы, используемую для определения моделей для управления мощностью передачи БТ, для передачи с соответствующим уровнем мощности, чтобы достичь цели мощности приема на БС 400 для сигнала сегмента восходящего канала. В некоторых вариантах осуществления цель модели мощности приема для беспроводного терминала является функцией скорости кодирования и классификации пользователя (беспроводной терминал) как сильного или слабого пользователя (беспроводного терминала). В таком варианте осуществления для одной и той же скорости кодирования цели мощности приема могут быть очень различны между сильной и слабой классификацией, например значение > 3 дБ, такое как 10 дБ.

Сообщения 460 выделения нисходящей линии связи включают в себя сообщения выделения, используемые для уведомления БТ терминала, что ему был выделен сегмент канала трафика нисходящей линии связи. Сообщения 460 выделения нисходящей линии связи передают БС 400 на БТ в сегментах канала выделения нисходящей линии связи. В соответствии с изобретением множественные сообщения выделения нисходящей линии связи могут быть переданы на множественные БТ в одном и том же сегменте выделения, используя управляемое кодирование с наложением. Сообщения 462 трафика нисходящей линии связи включают в себя данные и информацию, например пользовательские данные, передаваемые от БС 400 на БТ в сегментах канала трафика нисходящей линии связи. В соответствии с изобретением сообщения 462 канала трафика нисходящей линии связи могут быть переданы на множество БТ в одном и том же сегменте выделения, используя управляемое кодирование с наложением. Полученные сообщения 464 подтверждения включают в себя сигналы подтверждения приема от БТ на БСА 400, указывающие, действительно ли БТ успешно получил данные/информацию в выделенном сегменте канала трафика нисходящей линии связи. В соответствии с изобретением сообщения 464 подтверждения могут быть переданы множественными БТ, например, с очень различными уровнями цели мощности приема на БС 400 в одном и том же сегменте выделения, и сигналы могут быть наложены в эфирной линии связи.

Сообщения 466 выделения восходящей линии связи включают в себя сообщения выделения, используемые для уведомления терминала БТ, что ему был выделен сегмент трафика восходящей линии связи. Сообщения выделения 466 восходящей линии связи передают БС 400 на БТ в сегментах канала выделения нисходящей линии связи, используемых для выделения сегментов восходящего канала. В соответствии с изобретением множественные сообщения выделения восходящей линии связи могут быть переданы на множество БТ в одном и том же сегменте выделения, используя управляемое кодирование с наложением. Сообщения 468 канала трафика восходящей линии связи включают в себя данные и информацию, например пользовательские данные, переданные от БТ на БС 400 в сегментах канала трафика восходящей линии связи. В соответствии с изобретением сообщения 468 канала трафика восходящей линии связи могут быть переданы множественными БТ, например, с очень различными уровнями цели мощности приема на БС 400 в одном и том же сегменте выделения, и сигналы могут быть наложены в эфирной линии связи. Сообщения подтверждения для трафика 470 по восходящей линии связи включают в себя сигналы подтверждения приема, которые подлежат передаче от БС 400 на БТ, указывающие, действительно ли БС 400 успешно получила данные/информацию по выделенному сегменту канала трафика восходящей линии связи. В соответствии с изобретением множественные сообщения подтверждения для трафика 470 по восходящей линии связи могут быть переданы на множественные БТ в одном и том же сегменте подтверждения, используя управляемое кодирование с наложением.

Подпрограммы 432 связи используются для управления базовой станцией 400 для выполнения различных операций связи и осуществления различных протоколов связи. Подпрограмму 434 управления базовой станцией используют для управления работой базовой станции, например управления интерфейсом ввода/вывода, управления приемником 402, управления передатчиком 406 и осуществления этапов способа по настоящему изобретению. Модуль 436 планировщика используют для управления планированием передачи и/или выделением ресурсов связи. Модуль 436 планировщика может служить планировщиком. Модуль 446 планирования нисходящей линии связи планирует БТ по сегментам нисходящего канала, например сегментам канала трафика нисходящей линии связи. Модуль 446 планирования нисходящей линии связи может ситуационно-обусловленным образом планировать множественные БТ по одному и тому же сегменту нисходящей линии связи, например одному и тому же сегменту канала трафика нисходящей линии связи. Модуль 448 планирования восходящей линии связи планирует БТ по сегментам восходящего канала, например сегментам канала трафика восходящей линии связи. Модуль 448 планирования восходящей линии связи может ситуационно-обусловленным образом планировать множественные БТ по одному и тому же сегменту восходящей линии связи, например одному и тому же сегменту канала трафика восходящей линии связи. В некоторых вариантах осуществления ситуационно-обусловленные планирование и классификация множественных пользователей как более слабый/более сильный по некоторой соответствующей нисходящей линии связи и сегментам восходящей линии связи может быть взаимосвязанным с заранее определенными способами и следовать этим способам, известным как базовой станции 400, так и БТ 500.

Модуль 450 согласования относительной интенсивности пользователя может использовать информацию 480 полученного сообщения о качестве канала от множественных БТ для классификации пользователей по отношению друг к другу на относительном основании как более слабый/более сильный и согласовывать пользователей, например одного относительно более слабого с одним относительно более сильным, для одновременного планирования по заданному сегменту канала. В некоторых вариантах осуществления подпрограмма 450 согласования относительной интенсивности может использовать другие критерии в дополнение к или вместо информации 480 сообщения о качестве канала для определения соответствия БТ. Например, некоторые БТ в совокупности беспроводных терминалов, например дешевых устройств, могут не иметь возможностей соответствующей демодуляции и/или декодирования для декодирования слабого сигнала, наложенного на сильный сигнал, и, таким образом, не должны быть спланированы как сильный приемник. Другие БТ из совокупности, например неподвижные беспроводные устройства с менее строгими ограничениями по размерам и мощности, могут быть хорошими кандидатами для декодирования слабых сигналов, наложенных на сильные сигналы, и, таким образом, могут быть хорошим выбором для планирования как сильный приемник.

Подпрограмма 438 управления мощностью БТ управляет уровнями мощности передачи БТ, работающих в ячейке БС 400. Модуль 452 цели мощности приема использует данные/информацию 430, включающие в себя информацию 499 модели цели мощности приема, информацию 492 кодирования и информацию 494 указания относительной интенсивности для определения цели мощности приема для сигналов восходящей линии связи в сегментах восходящей линии связи. Подпрограмма 440 управления мощностью передачи использует данные/информацию 430, включающие в себя информацию 498 модели мощности передачи, информацию 492 кодирования и информацию 494 указания относительной интенсивности для управления передатчиком 406 для передачи сигналов нисходящей линии связи с соответствующей выделенной интенсивностью для заданного сегмента. Сигнальные подпрограммы 442 могут быть использованы приемником 402, передатчиком 406, интерфейсом 412 ввода/вывода для управления генерацией, модуляцией, кодированием, передачей, приемом, демодуляцией и/или декодированием передаваемых сигналов.

На Фиг.5 представлен приводимый в качестве примера беспроводной терминал 500, осуществленный в соответствии с изобретением. Приводимый в качестве примера беспроводной терминал 500 может быть более детальным представлением любого из конечных узлов 310, 312, 318, 320 по Фиг.3. Беспроводной терминал 500 может быть неподвижным или мобильным беспроводным терминалом. Мобильные беспроводные терминалы иногда упоминают как мобильные узлы, и они могут перемещаться по всей системе. Беспроводной терминал 500 включает в себя приемник 502, передатчик 504, процессор 506 и память 508, связанные между собой посредством шины 510, по которой различные элементы выполняют обмен данными и информацией.

Приемник 502 связан с антенной 511, посредством которой беспроводной терминал 500 может получать сигналы нисходящей линии связи от базовой станции 400. Такие сигналы нисходящей линии связи могут включать в себя управляемые наложенные сигналы выделений, управляемые наложенные сигналы трафика нисходящей линии связи и/или управляемые наложенные сигналы подтверждения приема, переданные базовой станцией 400 в соответствии с изобретением. Приемник 502 включает в себя множество модулей демодуляции, модуль 1 512 демодуляции, модуль N 514 демодуляции. В некоторых вариантах осуществления модули 512, 514 демодуляции могут быть частью модуля (модулей). Модули 512, 514 демодуляции связаны между собой. Модуль 1 512 демодуляции может выполнять первую демодуляцию по полученному наложенному сигналу, восстанавливая сигнал высокой мощности или высокозащищенный сигнал. Демодулированная информация может быть направлена от модуля 1 512 демодуляции на модуль N 514 демодуляции. Модуль N 514 демодуляции может удалять сигнал высокой мощности или высокозащищенный сигнал из полученного наложенного сигнала и затем демодулировать сигнал низкой мощности или менее защищенный сигнал. В некоторых вариантах осуществления могут быть использованы отдельные приемники 502 и/или отдельные антенны 511, например первый приемник для восстановления сигнала высокой мощности или высокозащищенного сигнала нисходящей линии связи и второй приемник для восстановления сигнала низкой мощности или низкозащищенного сигнала нисходящей линии связи. В некоторых вариантах осуществления может быть возможным декодировать более слабый или менее защищенный компонент сигнала наложенного сигнала нисходящей линии связи непосредственно без удаления, сначала вклад более сильного или лучше защищенного компонента сигнала.

Передатчик 504 связан с антенной 515, посредством которой беспроводной терминал 500 может передавать сигналы восходящей линии связи на базовую станцию 400. Такие сигналы восходящей линии связи могут включать в себя сигналы восходящей линии связи канала трафика и сигналы подтверждения. Передатчик 505 включает в себя модуль 516 модуляции. Модуль 506 модуляции может модулировать данные/информацию в сигналы восходящей линии связи. В некоторых вариантах осуществления модуль 506 модуляции может быть частью модуля кодера. Передатчиком 504 можно управлять в терминах выходной мощности и/или модуляции для выдачи сигналов восходящей линии связи с различными уровнями целевой мощности приема и/или различными относительными уровнями защиты, например высокоцелевые сигналы мощности приема (или высокозащищенные сигналы) и низкоцелевые сигналы мощности приема (или менее защищенные сигналы) для различных сегментов восходящего канала в соответствии с изобретением.

Память 508 включает в себя подпрограммы 518 и данные/информацию 520. Подпрограммы 518 включают в себя подпрограмму 522 связи и подпрограммы 524 управления беспроводным терминалом. Подпрограммы 524 управления беспроводным терминалом 524 включают в себя сигнальные подпрограммы 526 и модуль 528 измерения качества канала. Сигнальные подпрограммы 526 включают в себя модуль 530 управления приемником и модуль 532 управления передатчиком. Модуль 530 управления приемником включает в себя множество модулей обнаружения сигнала, первый модуль 534 обнаружения сигнала, N-ный модуль 536 обнаружения сигнала. Модуль 532 управления передатчиком включает в себя модуль 538 генерирования сигнала и модуль 539 управления мощностью передатчика.

Данные/информация 520 включают в себя данные 540, информацию 542 идентификации (ИД) терминала, информацию 544 сегмента, информацию 546 режима, информацию 548 качества канала, информацию 550 тона, информацию 552 модуляции, информацию 554 синхронизации, информацию 556 модели мощности передачи, информацию модели цели мощности приема, полученные сообщения 560 выделения нисходящей линии связи, полученные сообщения 562 канала трафика нисходящей линии связи, сообщения подтверждения для трафика 564 нисходящей линии связи, сообщения выделения 566 восходящей линии связи, сообщения 568 канала трафика восходящей линии связи и полученные сообщения подтверждения для трафика 570 восходящей линии связи.

Данные 540 включают в себя пользовательские данные, например данные от равноправного БТ узла связи, маршрутизированные через БС 400 и полученные в сигналах нисходящей линии связи от БС 400. Данные 540 также включают в себя пользовательские данные, которые подлежат передаче в сигналах восходящей линии связи на БС 400, предназначенных для равноправных БТ 500 узлов, например, другого БТ в сеансе связи с БТ 500. Информация 542 ИД терминала включает в себя выделенный базовой станцией ИД, используемый для идентификации БТ 500 при осуществлении связи и при работе с БС 400.

Информация 544 сегмента включает в себя множество наборов информации сегментов канала связи, соответствующих сегментам канала, выделенным БТ 500, информацию 574 сегмента 1, информацию 576 сегмента N. Информация 574 сегмента 1 включает в себя информацию 578 типа сегмента, информацию 580 идентификации сегмента, информацию 582 кодирования и информацию 584 указания относительной интенсивности. Информация 574 сегмента 1 включает в себя информацию 578 типа сегмента, информацию 580 идентификации (ИД) сегмента, информацию 582 кодирования и информацию 584 указания относительной интенсивности, информация 578 типа сегмента включает в себя информацию, идентифицирующую тип сегмента, например сегмент выделения для трафика восходящей линии связи, сегмент выделения для трафика нисходящей линии связи, сегмент канала трафика восходящей линии связи, сегмент канала трафика нисходящей линии связи, сегмент канала подтверждения, соответствующий сегменту канала трафика восходящей линии связи, сегмент подтверждения, соответствующий сегменту канала трафика нисходящей линии связи.

Информация 580 идентификации сегмента может включать в себя информацию, используемую при идентификации сегмента, например информацию, используемую при идентификации частот, времени, продолжительности и/или размера, связанных с сегментом. Информация 582 кодирования включает в себя информацию, идентифицирующую тип кодирования и/или модуляции, используемых для сегмента. Информация 584 указания относительной интенсивности включает в себя информацию, указывающую относительную интенсивность указанного БТ для целей осуществления связи по этому сегменту. В некоторых вариантах осуществления информация 584 указания относительной интенсивности включает в себя информацию, идентифицирующую БТ как слабый либо как сильный БТ для целей осуществления связи по этому сегменту.

Информация 548 сообщения качества канала включает в себя информацию качества нисходящего канала такую, как, например, ОСШ (отношение сигнала к шуму), ОСП (отношение сигнала к помехе). Информация 548 сообщения качества канала может быть получена из измерений сигналов нисходящей линии связи, полученных от БС 400, например измерений пилот-сигналов и/или сигналов маяка. Информацию 548 сообщения качества канала передают обратно на БС 400 и используют БС 400 при принятии решения относительно ситуационно-зависимого согласования и планирования пользователей как относительно более слабых/более сильных БТ по одному и тому же сегменту в соответствии с изобретением.

Информация 546 режима включает в себя информацию, указывающую текущий режим БТ 1, например включенное состояние, состояние бездействия и т.д. Информация 550 тона включает в себя информацию, идентифицирующую тона, используемые в последовательностях перескока, каналах и/или сегментах. Информация 552 модуляции включает в себя информацию, используемую БТ 500 для осуществления различных схем модуляции и/или кодирования, например информацию о скорости кодирования, информацию о типе модуляции, информацию кода исправления ошибок и т.д. Информация 554 синхронизации может включать в себя информацию синхронизации, используемую для последовательностей перескока, суперслотов, расширений, продолжительности сегментов канала и отношений синхронизации между различными типами сегментов канала, например отношение синхронизации между сегментом выделения, соответствующим сегментом канала трафика и соответствующим сегментом канала подтверждения. Информация 558 модели цели мощности приема может включать в себя информацию, такую как справочные таблицы, используемую для определения модели для управления мощностью передачи БТ для выполнения передачи при приемлемом уровне мощности для того, чтобы достичь цели мощности приема на БС 400 для сигнала сегмента восходящего канала. В некоторых вариантах осуществления цель модели мощности приема для беспроводного терминала 500 является функцией скорости кодирования и классификации пользователя (беспроводного терминала) как сильного или слабого пользователя (беспроводного терминала). В таком варианте осуществления для одной и той же скорости кодирования цели мощности приема могут быть очень различны в сильной и слабой классификации, например значение > 3 дБ, такое как 10 дБ. Полученные сообщения 560 выделения нисходящей линии связи включают в себя полученные сообщения выделения от БС 400, используемые для уведомления терминала БТ 500, что ему был выделен сегмент трафика нисходящей линии связи. Сообщения выделения нисходящей линии связи передают БС 400 на БТ 500 в сегментах канала выделения нисходящей линии связи. В соответствии с изобретением полученное сообщение 560 выделения нисходящей линии связи может быть одним из множественных сообщений выделения нисходящей линии связи, переданных на множественные БТ в одном и том же сегменте выделения, используя управляемое кодирование с наложением. Полученные сообщения 562 трафика нисходящей линии связи включают в себя данные и информацию, например пользовательские данные, переданные от БС 400 на БТ в сегментах канала трафика нисходящей линии связи. В соответствии с изобретением полученное сообщение 562 канала трафика нисходящей линии связи может быть одним из множественных сообщений трафика нисходящей линии связи, переданных на множественные БТ в одном и том же сегменте выделения, используя управляемое кодирование с наложением. Сообщения 564 подтверждения для трафика нисходящей линии связи включают в себя сообщения подтверждения, которые будут переданы БТ 500 на БС 400, и указывающие, действительно ли БТ 500 успешно получил данные/информацию в выделенном сегменте канала трафика нисходящей линии связи. В соответствии с изобретением сообщения 564 подтверждения могут быть переданы, с управляемой целью мощности приема, посредством БТ на 500 БСУ 400 в одном и том же сегменте выделения, используемом другими БТ.

Полученные сообщения 566 выделения восходящей линии связи включают в себя сообщения выделения, используемые для уведомления БТ 500, что ему был выделен сегмент трафика восходящей линии связи. Полученные сообщения 566 выделения восходящей линии связи обеспечивают из полученных сигналов передач БС 400 на БТ 500 в сегментах нисходящего канала, используемых для выделения сегментов восходящего канала. В соответствии с изобретением полученное сообщение 566 выделения восходящей линии связи может быть одним из множественных сообщений выделения восходящей линии связи, переданных БС 400 на множественные БТ в одном и том же сегменте выделения как часть управляемого наложенного сигнала в соответствии с изобретением. Сообщения 568 канала трафика восходящей линии связи включают в себя данные и информацию, например пользовательские данные, передаваемые от БТ 500 на БС 400 в сегментах канала трафика восходящей линии связи. В соответствии с изобретением сообщения 568 канала трафика восходящей линии связи могут быть переданы с управляемой целью мощности приема посредством БТ 500 на БС 400 в одном и том же сегменте выделения, поскольку другие БТ передают сообщения канала трафика восходящей линии связи и сигналы от множественных БТ могут быть наложены по эфирной линии связи. Сообщения подтверждения для трафика 570 восходящей линии связи включают в себя сигналы подтверждения приема от БС 400 на БТ, указывающие, действительно ли БС 400 успешно получил данные/информацию в выделенном сегменте канала трафика восходящей линии связи. В соответствии с изобретением базовая станция 400 может передавать множественные сообщения подтверждения на множественные БТ в объединенном управляемом наложенном сигнале в сегменте подтверждения.

Подпрограмму 522 связи используется для управления беспроводным терминалом 500 для выполнения различных операций связи и осуществления различных протоколов связи. Подпрограммы 524 управления беспроводным терминалов используют для управления работой беспроводного терминала 500, например управления приемником 502, управления передатчиком 504 и осуществления этапов способа по настоящему изобретению. Сигнальные подпрограммы 526 включают в себя модуль 530 управления приемником, используемый для управления, относящегося к сигнализации нисходящей линии связи, и модуль 532 управления передатчиком, используемый для управления, связанного с сигнализацией восходящей линии связи. Модуль 530 управления приемником направляет работу приемника 502 для приема, демодулирования и/или декодирования сигналов нисходящей линии связи от базовой станции 400, включая наложенные сигналы. Первый модуль 534 обнаружения сигнала использует данные/информацию 520, включающие в себя информацию 552 модуляции и информацию 544 сегмента, для управления модулем 1 512 демодуляции для получения и обработки сигналов, например восстановление сигнала высокой мощности или высокой защиты из наложенного сигнала нисходящей линии связи. N-ный модуль 536 обнаружения сигнала использует данные/информацию 520, включающие в себя информацию 552 модуляции, информацию 544 сегмента для получения и обработки сигналов, например восстановления сигнала низкой мощности, или низкой защиты, из наложенного сигнала нисходящей линии связи. Модуль 532 управления передатчиком управляет работой передатчика 504 и его модуля 516 модуляции для операций, связанных с сигнализацией восходящей линии связи, таких как генерирование сигнала и управление мощностью. Модуль 538 генерирования сигнала использует данные/информацию 520, включающие в себя информацию 552 модуляции и информацию 544 сегмента для генерирования сигналов восходящей линии связи из информации восходящей линии связи, которая подлежит передаче, такой как, например, сообщения 568 канала трафика восходящей линии связи. Модуль 539 управления мощностью передатчика использует данные/информацию 520, включая информацию 558 модели цели мощности приема и информацию 544 сегмента, такую как информацию 582 кодирования и информацию 584 указания относительной интенсивности, для управления передатчиком для регулирования интенсивности сигнала восходящей линии связи для сегментов восходящей линии связи, например отдельных сегментов восходящей линии связи. Модуль 539 управления мощностью передатчика может настраивать уровни мощности передачи для отдельных сегментов, чтобы попытаться достичь целевого уровня мощности приема на базовой станции 400 в соответствии с изобретением. Это управление мощностью передачи беспроводного терминала в отношении ожидаемой полученной мощности на базовой станции позволяет базовой станции 400 ситуационно-обусловленным образом планировать множественные беспроводные терминалы по одному и тому же сегменту восходящей линии связи с различными принятыми целями мощности приема, получать сигнал восходящей линии связи, включающий в себя наложенные сигналы от множественных беспроводных терминалов, и извлекать отдельные сигналы от каждого беспроводного терминала.

Модуль 528 измерения качества канала выполняет измерения полученных сигналов, например пилот-сигналов и/или сигналов маяка, для получения информации 548 качества канала.

Приводимый в качестве примера вариант осуществления изобретения описан далее в контексте сотовой беспроводной системы связи. Приводимая в качестве примера система подобна системам, раскрытым в заявках 09/706377 и 09/706132 на выдачу патентов США, которые таким образом включены посредством ссылки, но включают в себя модификации, используемые для осуществления настоящего изобретения. Хотя приводимая в качестве примера беспроводная система и использована для целей раскрытия изобретения, изобретение имеет более широкий объем, по сравнению с приведенными примерами, и может быть также применено во многих других системах связи.

В беспроводной системе передачи данных ресурс эфирной линии связи, вообще говоря, включает в себя полосу пропускания, время и/или код. Ресурс эфирной линии связи, который транспортирует данные и/или речевой трафик, называют каналом трафика. Данные передают по каналу трафика в сегментах канала трафика (сегменты трафика для краткости). Сегменты трафика могут служить основными или минимальными единицами доступных ресурсов канала трафика. Сегменты трафика нисходящей линии связи транспортируют трафик данных от базовой станции на беспроводные терминалы, тогда как сегменты трафика восходящей линии связи транспортируют трафик данных от беспроводных терминалов на базовую станцию. Одна приводимая в качестве примера система, в которой использовано настоящее изобретение, представляет собой систему OFDM расширенного спектра множественного доступа (мультиплексирование с ортогональным частотным разделением), в которой сегмент трафика включает в себя некоторое число тонов частоты по конечному интервалу времени.

В приводимых в качестве примера системах, используемых для раскрытия изобретения, сегменты трафика динамически распределяют между беспроводными терминалами, которые осуществляют связь с базовой станцией. Функция планирования, например модуль в базовой станции, может выделять каждый сегмент восходящей и нисходящей линий связи одному или нескольким беспроводным терминалам, например мобильным терминалам, на основании ряда критериев.

Выделение сегментов трафика может быть осуществлено для различных пользователей от одного сегмента к другому. На Фиг.6 приведена диаграмма 600 зависимости частоты по вертикальной оси 602 от времени по горизонтальной оси 604 и иллюстрирует приводимые в качестве примера сегменты трафика. Сегмент А 606 трафика обозначен прямоугольником с штриховкой вертикальными линиями, тогда как сегмент B 608 трафика обозначен прямоугольником с штриховкой горизонтальными линиями. В примере по Фиг.6 сегменты А 606 и B 608 трафика занимают одни и те же частоты, но различные интервалы времени. На Фиг.6 представлено, что сегмент А 606 выделен пользователю #1 планировщиком базовой станции, а сегмент B 608 выделен пользователю #2. Планировщик базовой станции может быстро выделять сегменты канала трафика различным пользователям согласно их потребностям в трафике и условиям канала, которые обычно могут быть изменяющимися во времени. Канал трафика, таким образом, эффективно распределяют и динамически выделяют различным пользователям на посегментой основе.

В приводимой в качестве примера системе информацию выделения сегментов канала трафика транспортируют в канале выделения, который включает в себя ряд сегментов выделения. В сотовой беспроводной системе сегменты выделения обычно передают по нисходящей линии связи. Имеются сегменты выделения для сегментов трафика нисходящей линии связи и отдельные сегменты выделения для сегментов трафика восходящей линии связи. Каждый сегмент трафика может быть связан, и обычно является таковым, с уникальным сегментом выделения. Связанный сегмент выделения передает информацию выделения соответствующего сегмента трафика. Информация выделения может включать в себя идентификатор пользовательского терминала (терминалов), который выделен для использования этого сегмента трафика, схемы кодирования и/или модуляции, которые используют в этом сегменте трафика. Например, на Фиг.7 представлена диаграмма 700, иллюстрирующая приводимые в качестве примера сегменты выделения и трафика. На Фиг.7 показана зависимость частоты по вертикальной оси 702 от времени по горизонтальной оси 704. На Фиг.7 представлены два сегмента А' 706 и B' 708 выделения и два сегмента трафика, сегмент 710 трафика и сегмент B 712 трафика. Приводимые в качестве примера сегменты 706, 708 выделения занимают одни и те же частоты, но различные интервалы времени. Приводимые в качестве примера сегменты 710, 712 трафика занимают одни и те же частоты, но различные интервалы времени. Сегменты 706, 708 выделения занимают иные частоты, чем сегменты 710, 712 трафика. Сегмент А' 706 выделения передает информацию выделения сегмента А 710 трафика, как обозначено стрелкой 714. Сегмент В' 710 выделения передает информацию выделения сегмента В 712 трафика, как обозначено стрелкой 716. Каждый сегмент 706, 708 выделения предшествует своему соответствующему сегменту 710, 712 трафика. Канал выделения является совместно используемым ресурсом канала. Пользователи получают информацию выделения, переданную в канале выделения, и затем используют сегменты канала трафика согласно информации выделения.

Данные, переданные базовой станцией в сегменте трафика нисходящей линии связи, декодируют приемником в заданном беспроводном терминале, тогда как данные, переданные выделенным беспроводным терминалом в сегменте восходящей линии связи, декодируют приемником в базовой станции. Обычно переданный сегмент включает в себя избыточные биты, которые помогают приемнику определять, декодированы ли данные правильно. Это сделано, потому что беспроводной канал может быть ненадежен, и трафик данных, чтобы быть полезным, обычно должен удовлетворять высоким требованиям к целостности.

В связи с помехами, шумами и/или затуханием канала в беспроводной системе передача сегмента трафика может быть успешна или может быть неудачной. В приводимой в качестве примера системе приемник сегмента трафика посылает подтверждение, чтобы указать, был ли сегмент получен правильно. Информацию подтверждения, соответствующую сегментам канала трафика, транспортируют в канале подтверждения, который включает в себя ряд сегментов подтверждения. Каждый сегмент трафика связан с уникальным сегментом подтверждения. Для сегмента трафика нисходящей линии связи сегмент подтверждения находится в восходящей линии связи. Для сегмента трафика восходящей линии связи сегмент подтверждения находится в нисходящей линии связи. Как минимум сегмент подтверждения может доставить один бит информации, например бит, указывающий, был ли соответствующий сегмент трафика получен правильно или нет. В силу заранее определенной связи между сегментами трафика восходящей линии связи и сегментами подтверждения необходимость передачи другой информации, такой как идентификатор пользователя или индекс сегмента, в сегменте подтверждения может отсутствовать. Сегмент подтверждения обычно используется пользовательским терминалом, который использует соответствующий сегмент трафика, а не другими пользовательскими терминалами. Таким образом, и в восходящей линии связи, и в нисходящей линии связи канал подтверждения представляет собой совместно используемый ресурс, поскольку он может использоваться множественными пользователями. Однако обычно нет вопроса состязательности, который следует из совместного использования канала подтверждения, как обычно нет и никакой неоднозначности, при которой пользовательский терминал должен использовать конкретный сегмент подтверждения. На Фиг.8 представлена диаграмма 800, показывающая приводимые в качестве примера сегменты канала трафика нисходящей линии связи, и график 850, показывающий приводимые в качестве примера сегменты подтверждения восходящей линии связи. Диаграмма 800 представляет график зависимости частоты по вертикальной оси 802 от времени по горизонтальной оси 804. Диаграмма 800 включает в себя сегмент А 806 трафика нисходящей линии связи, представленный штриховкой вертикальными линиями, и сегмент В трафика нисходящей линии связи, представленный штриховкой горизонтальными линиями. Каждый сегмент трафика 806, 808 занимает одни и те же частоты, но различный временной интервал. График 850 представляет зависимость частоты по вертикальной оси 852 от времени по горизонтальной оси 854. График 850 включает в себя сегмент А" 856 подтверждения восходящей линии связи и сегмент B" 858 подтверждения восходящей линии связи. Каждый сегмент 856, 858 подтверждения занимает одни и те же частоты, но различный временной интервал. Два сегмента А" 856 и B" 858 подтверждения восходящей линии связи передают информацию подтверждения сегментов В 806 и B 808 трафика нисходящей линии связи соответственно. Связь между сегментом А 806 трафика и сегментом А" 856 подтверждения обозначена стрелкой 860; связь между сегментом В 808 трафика и сегментом В" 858 подтверждения обозначена стрелкой 862.

Настоящее изобретение реализует преимущества кодирования с наложением в многопользовательской системе связи при использовании приемника простой конструкции как в широковещательном канале, так и в канале множественного доступа. Преимущества использования кодирования с наложением являются более существенными в системах, в которых имеется большой динамический диапазон в качестве канала, испытываемом различными пользователями. В системах беспроводной связи обычным является нахождение качества канала, изменяющегося на 30 дБ или даже больше (три порядка величины) между различными пользователями. Преимущества, обеспечиваемые в соответствии с настоящим изобретением, способствуют значительному расширению системной пропускной способности в таких системах.

Далее будет описано кодирование с наложением в соответствии с настоящим изобретением в контексте нисходящего (широковещательного) канала. Рассмотрим нисходящий (широковещательный) канал в многопользовательской системе беспроводной связи, такой, как была описана выше. Передатчиком этого канала нисходящей линии связи (широковещательного) является базовая станция, а приемниками являются мобильные или неподвижные беспроводные пользовательские терминалы, например, иногда называемые мобильными пользователями или пользователями, обслуживаемые базовой станцией. Пример такой системы представлен в приводимой в качестве примера системе 900 по Фиг.9, в которой базовая станция 902 осуществляет связь на нисходящей линии связи, а также и по восходящей линии связи с четырьмя мобильными пользователями, мобильным пользователем 1 904, мобильным пользователем 2 906, мобильным пользователем 3 908, мобильным пользователем 4 910 посредством беспроводных линий 912, 914, 916, 918 связи, соответственно. Мобильные пользователи 904, 906, 908, 910 расположены на различных расстояниях от базовой станции 902 и, следовательно, могут испытывать различные условия канала. Пользователи 904, 906, 908, 910 часто обновляют информацию базовой станции 902 измерением условия качества нисходящего канала и помех, которое они в настоящее время испытывают. Базовая станция 902 обычно использует эту информацию для планирования пользователей для передачи и выделяет им ресурсы нисходящего канала. Например, базовая станция 902 может использовать сообщение об условии качества канала и помехах для выделения мощности передачи различным пользователям 904, 906, 908, 910 на широковещательном канале. Пользователям, например мобильному пользователю 2 906 и мобильному пользователю 4 910, которые находятся ближе к базовой станции 902, обычно выделяются меньшие величины мощности, тогда как пользователям, например мобильному пользователю 1 904 и мобильному пользователю 3 908, которые расположены дальше от базовой станции 902, выделяют более большие величины мощности. Полоса пропускания может быть выделена соответствующим образом различным пользователям 904, 906, 908, 910 на основании условий канала. Наиболее часто используемым показателем качества канала является принимаемое отношение сигнала к шуму (ОСШ), хотя могут быть использованы и другие подобные или эквивалентные метрики.

В соответствии с изобретением планировщик базовой станции может выбрать два или большее число пользовательских терминалов, которые будут спланированы по одному и тому же сегменту трафика. Выбранные терминалы должны предпочтительно иметь ОСШ, которые охватывают широкий динамический диапазон. Затем используют кодирование с наложением, чтобы направить данные на выбранные терминалы в одном и том же сегменте трафика. Здесь следует отметить, что, фактически говоря, преимущества использования кодирования с наложением могут быть осуществимы посредством планирования двух подходящим образом выбранных пользователей по данному сегменту трафика, хотя, в некоторых вариантах осуществления, большее число пользователей могут быть спланированы. Планирование небольшого количества пользователей, например двух, имеет преимущество, заключающееся в том, что оно приводит к значительно меньшему количеству усилий по декодированию в пользовательских терминалах по сравнению со случаем, когда большее число пользователей (> 2) спланировано по одному и тому же сегменту трафика.

В соответствии с изобретением базовая станция не обязана всегда использовать кодирование с наложением, но может применять его ситуационно-обусловленным образом. Когда планирование пользователей, которые работают в условиях различных каналов, неосуществимо или непрактично, базовая станция может перейти по умолчанию в простое состояние, когда она осуществляет передачи единичному пользователю.

Важным аспектом, который должен быть подчеркнут в этом контексте, является то, что пользователей не нужно, и обычно это не делают, помечать заранее выделенными метками «сильный» и «слабый». Разделение пользователей на «более слабые» и «более сильные» подмножества является не статичным разделением, а скорее относительным определением для пользователей, которые могут потенциально быть одновременно спланированы по одному и тому же широковещательному каналу. Например, рассмотрим трех пользователей, обозначенных «A», «В» и «C», которые помечены в порядке уменьшения их качества канала, то есть пользователь «А» имеет лучшее качество канала, пользователь «C» имеет самое плохое качество канала, а пользователь «B» имеет промежуточное качество канала. В сценарии широковещательного канала передатчик будет полагать, что «B» будет «сильным пользователем», а «C» будет «слабым пользователем» при передаче этим двум пользователям вместе, с использованием кодирования с наложением. С другой стороны, при передаче пользователям «А» и «B» одновременно пользователя «А» считают сильным пользователем, а пользователя «В» считают слабым пользователем. В сценарии широковещательного канала пользователи могут получать свое текущее состояние из канала управления, который передает информацию выделения о том, какие пользователи в настоящее время спланированы по сигналам высокой или низкой мощности. Обычно сигнал, предназначенный для более слабых пользователей, является более защищенным, например имеет лучшее кодирование или более высокую мощность, чем сигнал, предназначенный для более сильных пользователей, которые защищены меньше.

Далее будет описано кодирование с наложением в соответствии с настоящим изобретением в контексте канала восходящей линии связи (множественного доступа). Важный аспект настоящего изобретения состоит в том, что оно может быть применено в двойном смысле в контексте множественного доступа. Приемником канала восходящей линии связи (множественного доступа) является базовая станция, а передатчиками являются пользовательские терминалы, обслуживаемые базовой станцией. Как правило, канал множественного доступа распределен между пользователями во временном или кодовом пространстве или по частоте. В качестве альтернативы канал может быть распределен между множественными пользователями так, что их сигналы создают друг другу помехи в приемнике базовой станции. Система множественного доступа с кодовым разделением каналов является примером системы, в которой канал может совместно использоваться множественными пользователями. Пользовательские сигналы могут быть отделены с использованием техники совместного обнаружения (также известной как многопользовательское обнаружение). На практике, однако, это весьма сложно выполнить. В соответствии с изобретением планировщик базовой станции может выбрать два или большее число пользовательских терминалов для передачи данных восходящей линии связи относительно по одному и тому же ресурсу сегмента трафика. Сигналы от выбранных терминалов налагаются в среде передачи. На Фиг.10 представлена диаграмма 1000, используемая для иллюстрации кодирования с наложением в канале множественного доступа в соответствии с настоящим изобретением. На Фиг.10 показаны различные цели мощности приема двух наложенных сигналов. На Фиг.10 представлен приводимый в качестве примера сигнал высокой мощности QPSK, представленный четырьмя заштрихованными кружками 1002, и приводимый в качестве примера сигнал 1004 низкой мощности QPSK, представленный четырьмя незаштрихованными кружками. Интенсивность сигнала высокой мощности может быть представлена длинной стрелкой 1006 из начала координат 1008 к точке 1002 с амплитудой , тогда как интенсивность сигнала низкой мощности может быть представлена короткой стрелкой 1010 из начала координат 1008 к точке 1004 с амплитудой . Планировщик базовой станции может координировать процессы так, чтобы сигналы восходящей линии связи выбранного пользовательского терминала были бы получены с различными уровнями мощности. В одном варианте осуществления беспроводные терминалы с меньшими потерями на трассе могут быть использованы так, чтобы их сигналы восходящей линии связи были бы получены базовой станцией с относительной более высокой мощностью, тогда как беспроводные терминалы с большими потерями на трассе могут быть использованы так, чтобы их сигналы восходящей линии связи были бы получены станцией с относительной более низкой мощностью. В этом случае может быть выгодным для планировщика выбирать пользовательские терминалы, которые охватывают большой диапазон потерь на трассе для одного и того же сегмента трафика. В другом варианте осуществления, применимом в сотовых системах, пользовательские терминалы, которые вызывают меньшие внесотовые помехи, могут быть использованы так, чтобы их сигналы были бы получены базовой станцией с относительной более высокой мощностью, тогда как пользовательские терминалы, которые вызывают более большие внесотовые помехи, могут быть использованы так, чтобы их сигналы были бы получены базовой станцией с относительной более низкой мощностью. В этом случае планировщик может выбирать терминалы, которые охватывают большой диапазон во внесотовых помехах, которые они создают для одного и того же сегмента трафика.

Следует указать, что на практике в системах наибольшая выгода при использовании кодирования с наложением может быть достигнута посредством использования планировщика для выбора двух пользовательских терминалов для выполнения передачи по одному и тому же сегменту трафика. Такое выполнение кодирования с наложением, которое планирует двух пользователей по одному и тому же сегменту трафика, в противоположность планированию трех или большего числа пользователей по одному и тому же сегменту трафика, имеет преимущество сохранения простоты конструкции приемника базовой станции.

Пользователям заранее не выделяют метки «сильный» и «слабый». Маркирование пользователей как «более сильный» или «слабый» в соответствии с изобретением представляет собой относительный контекст. «Сильный» пользователь в этом случае относится к пользовательскому терминалу, который задействуют для получения от него более высокой мощности, по сравнению с другим «более слабым» пользователем, осуществляющим передачу в том же сегменте трафика. Пользователь может выяснить, должен ли он быть нацелен на более высокий или более низкий уровень мощности приема, например, из канала управления, по которому базовая станция может инструктировать, а в различных вариантах осуществления и делает это, пользователей об информации выделения канала трафика.

Когда базовая станция находится в ограниченных условиях, она может выбрать или планировать более чем один пользовательский терминал по одному сегменту трафика. Этот выбор полностью прозрачен пользователям, которые действительно не должны делать что-либо иное, в случае, когда наложение используют или нет.

Далее будет описано использование кодирования с наложением на канале выделения в соответствии с настоящим изобретением. Далее, в нижеследующем разделе, будет детально описано приводимое в качестве примера приложение настоящего изобретения к каналу выделения, с использованием контекста приводимой в качестве примера сотовой беспроводной системы на основе OFDM.

В приводимой в качестве примера системе канал трафика нисходящей линии связи укладывается в режим широковещательного способа связи, тогда как канал трафика восходящей линии связи представляет собой типичный пример способа связи множественного доступа. Сегменты трафика как нисходящей линии связи, так и восходящей линии связи динамически выделяют пользователям в соответствии с решениями планировщика, сделанными планировщиком базовой станции. Кроме того, планировщик базовой станции также определяет скорость кодирования и модуляции, используемых в сегменте трафика. Канал выделения представляет собой канал управления, который передает информацию выделения беспроводным терминалам, например мобильным пользовательским терминалам. Это вариант осуществления изобретения описан с использованием двух подсистем, одной для широковещательного канала нисходящей линии связи и другой - для канала множественного доступа восходящей линии связи.

Сначала следует описать подсистему широковещательного канала нисходящей линии связи. Каждый мобильный пользователь в системе часто обновляет информацию базовой станции своими условиями нисходящего канала, например, в сообщении обратной связи об условии состояния качества канала и помех. Это сообщение может включать в себя различные параметры типа отношения сигнала к шуму, профиля частоты канала, параметров затухания и т.д. Базовая станция планирует двух или большее число пользователей и накладывает пользовательские сигналы на каждый сегмент трафика нисходящей линии связи. Базовая станция также выбирает параметры, такие как скорости кодирования и мощность передачи, для наложенных сигналов. Решения планировщика, соответствующие сегменту трафика, направляют по соответствующему сегменту выделения, который отслеживается пользователями, например беспроводными терминалами. Когда множественных пользователей планируют по одному и тому же сегменту данных в контексте этого варианта осуществления изобретения, информация выделения может также быть кодирована с наложением по сегменту выделения.

Чтобы подчеркнуть этот аспект изобретения, рассмотрим один пример, в котором двум пользователям выделен один и тот же сегмент 1108 трафика, как показано на рисунке 1100 по Фиг.11. На Фиг.11 представлены два приводимых в качестве примера приемника, более слабый приемник 1102 и более сильный приемник 1104. На Фиг.11 также представлены сегмент 1106 выделения и сегмент 1108 трафика. Базовая станция передает составной сигнал выделения с кодированием 1110 с наложением на оба приемника 1102, 1104. Базовая станция затем передает составной сигнал трафика с кодированием 1112 с наложением на оба приемника 1102, 1104. Информацию выделения для более слабого приемника 1102 посылают как сигнал высокой мощности кодов с наложением по каналу выделения, тогда как информацию выделения для более сильного приемника 1104 посылают как сигнал низкой мощности кодов с наложением по каналу выделения. Пользователь 1102, 1104 сначала декодирует компонент сигнала высокой мощности сегмента 1106 выделения. Если пользователь выделен сигналом высокой мощности сегмента 1106 выделения как пользователь 1102, то пользователь знает, что он спланирован как «более слабый приемник» и должен также декодировать сигнал высокой мощности составного сигнала 1112 соответствующего сегмента 1108 канала трафика. В ином случае пользователь должен перейти к декодированию сигнала низкой мощности сегмента 1106 выделения, так как он может быть сочтен более сильным приемником. Снова, если пользователь выделен сигналом низкой мощности сегмента выделения как приемник 1104, то пользователь знает, что он спланирован как «более сильный приемник», и ему следует перейти к декодированию сигнала низкой мощности соответствующего сегмента 1108 канала трафика. Если пользователь не выделен сигналом низкой мощности сегмента 1106 выделения или даже не может декодировать сигнал низкой мощности составного сигнала 1110 выделения, пользователь может не иметь возможности декодировать сигнал низкой мощности составного сигнала 1112 трафика сегмента 1108 трафика и может выбрать не пытаться декодировать его. В более общем случае, тот, что упомянут как сигнал высокой мощности, может быть лучше защищенным сигналом, а тот, что упомянут как сигнал низкой мощности, может быть менее защищенным сигналом.

Парадигма управляемого кодирования с наложением, описанная в рамках подсистемы нисходящей линии связи, может также быть применена к подсистеме канала множественного доступа восходящей линии связи. На Фиг.12 представлен чертеж 1200 кодирования с наложением, используемого в широковещательных каналах выделения и каналах трафика множественного доступа. На Фиг.12 представлено пояснение 1201, показывающее, что жирные сплошные стрелки обозначают сигналы нисходящей линии связи, тогда как жирные штриховые стрелки обозначают сигналы восходящей линии связи. На Фиг.12 представлен приемник базовой станции 1202, первый пользователь, например беспроводной терминал, указанный как более слабый передатчик 1204, и второй пользователь, например беспроводной терминал, указанный как более сильный передатчик 1206. На Фиг.12 также показан сегмент 1208 выделения. Составной сигнал 1210 выделения нисходящей линии связи, включающий в себя кодирование с наложением, передают от базовой станции на эти два беспроводных терминала 1204, 1206 в сегменте 1208 выделения. Беспроводной терминал 1204 передает сигнал 1214, включающий в себя данные 1212 более слабого пользователя на приемник базовой станции 1202, тогда как беспроводной терминал 1206 передает сигнал 1216, включающий в себя данные 1218 более сильного пользователя, на приемник базовой станции 1202. Сигналы 1212 и 1216 передают в одном и том же сегменте трафика восходящей линии связи, и сигналы накладываются в эфире.

В частности, как показано на Фиг.12, базовая станция планирует одного или нескольких пользователей 1204, 1206, которые затем накладывают свои сигналы 1212, 1216 на единственный сегмент трафика восходящей линии связи в эфире. Базовая станция может также выбрать параметры, такие как скорости кодирования и мощность передачи, для наложенных сигналов 1212, 1216. Базовая станция вырабатывает решение планирования по отношению к пользователям, для которых можно управлять мощностью, таким образом, что их принимают базовой станцией с различными мощностями. Например, в соответствии с изобретением пользователи, которые наложены, могут быть пользователями, которые, в одном варианте осуществления, испытывают различные потери на трассе в восходящей линии связи, или, в другом варианте осуществления, пользователями, которые имеют совершенно различный вклад внесотовых помех восходящей линии связи. Затем базовая станция передает это решение с использованием кодирования с наложением по каналу выделения в составном сигнале 1210 выделения нисходящей линии связи. Пользователь, например мобильный беспроводной терминал, сначала декодирует сигнал высокой мощности (лучше защищенный) сегмента 1208 выделения. В одном варианте осуществления, если пользователь выделен сигналом высокой мощности сегмента 1208 выделения, то пользователь делает вывод, что он спланирован базовой станцией как «более слабый передатчик» и должен посылать в соответствующем сегменте трафика восходящей линии связи, получаемом с более низкой мощностью. На Фиг.12 пользователь 1204 делает вывод, что он спланирован базовой станцией как более слабый передатчик и передает сигнал 1212 трафика восходящей линии связи с низким целевым уровнем мощности приема. Аналогично, если пользователь имеет возможность декодировать сигнал низкой мощности (менее защищенный), включенный в составной сигнал 1212 на канале выделения 1208, и находит, что он спланирован, он делает вывод, что его текущим состоянием является «более сильный передатчик». Затем он приступает к передаче в соответствующем сегменте трафика восходящей линии связи с подходящей мощностью передачи такой, что его получают с более высокой мощностью. На Фиг.12 пользователь 1206 сначала декодирует и удаляет выделение более слабого пользователя, а затем декодирует выделение более сильного пользователя, находит, что он спланирован, делает вывод, что он является более сильным передатчиком, и передает сигнал 1216 трафика восходящей линии связи с высоким целевым уровнем мощности приема. Если пользователь не выделен сигналом низкой мощности сегмента выделения или даже не может декодировать сигнал, пользователь может не использовать соответствующий сегмент трафика восходящей линии связи как «сильный передатчик». В других вариантах осуществления понятие более сильный и более слабый передатчики может быть определено на основании других критериев, таких как расходы на помехи восходящей линии связи или связанных с устройством ограничений.

В соответствии с изобретением кодирование с наложением может быть выполнено, и его выполняют ситуационно-обусловленным образом, и его не нужно выполнять по каждому из сегментов трафика. Это обеспечивает планировщику базовой станции существенную гибкость. В случае подсистем как нисходящей линии связи, так и восходящей линии связи, в некоторых вариантах осуществления сигнал низкой мощности посылают по каналу выделения, когда находят пользователей с расходящимися условиями канала, и сигнал низкой мощности не посылают по каналу выделения в другие моменты времени. В ином случае, если как сигнал высокой, так и сигнал низкой мощности были переданы в одном и том же сегменте канала, когда расходящиеся условия канала не существуют, пользователи могут быть в состоянии обнаружить сигнал высокой мощности на канале выделения, но могут декодировать шум, когда они попытаются декодировать потенциальный наложенный сигнал низкой мощности.

Далее будет раскрыто использование кодирования с наложением на канале подтверждения. В приводимой в качестве примера системе на основе OFDM, после того как получен сегмент трафика, приемник обычно посылает подтверждение по каналу подтверждения, чтобы сообщать передатчику, был ли правильно получен сегмент трафика. В частности, в некоторых вариантах осуществления для каждого сегмента трафика нисходящей линии связи есть соответствующий сегмент подтверждения восходящей линии связи, и для каждого сегмента трафика восходящей линии связи есть соответствующий сегмент подтверждения нисходящей линии связи.

Если сегмент трафика нисходящей линии связи выделен более чем одному пользователю, использующему кодирование с наложением, то каждый из этих выделенных пользователей должен послать подтверждения. В соответствии с некоторыми вариантами осуществления изобретения канал подтверждения восходящей линии связи осуществлен как канал множественного доступа, использующий способы связи множественного доступа. В вышеупомянутой структуре управляемого кодирования с наложением, в случае, когда используют способы связи множественного доступа, пользователи накладывают свои подтверждения на один и тот же сегмент подтверждения. Рисунок 1300 по Фиг.13 использован для иллюстрации кодирования с наложением, используемого в широковещательном трафике, и кодирования с наложением, используемого в каналах подтверждения множественного доступа. На Фиг.13 представлено пояснение 1301, показывающее, что жирные сплошные стрелки обозначают сигналы нисходящей линии связи, тогда как жирные штриховые стрелки обозначают сигналы восходящей линии связи. На Фиг.13 представлен приемник 1302 базовой станции, первый пользователь 1304, например беспроводной терминал, указанный как более слабый приемник/передатчик, второй пользователь 1306, например беспроводной терминал, указанный как более сильный приемник/передатчик. На Фиг.13 также представлен сегмент 1308 трафика нисходящей линии связи и составной сигнал 1310 нисходящей линии связи с кодированием с наложением. Составной сигнал 1310 трафика нисходящей линии связи передают от базовой станции обоим пользователям 1304, 1306 в одном и том же сегменте 1308 трафика нисходящей линии связи. На Фиг.13 также представлен сигнал 1312 подтверждения восходящей линии связи от пользователя 1304 на приемник 1302 базовой станции и сигнал 1314 подтверждения восходящей линии связи от пользователя 1306 на приемник 1302 базовой станции. Сигнал 1312 передают с низкой целевой мощностью приема, тогда как сигнал 1314 передают с высокой целевой мощностью приема. Сигналы 1312 и 1314 подтверждения восходящей линии связи передают в одном и том же сегменте 1316 подтверждения и накладывают в эфире.

На Фиг.13 показано, что два пользователя 1304, 1306 получают свой сегмент 1308 трафика нисходящей линии связи с кодированием с наложением. Эти два пользователя 1304, 1306 затем посылают свои подтверждения 1312, 1314 в одном и том же сегменте 1316 подтверждения с различными уровнями цели мощности приема. В одном варианте осуществления изобретения пользователя, который идентифицирован как более сильный приемник сегмента трафика (получает менее защищенную информацию), автоматически считают более сильным передатчиком сегмента подтверждения, и, таким образом, он посылает свое подтверждение, имея в качестве цели более высокую мощность приема. На Фиг.13 пользователя 1306 идентифицируют как более сильный приемник сегмента 1308 трафика и считают более сильным передатчиком. Пользователь 1306 сначала декодирует и удаляет более защищенный сигнал, предназначенный для более слабого пользователя 1304, и затем декодирует данные, предназначенные для пользователя 1306. Тем временем пользователя, который был идентифицирован как более слабый приемник сегмента трафика, автоматически считают более слабым передатчиком сегмента подтверждения, и, таким образом, он посылает свое подтверждение, имея в качестве цели более низкую мощность приема. На Фиг.13 пользователя 1304 идентифицируют как более слабый приемник сегмента 1308 трафика и считают более слабым передатчиком.

Если сегмент трафика восходящей линии связи выделен более чем одному пользователю, использующему кодирование с наложением, то базовая станция должна послать подтверждения множественным пользователям. В соответствии с изобретением канал подтверждения нисходящей линии связи расценивают как широковещательный канал. В вышеупомянутой структуре управляемого кодирования с наложением в широковещательном канале базовая станция накладывает подтверждения на один и тот же сегмент подтверждения. На Фиг.14 представлены приводимое в качестве примера кодирование с наложением, используемое в каналах трафика множественного доступа, и приводимое в качестве примера кодирование с наложением, используемое в широковещательных каналах подтверждения. На Фиг.14 представлено пояснение 1401, показывающее, что жирные сплошные стрелки обозначают сигналы нисходящей линии связи, тогда как жирные штриховые стрелки обозначают сигналы восходящей линии связи. Рисунок 1400 на Фиг.14 показывает приемник/передатчик 1402 базовой станции, первого пользователя 1404, например беспроводной терминал, указанного как более слабый передатчик/приемник, и второго пользователя 1406, например беспроводной терминал, указанного как более сильный передатчик/приемник. Пользователь 1404 передает свой сигнал 1408 трафика восходящей линии связи с низкой целевой мощностью приема, тогда как пользователь 1406 передает свой сигнал 1410 трафика восходящей линии связи с высокой целевой мощностью приема. На Фиг.14 показано, что два пользователя 1404, 1406 передают свои сигналы 1408, 1410 трафика восходящей линии связи в одном и том же сегменте 1412 трафика, и два сигнала накладываются в эфире. Затем базовая станция 1402 посылает два подтверждения в составном сигнале 1416 подтверждения нисходящей линии связи в одном и том же сегменте 1414 подтверждения, с различными уровнями мощности передачи для каждого подтверждения. В одном варианте осуществления изобретения пользователя, который идентифицирован как более сильный передатчик сегмента 1412 трафика, автоматически считают более сильным приемником сегмента 1414 подтверждения, и, таким образом, базовая станция посылает его подтверждение с низкой мощностью передачи (менее защищенным). На Фиг.14 представлено, что пользователя 1406 идентифицируют как более сильный передатчик, и, таким образом, базовая станция 1402 посылает сигнал подтверждения для пользователя 1406 с низкой мощностью передачи. Пользователь 1406 получает сигнал 1416 и сначала декодирует и удаляет более защищенный сигнал, предназначенный для более слабого пользователя 1404, а затем декодирует свой собственный сигнал подтверждения приема. Тем временем пользователя, который идентифицирован как более слабый передатчик сегмента 1408 трафика, автоматически считают более слабым приемником сегмента 1414 подтверждения, и, таким образом, базовая станция 1402 посылает его подтверждение с высокой мощностью передачи (более защищенным). На Фиг.14 представлено, что пользователя 1404 идентифицируют как более слабый передатчик, и, таким образом, базовая станция 1402 посылает сигнал подтверждения приема для пользователя 1404 с высокой мощностью передачи.

Далее будет описан вариант осуществления изобретения, использующий наложенный общий канал управления. В некоторых вариантах осуществления изобретения управляемое кодирование с наложением используют для уменьшения уровня мощности передачи на общих каналах управления, используемых в многопользовательских системах связи. Общие каналы управления часто используют для посылки информации управления каждому пользователю в системе. В результате их обычно передают с высокой мощностью передачи для удовлетворения пользователя в наихудшем случае. Это вариант осуществления будет раскрыт в контексте сотовой системы беспроводной связи, но он применим и в более общих случаях. В этом приводимом в качестве примера варианте осуществления представлен общий канал управления, который передают базовой станцией по нисходящей линии связи и который отслеживают пользователи беспроводных терминалов, например, каждым из мобильных пользователей в ячейке. В соответствии с изобретением информация управления разделена на две группы. Первую группу называют «обычной информацией», которая предназначена для основных пользователей. Набор основных пользователей составляют те мобильные пользователи, которые имеют удовлетворительные условия нисходящего канала, например удовлетворительное ОСШ нисходящей линии связи. Вторую группу называют «защищенной информацией», которая предназначена для получения большинством или всеми мобильными пользователям в системе, то есть не только основными пользователями, но также и более слабыми пользователями, которые имеют плохое ОСШ нисходящей линии связи. В соответствии с изобретением защищенную информацию управления передают с высокой мощностью на бит, которая позволяет устойчиво получать ее некоторым или всем слабым пользователям в системе. Обычную информацию затем накладывают на защищенную информацию с номинальной мощностью на бит. Слабые пользователи могут быть не способны декодировать всю информацию, но должны быть способны декодировать защищенную информацию из наложенного сигнала, тогда как основные пользователи будут способны декодировать и защищенную, и обычную информацию.

Применение этого варианта осуществления показано на Фиг.15. На Фиг.15 представлен рисунок 1500, иллюстрирующий применение кодирования с наложением к общему каналу управления. На Фиг.15 представлен первый пользователь 1502, например беспроводной терминал, указанный более слабым приемником, и второй пользователь 1504, например беспроводной терминал, указанный более сильным приемником. На Фиг.15 также представлен сегмент 1506 выделения, составной сигнал 1512 выделения с кодированием с наложением сегментирует «A» 1508 трафика нисходящей линии связи и сегмент «B» 1510 трафика нисходящей линии связи. Сегмент «A» трафика нисходящей линии связи предназначен для более слабого приемника 1502, тогда как сегмент «B» трафика нисходящей линии связи предназначен для более сильного приемника 1504. Как описано, имеется два сегмента трафика, А 1508 и B 1510. Информацию выделения этих двух сегментов трафика посылают в одном сегменте 1506 выделения с кодированием с наложением. Более конкретно, с информацией выделения для сегмента А обращаются как с защищенной информацией, тогда как для сегмента B обращаются как с обычной информацией. Основные пользователи, например пользователь 1504, могут декодировать оба выделения и, таким образом, могут быть спланированы по любому из сегментов 1508, 1510 трафика. В этом примере более сильный приемник 1504 сначала декодирует и удаляет более защищенный сигнал, предназначенный для более слабого приемника 1502, а затем декодирует свое выделение. С другой стороны, слабые пользователи, например, 1502 могут только декодировать выделение для сегмента А 1508 и, таким образом, могут быть спланированы только в сегменте А 1508. Важно отметить, что в этом примере кодирование с наложением на канале выделения не обязательно привязано к кодированию с наложением на соответствующих сегментах трафика. Сегмент «А» трафика и сегмент «B» трафика представляют собой различные сегменты трафика, и сигналы 1514 и 1516 являются различными сигналы, и они не наложены. Кодирование с наложением по общему каналу управления представляет собой ценную на практике технику в своем порядке и может привести как к сбережениям мощности, так и к повышению устойчивости к ошибкам.

На Фиг.16 представлен рисунок 1600, показывающий приводимые в качестве примера сигналы восходящей линии связи в одном и том же сегменте восходящего канала, и он использован для иллюстрации понятия целевой мощности приема в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения. На Фиг.16 представлены два приводимые в качестве примера беспроводных терминала, осуществленные в соответствии с изобретением, БТ 1 1602, БТ 2 1604, и приводимая в качестве примера базовая станция 1606, осуществленная в соответствии с изобретением. Коэффициентом передачи канала между БТ 1 1602 и БС 1606 является G1 1610, и он известен как БТ 1 1602, так и БС 1606, например, посредством измерений пилот-сигналов и сообщений обратной связи о качестве канала. Коэффициентом передачи канала между БТ 2 1604 и БС 1606 является G2 1612, и он известен как БС 1606, так и БТ 2 1604, например, посредством измерений пилот-сигналов и сообщений обратной связи о качестве канала. Предположим, что как БТ 1 1602, так и БТ 2 1604 осуществляют передачу, используя одну и ту же скорость передачи данных, модуляцию, схему кодирования и скорость кодирования. БТ 1 1602 указан базовой станцией 1606 как более сильный передатчик для сегмента 1608 восходящего канала, тогда как БТ 2 1604 указан базовой станцией 1606 как более слабый передатчик для сегмента 1608 восходящего канала.

БТ 1 1602 передает сигнал 1614 восходящей линии связи на БС 1606. Сигнал 1614 восходящей линии связи включает в себя сигнал S1 номинальной мощности, включающий в себя информацию восходящей линии связи БТ 1, и масштабирован значением коэффициента а1 передачи. Сигнал 1614 передают от БТ 1 1602 как a1S1; однако, в силу потерь канала, сигнал получают приемником базовой станции как a1G1S1 (уменьшенный уровень). Как было отмечено ранее, БТ 1 1602 знает значение G1 канала. БТ 1 1602 заранее настраивает значение а1 для достижения цели высокой мощности приема, представленной посредством a1G1.

Коэффициент передачи канала между БТ 2 1604 и БС 1606, G2 1612, известен как БС 1606, так и БТ 2 1604, например, посредством измерений пилот-сигналов и сообщений обратной связи о качестве канала. БТ 2 1604 передает сигнал 1616 восходящей линии связи на БС 1606. Сигнал 1616 восходящей линии связи включает в себя сигнал S2 номинальной мощности, включающий в себя информацию восходящей линии связи БТ 2, и он масштабирован значением а2 коэффициента передачи. Сигнал 1616 покидает БТ как а2S2; однако, в силу потерь канала, сигнал получают приемником базовой станции как а2G2S2 (уменьшенный уровень). Как было ранее указано, БТ 2 1604 знает значение канала G2. БТ 2 заранее настраивает значение а2 для достижения цели низкой мощности приема, представленной как а2G2. Поскольку эти два сигнала 1614 и 1616 были переданы по одному и тому же сегменту 1608 восходящего канала, сигналы, наложенные в эфире, получают на базовой станции 1606 как объединенный сигнал (a1G1)S1 + (a2G2)S2 1618.

Две цели мощности приема были выбраны так, чтобы цель высокой мощности, представленная как a1G1, была больше, например намного больше, чем цель низкой мощности, представленная как a2G2. Посредством достижения различных уровней цели мощности на БС 1606 БС может проводить различие между двумя сигналами от двух независимых устройств (БТ 1 1602, БТ 2 1604) и извлекать информацию из сигналов S1 и S2. Следует отметить, что а1 может быть меньше, чем а2, в зависимости от коэффициентов передачи канала.

На Фиг.17 представлена блок-схема 1700 приводимого в качестве примера способа задействования базовой станции (БС) в соответствии с настоящим изобретением. Приводимый в качестве примера способ по блок-схеме 1700 использует управляемое наложение в соответствии с настоящим изобретением. На этапе 1702 начинается работа базовой станции, например базовую станцию включают и инициализируют. Процесс переходит с этапа 1702 на этап 1704. На этапе 1704 БС контролирует получение сигналов, например сигналов восходящей линии связи, от БТ. Процесс переходит с этапа 1704 на этапы 1706 и 1722.

На этапе 1706 БС получает сообщения качества канала от множества БТ. На этапе 1708 БС поддерживает набор информации об условиях канала, указывающий качество канала каждого из множества БТ. Поддерживаемый набор информации об условиях канала включает в себя, например, отдельную информацию отношения сигнала к шуму канала для каждого из множества БТ. Процесс переходит с этапа 1708 на этап 1710. На этапе 1710 БС проверяет набор информации об условиях канала, чтобы идентифицировать БТ, имеющие условия канала, которые отличаются друг от друга, по меньшей мере, на заранее выбранную минимальную величину, например, 3 дБ, или 5 дБ, или 10 дБ. Затем на этапе 1712 БС определяет, имеются ли, по меньшей мере, два БТ, идентифицированные как имеющие условия канала, которые отличаются, по меньшей мере, на заранее выбранную минимальную величину, которые имеют сигналы, подлежащие передаче в сегменте канала связи, который является доступным для выделения.

Если определяют, что, по меньшей мере, два идентифицированных БТ, имеющие условия канала, отличающиеся, по меньшей мере, на заранее выбранный минимум, имеют сигналы, которые подлежат передаче в доступном сегменте канала, процесс переходит с этапа 1712 на этап 1714. На этапе 1714 БС выделяет сегмент канала связи для использования для осуществления передачи наложенных сигналов, соответствующих, по меньшей мере, двум различным БТ, идентифицированным как имеющие условия канала, которые отличаются, по меньшей мере, на заранее выбранную минимальную величину, например первый БТ, который имеет лучшее качество канала (по меньшей мере, на заранее выбранную минимальную величину), чем второй БТ. Выделенный сегмент канала связи может быть, например, сегментом нисходящего канала, который является сегментом канала выделения, используемым для передачи выделений сегментов восходящего канала связи, например выделений сегмента восходящего канала трафика, на БТ.

Процесс переходит с этапа 1714 на этап 1716. На этапе 1716 базовая станция передает наложенный сигнал двум различным идентифицированным БТ, первому БТ и второму БТ, например сегмент канала выделения, соответствующий выделяемому сегменту канала связи, упомянутый наложенный сигнал включает в себя часть сигнала низкой мощности, предназначенную для упомянутого первого БТ, и часть сигнала высокой мощности, предназначенную для упомянутого второго беспроводного терминала, часть сигнала более низкой мощности упомянутая БС передает с более низкой мощностью, чем упомянутую часть сигнала высокой мощности. Процесс переходит с этапа 1716 на этап 1704, на котором базовая станция контролирует дополнительные сигналы.

Если на этапе 1712 определяют, что нет, по меньшей мере, двух идентифицированных БТ, имеющих условия канала, которые отличаются, по меньшей мере, на заранее выбранную минимальную величину, при этом имеются сигналы, которые подлежат передаче в сегменте канала связи, который является доступным для выделения, то процесс переходит на этап 1718. На этапе 1718 БС выделяет доступный сегмент канала связи единственному из упомянутого множества БТ. Процесс переходит с этапа 1718 на этап 1720. На этапе 1720 базовая станция передает сигнал выделения упомянутому единственному БТ. Процесс переходит с этапа 1720 на этапе 1704, на котором БС продолжает контролировать сигналы.

С этапа 1704 процесс также переходит на этап 1722. На этапе 1722 базовая станция получает наложенный сигнал от упомянутых первого и второго БТ, упомянутый наложенный сигнал включает в себя первую и вторую части сигнала, переданные упомянутыми первым и вторым БТ соответственно, причем БС получает упомянутую первую часть сигнала на более высоком уровне мощности, чем упомянутую вторую часть сигнала. Процесс переходит с этапа 1722 на этап 1724. На этапе 1724 БС декодирует первую часть сигнала; вычитает первую часть сигнала из упомянутого наложенного сигнала и затем декодирует упомянутую вторую часть сигнала. Процесс переходит с этапа 1724 на этап 1704, на котором базовая станция продолжает контролировать получение сигналов.

На Фиг.18 представлены этапы, выполняемые БТ, в соответствии с одним приводимым в качестве примера вариантом осуществления изобретения, в котором наложенные сообщения выделения восходящего канала используют для выделения сегментов восходящего канала трафика на БТ. Сообщение выделения, предназначенное для конкретного БТ, включает в себя конкретный идентификатор терминала БТ. Передача сообщения выделения (например, ИД терминала) на БТ с лучшим условием канала находится в части низкой мощности наложенного сигнала сообщения выделения, тогда как выделение для БТ с более плохим условием канала находится в части высокой мощности наложенного сигнала сообщения выделения.

Способ 1800 начинается на начальном этапе 1802. Затем на этапе 1804 БТ инициализируют, например, как часть процесса включения. Находясь в активном состоянии, на этапе 1806, БТ периодически измеряет условия канала и сообщает об условиях канала БС, с которой он взаимодействует. БТ периодически получает информацию настройки управления мощности передачи от БС на этапе 1808. На основании этой информации БТ может предсказать, какая будет полученная мощность на БС для конкретного уровня мощности передачи. Таким образом, информация управления мощностью БС позволяет БТ определить уровень мощности передачи, требуемый для соответствия целевому уровню полученной мощности. БТ сохраняет информацию, например таблицу, включающую в себя различные коэффициенты передачи, которые могут быть использованы для достижения различных полученных уровней мощности, которые могут быть использованы в совокупности с информацией обратной связи БТ, которая указывает мощность передачи, требуемую для достижения конкретного контрольного уровня. Коэффициенты передачи могут быть использованы как смещения от коэффициента передачи, требуемого для достижения конкретного контрольного уровня, таким образом, приводя к уровню полученной мощности, связанному с коэффициентом передачи при использовании для настройки уровня мощности передачи в совокупности с полученной информацией обратной связи управления мощностью.

Контроль сообщений выделения канала происходит на этапе 1810. Этапы 1806, 1808 и 1810 выполняют на продолжающемся основании, пока БТ находится в активном состоянии. Для каждого сообщения выделения, полученного на этапе 1810, процесс переходит на этап 1812. На этапе 1812 процесс кодирования с наложением выполняют по полученному сообщению выделения, которое является наложенным сигналом, включающим в себя первую часть сигнала и вторую часть сигнала, причем первую и вторую части сигнала передают с различными уровнями мощности, и при этом первая часть сигнала является частью с более высокой мощностью. Этап 1812 декодирования включает в себя подэтап 1814, на котором декодируют первую часть сигнала, например часть высокой мощности. Затем, на этапе 1816, первую часть сигнала вычитают из полученного сообщения выделения для выработки второй (низкой мощности) части сигнала, которую декодируют на подэтапе 1818. Если БТ имеет плохие условия канала, он может быть способен декодировать только первую, высокой мощности, часть сигнала, по этой причине БС использует часть сигнала высокой мощности для передачи информации выделения на БТ, имеющий более плохой канал связи.

После того как кодирование с наложением закончено, процесс переходит на этап 1820, на котором результат декодирования проверяют для определения, какая из первой и второй частей сигнала была предназначена для БТ, например БТ выполняет проверку, чтобы определить, какая часть включает в себя его конкретный идентификатор БТ. Исходя из предположения, что БТ имеет лучшие условия канала БТ, которому выделяют сегмент, БТ обнаружит его ИД в части сигнала низкой мощности переданного сигнала.

Процесс переходит с этапа 1820 на этап 1824 через соединительный узел 1822. На этапе 1824 БТ определяет, была ли часть сообщения выделения, которое было предназначено для БТ, частью низкой или частью высокой мощности полученного сообщения выделения. Затем, на этапе 1826, БТ определяет из информации уровня мощности, определенной на этапе 1824, какой из множества полученных целевых уровней мощности следует использовать при передаче информации БС в выделенном сегменте, соответствующем полученному сообщению выделения. Из определенного целевого уровня полученной мощности, сохраненной информации коэффициента передачи, соответствующей определенному целевому уровню полученной мощности, и информации обратной связи управления мощностью, БТ определяет на этапе 1828 уровень мощности передачи, требуемый для достижения определенного целевого уровня полученной мощности на БС. Затем, на этапе 1830, БТ передает сигнал БС, с использованием определенного уровня мощности передачи в выделенном сегменте восходящего канала. Переданный сигнал объединится с частью сигнала другого БТ в эфире для формирования части наложенного сигнала, который будет получен БС. Переданный сигнал будет частью сигнала высокой мощности наложенного сигнала, полученного БС как результат определенного уровня мощности передачи в случаях, когда сообщение выделения, предназначенное для БТ, было определено так, чтобы быть частью низкой мощности сообщения выделения. Переданный сигнал будет частью сигнала низкой мощности наложенного сигнала, полученного БС как результат определенного уровня мощности передачи в случаях, когда сообщение выделения, предназначенное для БТ, было определено так, чтобы быть частью высокой мощности сообщения выделения. Когда передача информации БС в выделенном сегменте восходящего канала завершена, обработка полученного сообщения выделения восходящей линии связи останавливается с продолжением обработки других сообщений выделения, возникающих по мере их получения.

Обработка сообщений выделения нисходящего канала конкретно не показана на Фиг.18, но такие сообщения выделения могут быть переданы с использованием кодирования с наложением в соответствии с изобретением.

Хотя описание приведено в контексте системы OFDM, способы и устройства по настоящему изобретению применимы в широком диапазоне систем связи, включающем в себя многие не OFDM системы и/или не сотовые системы.

В различных вариантах осуществления узлы, описанные в настоящих материалах, выполнены с использованием одного или нескольких модулей для выполнения этапов, соответствующих одному или нескольким способам по настоящему изобретению, например обработки сигналов, выработки сообщений и/или этапам передачи. Таким образом, в некоторых вариантах осуществления различные признаки настоящего изобретения осуществлены с использованием модулей. Такие модули могут быть осуществлены с использованием программного обеспечения, аппаратного обеспечения или совокупности программного обеспечения и аппаратного обеспечения. Многие из вышеописанных способов или этапов способов могут быть осуществлены с использованием машинно-исполняемых команд, таких как программного обеспечения, содержащегося в машиночитаемой среде, такой как устройство памяти, например ОЗУ, гибкий диск и т.д., для управления машиной, например универсальной ЭВМ с дополнительным оборудованием или без него, для осуществления всех вышеописанных способов или их частей. Соответственно, помимо иных объектов, настоящее изобретение направлено на обеспечение машиночитаемой среды, содержащей машинно-исполняемые команды для управления машиной, например процессором и связанным аппаратным обеспечением, с тем чтобы она выполняла один или несколько этапов вышеописанного способа (способов).

Многочисленные дополнительные варианты описанных выше способов и устройств по настоящему изобретению являются очевидными для специалистов в настоящей области техники с учетом вышеприведенного описания изобретения. Такие варианты входят в объем изобретения. Способы и устройства по настоящему изобретению могут быть, а в различных вариантах осуществления и являются таковыми, использованы с CDMA, мультиплексированием с ортогональным частотным разделением (OFDM) и/или различными другими типами технологий осуществления связи, которые могут быть использованы для обеспечения линий беспроводной связи между узлами доступа и беспроводными терминалами. Соответственно, в некоторых вариантах осуществления базовые станции устанавливают линии связи с подвижными узлами, используя OFDM и/или CDMA. В различных вариантах осуществления беспроводные терминалы могут быть осуществлены как портативные компьютеры, персональные информационные ассистенты (PDA) или другие портативные устройства, включающие в себя приемные/передающие тракты и логику и/или подпрограммы для осуществления способов по настоящему изобретению.

1. Способ связи для использования в системе связи, включающей в себя базовую станцию и множество беспроводных терминалов, причем между каждым беспроводным терминалом в упомянутом множестве беспроводных терминалов и упомянутой базовой станцией существует различный канал связи, канал связи, существующий между каждым конкретным беспроводным терминалом и базовой станцией имеет качество, которое является качеством канала для конкретного беспроводного терминала, а способ включает в себя задействование базовой станции для i) поддержания набора информации об условиях канала, указывающего качество канала каждого из упомянутого множества беспроводных терминалов; ii) проверки набора информации об условиях канала, чтобы идентифицировать беспроводные терминалы, имеющие условия канала, которые отличаются друг от друга, по меньшей мере, на заранее выбранную минимальную величину; и iii) выделения сегмента канала связи для использования для осуществления передачи наложенных сигналов, соответствующих, по меньшей мере, двум различным беспроводным терминалам, идентифицированным, как имеющим условия канала, которые отличаются, по меньшей мере, на упомянутую заранее выбранную минимальную величину.

2. Способ связи по п.1, в котором поддерживаемый набор информации об условиях канала включает в себя информацию отношения сигнала к шуму канала; причем упомянутые, по меньшей мере, два различных беспроводных терминала включают в себя первый и второй беспроводные терминалы; и причем минимальная заранее выбранная величина, на которую отличаются условия канала первого и второго беспроводных терминалов, составляет 3 дБ.

3. Способ по п.1, дополнительно включающий в себя задействование базовой станции для повторения упомянутых этапов поддержания, проверки и выделения.

4. Способ по п.1, дополнительно включающий в себя задействование базовой станции для повторения упомянутых этапов поддержания и проверки; причем, когда упомянутый этап проверки не позволяет идентифицировать, по меньшей мере, два беспроводных терминала, имеющих условия канала, которые отличаются на заранее выбранную минимальную величину, при наличии сигналов, подлежащих передаче в сегменте канала связи, который является доступным для того, чтобы быть выделенным, задействование упомянутой базовой станции для выделения доступного сегмента канала связи единственному из упомянутого множества беспроводных терминалов.

5. Способ связи по п.1, в котором упомянутые, по меньшей мере, два различных беспроводных терминала включают в себя первый беспроводной терминал и второй беспроводной терминал; причем упомянутый выделенный сегмент канала связи является сегментом нисходящего канала; причем первый беспроводной терминал имеет лучшее качество канала, чем упомянутый второй беспроводной терминал, и способ дополнительно включает в себя задействование базовой станции для передачи первого наложенного сигнала первому и второму беспроводным терминалам в упомянутом выделенном сегменте канала связи, упомянутый первый наложенный сигнал включает в себя часть сигнала низкой мощности, предназначенную для упомянутого первого беспроводного терминала, и часть сигнала высокой мощности, предназначенную для упомянутого второго беспроводного терминала, часть сигнала низкой мощности передают упомянутой базовой станцией с более низкой мощностью, чем упомянутую часть сигнала высокой мощности, или при наличии меньшей защиты кодирования, чем упомянутую часть сигнала высокой мощности.

6. Способ связи по п.5, в котором упомянутый выделенный сегмент канала связи представляет собой сегмент канала выделения, используемый для передачи выделений сегментов канала связи на беспроводные терминалы.

7. Способ связи по п.6, дополнительно включающий в себя задействование упомянутой базовой станции для получения второго наложенного сигнала от упомянутых первого и второго беспроводных терминалов, упомянутый полученный второй наложенный сигнал, включает в себя первую и вторую части сигнала, передаваемые упомянутыми первым и вторым беспроводными терминалами, соответственно, упомянутую первую часть сигнала упомянутая базовая станция получает на более высоком уровне мощности, чем упомянутую вторую часть сигнала.

8. Способ связи по п.7, дополнительно включающий в себя задействование упомянутой базовой станции для декодирования упомянутой первой части сигнала; вычитания упомянутой первой части сигнала из упомянутого второго наложенного сигнала; и декодирования упомянутой второй части сигнала.

9. Способ связи по п.7, дополнительно включающий в себя задействование первого беспроводного терминала для определения, какой из множества полученных целевых уровней мощности следует использовать при определении мощности передачи, для использования для передачи упомянутой первой части сигнала от упомянутого первого наложенного сигнала, переданного на упомянутые первый и второй беспроводные терминалы в упомянутом сегменте канала выделения.

10. Способ связи по п.9, в котором задействование первого беспроводного терминала для определения, какой из множества полученных целевых уровней мощности следует использовать, включает в себя определение, была ли часть первого наложенного сигнала, используемая для передачи информации выделения восходящего канала на первый беспроводной терминал, передана как часть сигнала низкой мощности или часть сигнала высокой мощности.

11. Базовая станция для использования в системе связи, включающей в себя множество беспроводных терминалов, причем между каждым беспроводным терминалом из упомянутого множества беспроводных терминалов и упомянутой базовой станцией существует различный канал связи, существующий канал связи между каждым конкретным беспроводным терминалом и базовой станцией имеет качество, которое является качеством канала для конкретного беспроводного терминала, а базовая станция, включает в себя набор информации об условиях канала, указывающей качество канала каждого из упомянутого множества беспроводных терминалов; средство для проверки набора информации об условиях канала для идентификации беспроводных терминалов, имеющих условия канала, которые отличаются друг от друга на заранее выбранную минимальную величину; и средство для выделения сегмента канала связи, который используют для передачи наложенных сигналов, соответствующих, по меньшей мере, двум различным беспроводным терминалам, идентифицированным, как имеющие условия канала, которые отличаются, по меньшей мере, на упомянутую заранее выбранную минимальную величину.

12. Базовая станция по п.11, в которой упомянутые, по меньшей мере, два различных беспроводных терминала включают в себя первый и второй беспроводной терминал; причем поддерживаемый набор информации об условиях канала включает в себя информацию отношения сигнала к шуму канала; и причем минимальная заранее выбранная величина, на которую отличаются условия канала первого и второго беспроводных терминалов, составляет 3 дБ.

13. Базовая станция по п.11, дополнительно включающая в себя

средство для выделения доступного сегмента канала связи единственному из упомянутого множества беспроводных терминалов, когда упомянутое средство проверки не в состоянии идентифицировать, по меньшей мере, два беспроводных терминала, имеющих условия канала, которые отличаются на заранее выбранную минимальную величину, которые имеют сигналы, подлежащие передаче в сегменте канала связи, который является доступным для того, чтобы быть выделенным.

14. Способ связи по п.13, дополнительно включающий в себя

приемник для получения наложенного сигнала от упомянутых первого и второго беспроводных терминалов, упомянутый полученный наложенный сигнал включает в себя первую и вторую части сигнала, передаваемые упомянутыми первым и вторым беспроводными терминалами, соответственно, причем упомянутую первую часть сигнала упомянутая базовая станция получает на более высоком уровне мощности, чем упомянутую вторую часть сигнала, упомянутый первый беспроводной терминал имеет лучшее условие канала, чем упомянутый второй беспроводной терминал.

15. Базовая станция по п.14, дополнительно включающая в себя

декодер наложения для декодирования упомянутых первой и второй частей сигнала полученного наложенного сигнала.

16. Базовая станция по п.15, в которой упомянутый декодер наложения включает в себя декодирующее устройство для декодирования упомянутой первой части сигнала; вычитающее устройство для вычитания упомянутой первой части сигнала из упомянутого наложенного сигнала для выработки упомянутой второй части сигнала; и второе декодирующее устройство для декодирования упомянутой второй части сигнала.

17. Способ связи для использования в системе связи, включающей в себя базовую станцию и множество беспроводных терминалов, причем между каждым беспроводным терминалом из упомянутого множества беспроводных терминалов и упомянутой базовой станцией существует различный канал связи, существующий между каждым конкретным беспроводным терминалом и базовой станцией канал связи имеет качество, которое является качеством канала для конкретного беспроводного терминала, а способ включает в себя: задействование первого беспроводного терминала, имеющего первое качество канала, для передачи первой части наложенного сигнала связи на упомянутую базовую станцию; и задействование второго беспроводного терминала, имеющего второе качество канала, для передачи второй части упомянутого наложенного сигнала связи на упомянутую базовую станцию, причем первое и второе качества канала, являющиеся различающимися, по меньшей мере, на первую заранее выбранную величину, упомянутые первую и вторую части сигнала объединяют в эфире в течение передачи на базовую станцию, для формирования упомянутого наложенного сигнала связи.

18. Способ связи по п.17, в котором минимальная заранее выбранная величина, на которую отличается качество канала первого и второго беспроводных терминалов, составляет 3 дБ.

19. Способ связи по п.17, дополнительно включающий в себя

задействование первого и второго беспроводных терминалов для получения, перед передачей упомянутых первой и второй частей наложенного сигнала, наложенного сигнала выделения, включающего в себя часть сигнала низкой мощности, предназначенную для упомянутого первого беспроводного терминала, и часть сигнала высокой мощности, предназначенную для упомянутого второго беспроводного терминала, часть сигнала более низкой мощности упомянутая базовая станция передает с более низкой мощностью, чем упомянутую часть сигнала высокой мощности, упомянутый первый беспроводной терминал имеет лучшее качество канала, чем упомянутый второй беспроводной терминал, упомянутый наложенный сигнал выделения выделяет сегмент восходящего канала связи.

20. Способ связи по п.19, в котором первая и вторая части сигнала, передаваемые упомянутыми первым и вторым беспроводными терминалами, соответственно, передают с уровнями мощности, которые вызывают получение упомянутой первой части сигнала упомянутой базовой станцией с более высоким уровнем мощности, чем упомянутую вторую часть сигнала.

21. Способ связи по п.20, дополнительно включающий в себя

задействование первого беспроводного терминала для определения, какой из множества полученных целевых уровней мощности, следует использовать при определении мощности передачи, для использования для передачи упомянутой первой части сигнала от упомянутого наложенного сигнала выделения.

22. Способ связи по п.21, в котором задействование первого беспроводного терминала для определения, какой из множества полученных целевых уровней мощности следует использовать, включает в себя определение, была ли часть наложенного сигнала, использованная для передачи информации выделения восходящего канала первому беспроводному терминалу, передана, как часть сигнала низкой мощности или часть сигнала высокой мощности.

23. Беспроводной терминал, включающий в себя приемник для получения наложенного сигнала выделения, включающего в себя первую часть сигнала и вторую часть сигнала, причем одна из упомянутых частей сигнала предназначена для упомянутых беспроводных терминалов, а другая из упомянутых частей сигнала предназначена для другого беспроводного терминала, первую часть сигнала получают с более низким уровнем мощности, чем упомянутую вторую часть сигнала; декодер наложения для декодирования упомянутых первой и второй частей сигнала; средство для определения из информации, включенной в одну из упомянутых первую и вторую частей сигнала, какая часть предназначена для упомянутого беспроводного терминала; и передатчик для передачи сигналов в сегментах восходящего канала связи, которым соответствуют наложенные сигналы выделения, предназначенные для упомянутого беспроводного терминала.

24. Беспроводной терминал по п.23, дополнительно включающий в себя сохраненную полученную информацию целевого уровня мощности для множества различных полученных целевых уровней мощности; и средство для определения, какой из множества полученных целевых уровней мощности следует использовать при передаче сигнала в конкретном сегменте восходящего канала связи, из полученного наложенного сигнала выделения, соответствующего конкретному сегменту восходящего канала связи.

25. Беспроводной терминал по п.24, в котором упомянутое средство для определения включает в себя определение, была ли часть наложенного сигнала, используемая для передачи информации выделения восходящего канала на беспроводной терминал, передана, как часть сигнала низкой мощности или часть сигнала высокой мощности.

26. Способ связи для использования в системе связи, включающей в себя базовую станцию и множество беспроводных терминалов, причем между каждым беспроводным терминалом из упомянутого множества беспроводных терминалов и упомянутой базовой станцией существует различный канал связи, существующий канал связи между каждым конкретным беспроводным терминалом и базовой станцией имеет качество, которое является качеством канала связи для конкретного беспроводного терминала, сигналы, переданные от беспроводных терминалов на базовую станцию объединяют в течение передачи между ними, а способ включает в себя задействование базовой станции для выделения сегмента восходящего канала связи, подлежащего одновременному использованию первым и вторым устройством; получение составного сигнала из упомянутого сегмента восходящего канала связи, упомянутый составной сигнал включает в себя первый сигнал, переданный упомянутым первым устройством, и второй сигнал, переданный упомянутым вторым устройством; и выполнения операции декодирования с наложением по полученному составному сигналу для декодирования первого и второго сигналов, включенных в упомянутый составной сигнал.

27. Способ связи по п.26, в котором задействование базовой станции для выделения сегмента восходящего канала связи включает в себя задействование базовой станции для выбора на основании информации качества канала связи, первого беспроводного терминала и второго беспроводного терминала, причем первый и второй беспроводные терминалы имеют различные качества канала связи беспроводного терминала, для совместного использования сегмента трафика по восходящей линии связи; и причем способ дополнительно включает в себя задействование базовой станции для передачи на выбранные первый и второй беспроводные терминалы информации, указывающей выделенный сегмент канала трафика, а также того, который из первого и второго беспроводных терминалов должен передавать сигналы, которые будет получать упомянутая базовая станция на более высоком уровне мощности.

28. Способ по п.27, в котором тот из первого и второго беспроводных терминалов, который имеет лучшие условия канала должен быть получен базовой станцией на более высоком уровне мощности, и способ дополнительно включает в себя задействование первого беспроводного терминала для передачи на базовую станцию в выделенном сегменте канала трафика первой части сигнала; и задействование второго беспроводного терминала для передачи на базовую станцию в выделенном сегменте канала трафика второй части сигнала, причем первая и вторая части сигнала накладываются в течение передачи на упомянутую базовую станцию.

29. Способ по п.28, в котором первый беспроводной терминал передает первую часть сигнала, используя меньшую мощность, чем мощность, используемую упомянутым вторым беспроводным терминалом для передачи упомянутой второй части сигнала, но первую часть сигнала упомянутая базовая станция получает с уровнем мощности, который является более высоким, чем уровень мощности второй части сигнала, получаемой упомянутой базовой станцией.

30. Способ по п.29, в котором упомянутые, по меньшей мере, два различных беспроводных терминала включают в себя первый беспроводной терминал и второй беспроводной терминал; причем упомянутый сегмент канала связи, который подлежит выделению, представляет собой сегмент нисходящего канала; причем первый беспроводной терминал имеет лучшее качество канала, чем упомянутый второй беспроводной терминал; и причем базовая станция дополнительно включает в себя средство для передачи наложенного сигнала на первый и второй беспроводные терминалы в упомянутом выделенном сегменте канала связи, упомянутый наложенный сигнал включает в себя часть сигнала низкой мощности, предназначенную для упомянутого первого беспроводного терминала, и часть сигнала высокой мощности, предназначенную для упомянутого второго беспроводного терминала, часть сигнала более низкой мощности упомянутая базовая станция передает с более низкой мощностью, чем упомянутую часть сигнала высокой мощности.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к технике цифровой связи, а именно к устройствам дескремблирования цифровых систем передачи информации с временным уплотнением цифровых потоков.

Изобретение относится к области радиовещания, в частности к цифровому радиовещанию в режиме амплитудной модуляции. .

Изобретение относится к способам и системам передачи дискретной информации, в частности к способам и системам передачи информации по трактам, включающим в себя каналы импульсно-кодовой модуляции и аналоговые линии.

Изобретение относится к технике цифровой связи, а именно к устройствам для дескремблирования цифровой информации в системах передач с временным уплотнением. .

Изобретение относится к области передачи информации, в которой переносные носители информации бесконтактно обмениваются информацией с терминалом. .

Изобретение относится к цифровым системам связи с модуляцией и может быть использовано в способах и устройствах модуляции, демодуляции и управления, использующих инфракрасное излучение.

Изобретение относится к технике электросвязи и может быть использовано при передаче цифровой информации по каналам, преимущественно приводной связи, например в локальных вычислительных сетях.

Изобретение относится к системам беспроводной связи и может быть использовано для формирования локальных сетей для совместного использования информации. .

Изобретение относится к области радиолокации, в частности к наземно-космическим радиолокационным комплексам. .

Изобретение относится к системам беспроводной связи, в частности, содержащим базовые станции, способные формировать с группой удаленных приемопередающих устройств кольцевые и радиальные сети.

Изобретение относится к приемникам радиосигналов и может использоваться в системах мобильной связи. .

Изобретение относится к области радиотехники, в частности к способу передачи обслуживания абонентских станций в беспроводной сети, и может быть использовано в беспроводных сетях по стандарту IEEE 802.16.

Изобретение относится к технике электросвязи. .

Изобретение относится к радиосвязи и может быть использовано для защиты системы связи от организованных, преднамеренных радиопомех. .

Изобретение относится к технике связи и может быть использовано в беспроводных системах связи

Изобретение относится к беспроводным системам связи и может использоваться в многопользовательской системе связи

Наверх