Структура фрейма для поддержания сценариев развертывания с большим временем запаздывания распространения

Изобретение относится к области связи. Технический результат состоит в использовании более длительного циклического префикса при большом времени запаздывания распространения радиосигналов для снижения интерференционных эффектов. Для этого представлена фреймовая структура для поддержания сценариев развертывания с большим временем запаздывания распространения (например, функционирование сотовой системы радиосвязи с большими размерами ячеек или работа на низкочастотных диапазонах). В этом отношении для упрощения функционирования системы представленный способ содержит разделение радиофреймов на множество равновеликих (или неравных) суб-фреймов. 3 н. и 16 з.п. ф-лы, 17 ил.

 

Уровень техники

Распространение радиосигналов в больших по величине ячейках и/или при работе на низкочастотных диапазонах с использованием мультиплексирования с ортогональным частотным разделением сигналов (OFDMA) и соответствующего интерфейса сотовой системы радиосвязи, описанного в заявке на патент №11/907,808 Sassan Ahmadi и Hujun Yin от 12 октября 2007 года, которая полностью включена здесь путем ссылки, может вызывать значительное время запаздывания и, следовательно, вызывает в принятых сигналах межсимвольные интерференционные (ISI) эффекты. В основанных на OFDM системах, эффекты ISI подавляются циклическим префиксом, который добавляется в начале OFDM символов. При большом времени запаздывания распространения, для снижения ISI эффектов следует использовать более длительный циклический префикс.

Краткое описание чертежей

Предмет изобретения подробно изложен и определенно описан в формуле изобретения в заключительной части спецификации. Изобретение, однако, как с организационной точки зрения, так и способом функционирования, вместе с задачами, признаками и преимуществами может быть понято наилучшим образом путем ссылки на нижеприведенное детальное описание и прилагаемые чертежи, на которых:

фиг.1 схематично иллюстрирует беспроводную сеть связи согласно варианту воплощения настоящего изобретения;

фиг.2 схематично показывает приспособление для использования в беспроводной сети связи согласно варианту воплощения настоящего изобретения;

фиг.3 схематично иллюстрирует фреймовую структуру согласно варианту воплощения настоящего изобретения;

фиг.4 схематично иллюстрирует структуру суперфрейма согласно варианту воплощения настоящего изобретения;

фиг.5 схематично иллюстрирует структуру суперфрейма согласно варианту воплощения настоящего изобретения;

фиг.6, 6А и 6В схематично иллюстрируют структуру суперфрейма согласно варианту воплощения настоящего изобретения;

фиг.7 схематично иллюстрирует структуру суперфрейма, имеющую новую мультиплексированную преамбулу с существующей преамбулой согласно варианту воплощения настоящего изобретения;

фиг.8 схематично иллюстрирует структуру суперфрейма, имеющую вспомогательную мультиплексированную преамбулу с существующей преамбулой, где новая преамбула может быть не определена существующими терминалами, согласно варианту воплощения настоящего изобретения;

фиг.9 схематично иллюстрирует фреймовую структуру, разделенную во времени и/или по частоте согласно варианту воплощения настоящего изобретения;

фиг.10 схематично показывает фреймовую структуру в FDD дуплексном режиме, согласно варианту воплощения настоящего изобретения;

фиг.11-13 схематично иллюстрируют фреймовые структуры, согласно вариантам воплощений настоящего изобретения;

фиг.14 представляет собой таблицу, в которой перечислены OFDMA параметры, согласно вариантам воплощений настоящего изобретения;

фиг.15 представляет собой блок-схему последовательности операций способа, согласно варианту воплощения настоящего изобретения.

Очевидно, что элементы показаны на чертежах в упрощенном виде и не было необходимости описывать их в масштабе с высокой степенью точности. Например, для ясности, размеры некоторых элементов могут быть преувеличенными относительно других элементов или несколько физических компонентов были объединены в один функциональный блок или элемент. Дополнительно, где считалось уместным, ссылочные позиции могли быть повторены на фигурах для обозначения соответствующих или аналогичных элементов. Более того, некоторые блоки, показанные на чертежах, могут быть объединены в однозначную функцию.

Подробное описание изобретения

Далее, с целью полного понимания данного изобретения, приведено подробное описание многочисленных определенных деталей. Однако специалисты в данной области техники понимают, что данное изобретение может применяться без таковых определенных деталей. В других случаях, широко известные способы, процедуры, компоненты и схемы были подробно описаны таким образом, чтобы не затруднить понимание предмета изобретения.

За исключением случаев, когда особым образом сформулировано иначе, как видно из последующего описания, необходимо отметить, что на протяжении всей спецификации использование таких терминов, как «обработка», «обработка данных», «вычисление», «определение» или т.п., относится к действию и/или процессам компьютера, или компьютерной системы, или аналогичного электронного вычислительного устройства, которое управляет и/или преобразовывает как физические, так и электронные данные в пределах регистров компьютерной системы и/или запоминающих устройств, а также иных аналогично представленных данных в пределах запоминающих устройств компьютерной системы, регистров или иных подобных хранилищ информации, устройств передачи или отображения. Дополнительно, термин «множество» может быть использован на протяжении всей спецификации для описания двух или более компонентов, устройств, элементов, параметров и т.п.

Далее составлено детальное описание различных вариантов воплощений настоящего изобретения в отношении беспроводной сети связи, используя метод модуляции мультиплексирования с ортогональным частотным разделением сигналов (OFDM), варианты воплощений настоящего изобретения не ограничиваются этим и, например, могут быть реализованы с использованием других методов модуляции и/или схем кодирования, где уместны к применению. Дополнительно, к описанному здесь примеру вариантов воплощений беспроводных городских сетей (WMANs), данное изобретение не ограничивается этим и может быть применено к другим типам беспроводных сетей связи, где подобные преимущества могут быть получены. Такие сети, как правило, включают в себя, но не ограничиваются этим, беспроводные локальные сети (WLANs), персональные беспроводные сети и/или беспроводные глобальные сети (WWANs).

Следующие патентоспособные варианты воплощений могут быть использованы в разнообразных устройствах, включающих в себя передатчики и приемники радиосистемы, хотя настоящее изобретение не ограничивается в данном отношении. Радиосистемы, в частности, попавшие в сферу настоящего изобретения, включают в себя, но не ограничиваются этим, сетевые интерфейсные карты (NICs), сетевые адаптеры, подвижные станции, центральные станции, точки доступа (APs), сотовые интерфейсы, мосты, хабы и сотовые радиотелефоны. Дополнительно, радиосистемы, попавшие в сферу настоящего изобретения, могут включать в себя системы сотовой радиосвязи, системы спутниковой связи, персональные системы связи (PCS), системы дуплексной радиосвязи, пейджеры с поддержкой двухсторонней связи, персональные компьютеры (PCs) c соответствующей периферией, персональные электронные помощники (PDAs), принадлежности персонального компьютера и все существующие и появляющиеся в будущем системы, которые могут быть связаны с природой и принципами патентоспособных вариантов воплощений, к которым могут быть соответственно применены.

На фиг.1 схематично показана беспроводная сеть 100 связи согласно варианту воплощения настоящего изобретения. Беспроводная сеть 100 связи может включать в себя оператора сотовой связи (PN) 120, центральную станцию (BS) 118 и один или более абонентов или других станций 110, 112, 114 и/или 116, которые могут быть, например, подвижными абонентами или стационарными абонентскими терминалами. В некоторых вариантах воплощений, центральная станция 118, например, в WLANs может представлять собой именуемую ранее точку доступа (АР), терминал и/или узел сети, абонентские терминалы 110, 112, 114 и/или 116, ранее названные как станция (STA), терминал и/или узел сети. Однако названия центральной станции и абонентского терминала используются всего лишь как пример в данной спецификации и их названия ни в коей мере не ограничивают их использование в патентоспособных вариантах воплощений в любой сети или протоколах.

Беспроводная сеть 100 связи может облегчить беспроводной доступ каждого абонентского терминала 110, 112, 114 и/или 116 и PN 120. Например, беспроводная сеть 100 связи может быть выполнена с возможностью использовать один или более протоколов, предусмотренных стандартами 802.11ТМ Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) ("IEEE Standard for Wireless LAN Medium Access Control (MAC) and Physical Layer (PHY) Specification" издание 1999, повторно подтвержденных 12-го июня 2003), такими как IEEE 802.11aTM.1999; IEEE 802.11bTM-1999/Cor1-2001; IEEE 802.11gTM.2003; и/или IEEE 802.11nTM, стандартами IEEE 802.16TM ("IEEE Standard for Local and Metropolitan Area Networks - Part 16: Air Interface for Fixed Broadband Wireless Access System" от 1-го октября 2004), такими как IEEE 802.16-2004/Cor1-2005 или IEEE Std 802.16-2009, которые могут здесь называться стандартами "IEEE Std 802.16-2009" или "WiMAX" и/или стандартами IEEE 802.15.1TM ("IEEE Standard for Local and Metropolitan Area Networks-Specific Requirements. Part 15.1: Wireless Medium Access Control (MAC) and Physical Layer (PHY) Specifications for Wireless Personal Area Networks (WPANsTM)" от 14-гоиюня 2005), данное изобретение неограниченно в данном отношении и могут быть использованы другие стандарты. В некоторых вариантах воплощений, атрибуты, совместимость и/или функциональные возможности беспроводной сети 100 связи и компонентов могут быть определены согласно, например, стандартам IEEE 802.16 (например, которые могут быть названы как технология широкополосного доступа в микроволновом диапазоне (WiMAX)). Альтернативно или в дополнение, беспроводная сеть 100 связи может использовать устройства и/или протоколы так, чтобы соответствовать 3^rd Generation Partnership Project (3GPP) стандарту «Долгосрочное развитие сетей связи» (LTE) сети сотовой связи или любому протоколу для WPANs или WWANs.

Варианты воплощений изобретения могут давать возможность следующему поколению мобильных систем WiMAX (например, основанных на стандартах IEEE 802.16m) эффективно поддерживать, главным образом, высокую подвижность и использование устройств с малой задержкой, таких как, например, передача голоса по протоколу IP (VoIP), интерактивная игра с беспроводным интерфейсом, развернутыми в больших ячейках или в низкочастотных диапазонах и/или «многоэтапных» радиорелейных передачах, при осуществлении обратно совместимых операций и интеграции со ссылкой на стандарты (например, существующая мобильная система WiMAX на основе стандарта IEEE Std 802.16-2009).

В некоторых вариантах воплощений, центральная станция 118 может управлять и/или контролировать беспроводные коммуникации между несколькими абонентскими терминалами 110, 112, 114 и/или 116, и между абонентскими терминалами 110, 112, 114 и/или 116, и оператором сотовой связи 120. Абонентские терминалы 110, 112, 114 и/или 116 могут в свою очередь способствовать осуществлению различных абонентских соединений других устройств (не показано) к беспроводной сети 100 связи посредством частной или публичной локальной сети (LAN), хотя данные варианты воплощений не ограничены в данном отношении.

Фиг.2 схематично иллюстрирует приспособление 130 для использования в беспроводной сети связи согласно варианту воплощения изобретения. Например, приспособление 130 может быть терминалом, устройством или узлом сети (например, один из абонентских терминалов 110, 112, 114 и/или 116, центральная станция 118 и/или оператор связи 120, показанные на фиг.1) для связи с другими терминалами, устройствами или узлами сети в беспроводной сети связи (например, описанная на фиг.1 беспроводная сеть 100 связи). Приспособление 130 может включать в себя контроллер или устройство 150 обработки данных, включающее в себя логическое устройство (например, электрическую схему, процессор и программное обеспечение или комбинацию таковых), определяющее величину ложных определений фрейма и/или регулирующее чувствительность распознавания фрейма, как описано в одном или более вариантах воплощений изобретения. В некоторых вариантах воплощений приспособление 130 может включать в себя радиочастотный (RF) интерфейс 140 и/или контроллер управления доступом к среде передачи данных (МАС)/устройство 150 обработки данных основного диапазона.

В одном варианте воплощения, RF интерфейс 140 может включать в себя компонент или комбинацию компонентов, приспособленных для передачи и/или приема несущей или мультинесущей модулированных сигналов (например, включающие в себя ключевание дополнительного кода (ССК) и/или мультиплексирование ортогональным частотным разделением сигналов (OFDM)), хотя патентоспособные варианты воплощений не ограничиваются конкретным беспроводным интерфейсом или методом модуляции. RF интерфейс 140 может включать в себя, например, приемное устройство 142, передатчик 144 и/или синтезатор 146 частоты. Интерфейс 140 может включать в себя регуляторы смещения, генератор с кварцевой стабилизацией частоты и/или одну или более антенн 148 и/или 149. В другом варианте воплощения, RF интерфейс 140 может использовать генераторы (VCOs), управляемые внешним напряжением, фильтры на поверхностно-акустических волнах, фильтры промежуточной частоты (IF) и/или RF фильтры по желанию. Из-за наличия разнообразных конструктивных решений RF интерфейсов расширенное описание таковых опускается.

Устройство 150 обработки данных может взаимодействовать с RF интерфейсом 140 для приема и/или передачи сигналов и может включать в себя, например, аналого-цифровой преобразователь 152 для обработки принятых сигналов, аналого-цифровой преобразователь 154 для обработки сигналов для передачи. Дополнительно, устройство 150 обработки данных может включать в себя устройство 156 обработки данных основного диапазона или физического уровня (PHY) для обработки уровня канала передачи PHY соответствующих принятых/переданных сигналов. Устройство 150 обработки данных может включать в себя, например, устройство 159 обработки данных для управления доступом к среде передачи данных (МАС)/обработки уровня канала передачи данных. Устройство 150 обработки данных может включать в себя устройство 158 управления памятью и/или модуль 160 управления центральной станцией, например через интерфейсы 155.

В некоторых вариантах воплощений настоящего изобретения, PHY устройство 156 обработки данных может включать в себя фреймовую конструкцию и/или модуль детектирования в комбинации с дополнительной схемой, как буферное запоминающее устройство, для создания и/или разборки суперфреймов, как было ранее описано в вариантах воплощений. Альтернативно или в дополнение, MAC устройство 159 обработки данных может распределять процесс обработки для конкретных функций или осуществлять такие процессы независимо от PHY устройства 156 обработки данных. В некоторых вариантах воплощений, при желании, MAC и PHY обработка может быть интегрирована в одну схему.

Приспособление 130 может быть, например, центральной станцией, точкой доступа, абонентским терминалом, устройством, терминалом, узлом сети, гибридным согласующим устройством, беспроводным маршрутизатором, NIC и/или сетевым адаптером для компьютерных устройств, подвижной станцией или другим устройством, пригодным для выполнения описанных здесь патентоспособных способов, протоколов и/или архитектур. Соответственно, функции и/или конкретные конфигурации описанного здесь приспособления 130 могут быть, в случае соответствия, включены или опущены в различных вариантах воплощений приспособления 130. В некоторых вариантах воплощений, приспособление 130 может быть выполнено с возможностью находиться в соответствии с протоколами и частотами, ассоциированными с одним или более стандартами IEEE 802.11, 802.15 и/или 802.16 для WLANs, WPANs и/или изложенной здесь беспроводной сети с широкополосной передачей, хотя варианты воплощений не ограничиваются в данном отношении.

Варианты воплощений приспособления 130 могут быть осуществлены с использованием архитектуры с один входом и одним выходом (SISO). Однако, как показано на фиг.2, определенные варианты исполнения могут включать в себя множественные антенны (например, антенны 148 и 149) для передачи и/или приема с использованием технологии адаптивных антенн для формирования диаграммы направленности антенны или коллективным доступом с пространственным разделением каналов (SDMA), и/или с использованием техники связи многоканального входа-многоканального выхода (MIMO).

Компоненты и признаки станции 130 могут быть реализованы с использованием любой комбинации дискретной схемы, специализированной микросхемы (ASICs), логических вентилей и/или архитектур однокристальных схем. Дополнительно, признаки приспособления 130 могут быть осуществлены с использованием микропроцессорного управляющего устройства, программируемой логической матрицы и/или микропроцессора или любой комбинации таковых, где это уместно. Следует отметить, что аппаратное оборудование, программно-аппаратное обеспечение и/или программное обеспечение могут быть совместно или индивидуально указаны здесь как «логическое устройство» или «схема».

Следует учесть, что пример приспособления 130, показанный в блок-схеме на фиг.2, может представлять собой один функционально описанный пример из множества возможных воплощений. Таким образом, деление, исключение или приобщение функциональных блоков, указанных на прилагаемых фигурах, не означает, что есть необходимость разделять, опускать или приобщать компоненты аппаратного оборудования, схемы, программное обеспечение и/или элементы для осуществления этих функций в вариантах воплощений настоящего изобретения.

Фиг.3 схематично иллюстрирует структуру фрейма 300 согласно варианту воплощения настоящего изобретения. Фрейм 300 (например, радиофрейм) может быть сегментом переданной и/или принятой коммуникации, например, в беспроводной сети 100 связи. В некоторых вариантах воплощений, фрейм 300 может изображать циклически повторяющийся сегмент структуры большого коммуникационного сигнала или потока. В некоторых вариантах воплощений, повторяющийся фрейм 300 может включать в себя, главным образом, различную информацию, например, на протяжении, главным образом, каждой отдельной передачи. Фрейм 300 может быть определен и может включать в себя технологию широкополосного беспроводного доступа согласно, например, IEEE Std. 802.16-2009 или мобильным профилям WiMAX. Согласно мобильным профилям WiMAX, продолжительность фрейма 300 или длительность времени передачи сообщения (TTI) может составлять, например, приблизительно 5 мс. В качестве примера, указанные в спецификации стандарта IEEE Std. 802.16-2009, могут быть использованы фреймы или радиофреймы с другой длительностью, например, 2; 2,5; 4; 8; 10; 12 и 20 мс. В некоторых вариантах воплощений, фрейм 300 может быть передан и/или принят, например, по методу режима или схемы временного дуплексного разноса (TDD). Могут быть использованы иные схемы разделения времени и/или частотного разделения (например, такие как режим или схема частотного дуплексного разноса (FDD)) согласно вариантам воплощений настоящего изобретения.

Фрейм 300 может включать в себя целое число OFDM символов или других мультиплексированных символов. Количество OFDM символов в каждом фрейме может быть определено, например, в соответствии с выбором OFDM нумерологии (например, интервал поднесущей, длина циклического префикса, частота дискретизации и т.п.). В некоторых вариантах воплощений, нумерологии OFDM могут быть определены, установлены или получены, например, в зависимости от ширины полосы пропускания и частоты дискретизации (например, или фактором дискретизации с уменьшением шага согласно мобильным профилям WiMAX). В различных вариантах воплощений, главным образом, могут быть использованы различные нумерологии OFDM, которые могут привести к различной нумерации OFDM символов во фрейме 300.

В некоторых вариантах воплощений, фрейм 300 может включать в себя символы простоя и/или слоты бездействия. В одном варианте воплощения, фрейм 300 может включать в себя один или более периодов 302 и/или 304 коммутации, например, для перехода от предварительно предназначенной нисходящей (DL) линии радиопередачи 306 и предварительно предназначенной восходящей (UL) линии радиопередачи 308 при использовании дуплексного режима или схемы TDD. В других вариантах воплощений, например, при использовании дуплексной схемы FDD, DL линия радиопередачи 306 и UL линия радиопередачи 308 могут быть задействованы, главным образом, одновременно или в периоды перекрытия (например, на различных частотах или каналах сети), фрейм 300 может включать в себя, главным образом, несколько или не иметь символов простоя, слотов простоя и/или периодов 302 и/или 304 коммутации.

В некоторых вариантах воплощений, TTI или длительность фрейма 300 может составлять, например, приблизительно 5 мс. Время прохождения сегмента (RTT) (например, временной интервал между двумя последовательными предварительно запланированными DL радиопередачами 306 и конкретным узлом беспроводной связи) может составлять, например, приблизительно 10 мс. Беспроводные сети (например, беспроводная сеть 100), имеющие быстроменяющиеся условия канала и/или непродолжительный период когерентности (например, быстро перемещающиеся подвижные станции или узлы сети, такие как автомобили, двигающиеся со скоростью, например, приблизительно более 120 километров в час (км/ч)), могут использовать механизмы для поддержания, главным образом, высокой мобильности в изменяющихся условиях канала. Варианты воплощений изобретения могут поддерживать беспроводную сеть 100, имеющую, главным образом, незначительный период прохождения сегмента, например, способные обеспечить, главным образом, быстро меняющиеся условие канала обратной связи между абонентскими терминалами 110, 112, 114 и/или 116, как например, подвижная станция и центральная станция 118. Могут быть использованы иные временные периоды.

Настоящая спецификация стандарта IEEE Std 802.16-2009 фреймовой структуры может включать в себя ограничения, такие как, главным образом, продолжительную длительность TTIs, что типично непригодно для поддержания, главным образом, быстрой обратной связи и малой задержкой доступа (например, менее чем 10 мс), которая может быть использована, например, перспективными технологиями радиодоступа.

Варианты воплощения настоящего изобретения могут включать в себя или использовать модифицированную версию структуры фрейма 300 для поддержания работоспособности при низком значении задержки, сохраняя совместимость с предыдущими версиями, например, спецификации стандарта IEEE Std 802.16-2009 фреймовой структуры. Структура фрейма 300 может быть использована, например, в следующем поколении мобильных систем WiMAX и устройств (например, стандарт IEEE 802.16m). В некоторых вариантах воплощений, структура фрейма 300 или сегменты таковой могут быть определены существующими терминалами (например, работающие согласно мобильным профилям WiMAX и IEEE Std 802.16-2009) и могут быть использованы только для коммуникации между BSs, абонентскими терминалами и/или MSs, которые работают на основании стандарта IEEE 802.16m.

Согласно вариантам воплощений изобретения, беспроводная сеть 100 и компоненты таковой, которая может взаимодействовать с использованием новой фреймовой структуры (например, описанной на фиг.3-15), может быть совместима с предыдущими версиями сети, которые могут взаимодействовать с использованием существующей фреймовой структуры (например, описанным мобильным профилем WiMAX и основанным на стандарте IEEE Std 802.16-2009). В некоторых вариантах воплощений, вариант совместимости с предыдущими версиями может включать в себя, например, существующий терминал (например, который может взаимодействовать с использованием существующей и/или ссылочными фреймовыми структурами), который может работать в беспроводной сети, что не оказывает существенного влияния на работоспособность терминала сети. В некоторых вариантах воплощений, новый (например, несуществующий в настоящее время) терминал или абонентский терминал, использующий новую (например, несуществующую в настоящем времени) фреймовую структуру, может работать в существующей сети, не оказывая существенного влияния на работоспособность терминала в беспроводной сети. Например, новый терминал может быть «совместим с предыдущими версиями». В некоторых вариантах воплощений, беспроводная сеть 100 может поддерживать как существующие, так и новые (например, не существующие в настоящее время) терминалы, например, главным образом, в одно и то же время (например, при мультиплексировании с временным разделением нового и существующего фреймов, перекрываясь в том же фрейме). В некоторых вариантах воплощений, беспроводная сеть 100 может обеспечить осуществление хорошо интегрированных коммуникаций, мобильность и передачу обслуживания между существующими терминалами и новыми терминалами. Используемые здесь термины «новый», «развитый» или «усовершенствованный» и «следующее поколение» абсолютным образом соотносятся к терминам «устаревший», «существующий» или «текущий» и т.п. Например, «новый» стандарт может быть стандартом, который используется на момент подачи данной заявки, и «существующая» система может использоваться как до даты подачи заявки, так и после этой даты; «новая» система применяется или развивается после «существующей» системы, обычно включающей в себя улучшения и модификацию. «Новые», «развитые», « усовершенствованные» и т.п. системы часто совместимы с предыдущими версиями так, что они могут использоваться с «устаревшими», «существующими» или предшествующими системами или стандартами.

Согласно вариантам воплощений настоящего изобретения, новая фреймовая структура может включать в себя новую синхронизацию и широкополосные каналы для расширения возможностей стандарта IEEE Std 802.16-2009, например, путем усовершенствования комплектования системы и/или совершенствованием отбора ячеек при низком отношении сигнал-смесь помехи с шумом (SINR). Согласно IEEE Std 802.16-2009 широкополосный канал (например, и дескриптор DL канала, и дескриптор UL канала) обычно не находится в предварительно определенном месте фрейма, и подвижные станции вынуждены декодировать общий канал управления (например, MAP) для получения информации о конфигурации системы.

Согласно варианту воплощения настоящего изобретения, новая фреймовая структура может включать в себя, например, суперфрейм, который включает в себя целое число фреймов радиосвязи, которые могут включать в себя синхронизированный сигнал, и/или информационный сигнал вещания, и/или сообщения, как, например, информацию о конфигурации, которая может упростить функционирование беспроводной сети 100 и дополнительно уменьшить количество служебных сигналов и сократить время запаздывания в беспроводной сети 100 связи.

На фиг.4 схематично показана структура суперфрейма 400 согласно варианту воплощения настоящего изобретения. В некоторых вариантах воплощений, коммуникация между терминалами или узлами сети может включать в себя, например, один или более суперфреймов 400. Суперфрейм 400 может включать в себя или быть разделен на фиксированное и/или предварительно определенное количество фреймов 410. В других вариантах воплощений, количество фреймов 410 в каждом из двух или более суперфреймов 400 может различаться. Количество фреймов, М, 410 в пределах суперфрейма 400 (например, М может быть целым числом, где М=2, 3, 4 …) может служить конструктивным параметром, и может быть определено в стандартной спецификации, и, например, может быть зафиксировано для конкретного профиля и развертывания. В некоторых вариантах воплощений, количество фреймов 410, в рамках суперфрейма 400, определяется одним или более факторами, включающими в себя, но, не ограничиваясь этим, например, временем исследования целевой системой, максимально допустимым расстоянием между двумя последовательными преамбулами (например, при синхронизации каналов), минимальным количеством преамбул, которое может быть усреднено во время определения преамбулы системой и/или максимально допустимым расстоянием между двумя последовательными широкополосными каналами (например, информации о конфигурации системы или пейджинг каналами).

В одном варианте воплощения, главным образом, каждый суперфрейм 400 может быть разделен или может включать в себя два или более (например, четыре (4)) фреймов 410. Возможно использование другого количества сегментов, частей или фреймов. Длительность каждого фрейма 410 может быть, например, приблизительно 5 мс, например, для установления совместимости с предыдущими версиями систем, удовлетворяющих требованиям IEEE Std 802.16-2009. Могут быть использованы фреймы или радиофреймы с другой продолжительностью. Каждый из фреймов 410 может быть дополнительно разделен или субразделен на два или более (например, восемь (8)) суб-фреймов 420. Возможно использовать иное количество сегментов. Длительность суб-фрейма 420 может определять TTI для терминалов, которые могут соответствовать новому стандарту и, например, быть частью суперфрейма 400 и/или структур фрейма 410. Начало и конец каждой TTIs может быть, главным образом, настроен или синхронизирован с, например, границей суб-фрейма. Каждая TTI может содержать целое число суб-фреймов (например, типично один или два суб-фрейма). Каждый суб-фрейм 420 может быть разделен на или может включать в себя фиксированное количество OFDM символов 430. В одном варианте воплощения каждый суб-фрейм 420 может быть разделен на или может включать в себя, например, шесть (6) OFDM символов, так что количество OFDM символов 430 в рамках суб-фрейма (например, длительность суб-фрейма 420) может быть совместимо с размерами блока ресурсов (например, суб-каналы), соответствующих различным схемам перестановки групп каналов, например, указанных в IEEE Std 802.16-2009.

В других вариантах воплощений, могут быть другие или альтернативные количества, продолжительности, размеры и/или вариации суперфреймов 400, фреймов 410, суб-фреймов 420 и/или OFDM символов 430. Количества, используемые здесь, представлены только для презентационных целей. В другом варианте воплощения длительность фреймов 410 (например, приблизительно 5 мс) и количество OFDM символов 430 (например, шесть (6)) могут быть установлены для совместимости с предыдущими версиями, соответствующими стандарту IEEE Std 802.16-2009, систем, устройств и/или передач.

Схемы перестановки групп каналов, например, определенные согласно текущим спецификациям стандарта, могут включать в себя количество, например от одного до шести, слотов для передачи сигналов и/или блоков ресурсов. Граница физического блока ресурсов может, например, быть согласована с границей суб-фрейма. В некоторых вариантах воплощений, каждый физический блок ресурсов может, главным образом, заключаться в рамках одного суб-фрейма 420. В других вариантах воплощений, каждый физический блок ресурсов может быть, главным образом, заключен в рамках двух последовательных суб-фреймов.

Специалисты в данной области техники могут отметить, что варианты воплощений изобретения, например, включают в себя структуры суперфрейма 400 и могут быть использованы как дуплексными схемами TDD и FDD, так и режимами. В режиме FDD, каждая DL и UL радиопередачи могут взаимодействовать, например, одновременно на соответствующих частотах или каналах. В TDD дуплексном режиме, каждая DL и UL радиопередачи могут взаимодействовать, например, главным образом, в неперекрывающихся интервалах (например, согласно схеме мультиплексирования с временным разделением (TDM)) на, главным образом, той же частоте или в том же канале. В дуплексном режиме TDD в рамках любого фрейма 410, суб-фрейм 420 может быть выполнен с возможностью осуществления DL и UL радиопередач (например, DL линии радиопередача 306 и UL линии радиопередача 308), например, при каждом развертывании. DL и UL радиопередачи могут быть отделены временем бездействия и/или символами простоя для переключения между DL и UL линиями радиопередач (например, во время переключения периодов 302 и/или 304).

В одном варианте воплощения изобретения, «существующие зоны» и «новые зоны» могут включать в себя периоды, сегменты или зоны, например DL или UL радиопередача, специально разработанные, главным образом, только для взаимодействия с существующими терминалами или новыми терминалами соответственно. В дуплексном режиме TDD стандарта IEEE Std 802.16-2009 каждая DL радиопередача 306 и UL радиопередач 308 могут быть дополнительно разделены на две или более зоны перестановки. В некоторых вариантах воплощений количество смежных OFDM или других символов 430 во фрейме 410 можно употреблять как, например, зона перестановки (например, зона перестановки 310, описанная на фиг.3). Зона перестановки может, например, включать в себя количество смежных OFDM символов (например, в DL и UL радиопередачах 306 и 308, описанных на фиг.3), используется, главным образом, та же перестановка (например, частично используемый суб-канал (PUSC), распределенное расположение поднесущих, адаптивная дельта-модуляция и кодирование (АМС) для локализации расположения поднесущих и т.п.).

Согласно варианту воплощения изобретения, фрейм может включать в себя или быть разделенным на существующие зоны и новые зоны (возможно употребить и иные термины). В одном варианте воплощения, существующие терминалы и новые терминалы могут взаимодействовать, используя существующие зоны и новые зоны соответственно. В некоторых вариантах воплощений, новые терминалы могут взаимодействовать, используя как существующие зоны, так и новые зоны. Существующие терминалы обычно взаимодействуют используя только существующие зоны. В одном варианте воплощения, во фрейме, каждая DL радиопередача может быть дополнительно разделена на две или более зон, например, включающие в себя существующие зоны DL радиопередачи и новые зоны (например, не существующие на данный момент времени) DL радиопередачи и каждая UL радиопередача может быть дополнительно разделена на две или более зон, например, включающие в себя существующие зоны UL радиопередачи и новые зоны (например, не существующие на данный момент времени) UL радиопередачи.

Варианты воплощений изобретения могут обеспечить разбивку фреймов на суб-фреймы (например, где границы блоков радиопередачи или зоны могут быть синхронизированы с границами суб-фрейма). Согласно IEEE Std 802.16-2009, границы блоков радиопередачи или зоны могут начинаться и заканчиваться на любом OFDM символе в рамках границы фрейма. Согласно вариантам воплощений изобретения, новые зоны могут использовать новый и более эффективный механизм распределения ресурса и обратной связи. Общее количество OFDM символов в рамках фрейма может варьироваться в зависимости от OFDM нумерологии. Чтобы поддерживать совместимость с предыдущими версиями существующих передвижных систем WiMAX, тот же размер фрейма и OFDM нумерология (например, или OFDM параметры) могут быть использованы для IEEE 802.16m систем и существующих передвижных систем WiMAX. Специалисты в данной области техники понимают, что все допустимые нумерологии и/или размеры фрейма, например, указанные в стандарте 802.16е-2005, могут быть использованы в соответствии с вариантами воплощений настоящего изобретения.

Варианты воплощения изобретения могут обеспечивать суперфреймовые структуры, которые могут быть совместимы с существующими стандартами, такими как IEEE Std 802.16-2009 и/или другими стандартами. Например, суперфреймовая структура может включать в себя или может быть совместим с признаками абонентского аппарата, например, как указано в мобильном профиле WiMAX (например, и может быть совместим с предыдущими версиями мобильного профиля WiMAX).

Варианты воплощений изобретения могут обеспечивать суперфреймовую структуру, которая может быть разделена на количество фреймов, которые включает в себя, например, один или более существующий канал синхронизации (например, преамбулу IEEE Std 802.16-2009), новые каналы синхронизации (например, преамбулу IEEE 802.16 м), широкополосный канал (ВСН), протокол доступа к среде передачи (MAPs) или общий канал управления (СССН) в новых и существующих зонах, соответствующих каждому фрейму или целому числу фреймов.

Фиг.5 схематично иллюстрирует структуру суперфрейма 500, согласно варианту воплощения настоящего изобретения. В одном варианте воплощения, суперфрейм 500 может включать в себя существующую преамбулу 502, например, которая может быть упомянута как первоначальный синхронизированный канал (PSCH). В некоторых вариантах воплощений, суперфрейм 500 может включать в себя дополнительную или вспомогательную преамбулу 504, например, для улучшения использования системного времени и отбора ячеек для новых терминалов. Вспомогательная преамбула 504 может, например, быть обозначена как второй синхронизированный канал (SSCH). Синхронизированные каналы могут включать в себя последовательности, которые могут быть использованы и/или дешифрованы как центральными станциями, так и передвижными станциями, например, для синхронизации системного времени и/или планирования.

В некоторых вариантах воплощений, новая преамбула 504 может быть полностью или частично прозрачна, не читаема или не определяема существующими терминалами, тогда как существующая преамбула 502 может быть определена как существующих, так и новым терминалами. В некоторых вариантах воплощений, суперфрейм 500 может включать в себя широкополосный канал (ВСН) 506. Широкополосный канал может содержать информацию, например, о конфигурации системы, пейджинге и/или другую информацию, которая может быть отправлена центральной станцией на все передвижные станции в сети и/или в прилегающую зону.

Как показано на фиг.5, вспомогательная или новая преамбула 504 (например, SSCH) может быть расположена на фиксированной позиции в новой или существующей зоне. В одном варианте воплощения настоящего изобретения, например, новая преамбула 504 может быть размещена на заранее предназначенном месте, которое может быть названо как, например, "SSCH_OFFSET". SSCH_OFFSET может быть индикатором местоположения новой преамбулы 504, например, аналогично с местоположением существующей преамбулы, например, в каждом фрейме. В некоторых вариантах воплощений, существующая преамбула в мобильных системах WiMAX может быть расположена в первом символе OFDM каждого фрейма (как показано на фиг.9). Значение SSCH_OFFSET может быть включено и передано как часть информации о конфигурации системы. В некоторых вариантах воплощений, когда новая преамбула 504 определяется мобильным терминалом, SSCH_OFFSET может быть использован для локации начала фрейма. В одном варианте воплощения, когда SSCH_OFFSET=0, возможно отсутствие существующей преамбулы 502, которая может показывать, что сеть не поддерживает существующие терминалы. В некоторых вариантах воплощений, новый синхронизированный канал и широкополосный канал могут перекрывать минимальную ширину полосы пропускания системы (BW). В некоторых вариантах воплощений, существующий синхронизированный канал обычно перекрывает полностью ширину полосы пропускания (BW) системы, пример которой показан на фиг.9. Область, предварительно назначенная для новой коммуникационной преамбулы 504 (например, через составные поднесущие), может быть, например, прозрачна и/или игнорируема существующими терминалами. Абоненту центральной станции нисходящей линии радиопередачи или терминала радиопередачи обычно не назначают абонентский/системный трафик/управление/передачу в области, предварительно назначенной для новой коммуникационной преамбулы 504.

В другом варианте воплощения настоящего изобретения, например, новая преамбула 504 может быть размещена, например, в начале нового фрейма, где новый фрейм может быть размещен на предварительно фиксированном месте, подобно существующему фрейму. В одном варианте воплощения, фиксированное местоположение может быть названо как, например, "FRAME_OFFSET" и может быть определено в рамках времени фрейма. В некоторых вариантах воплощений, значение FRAME_OFFSET может быть установлено сетевым оператором или администратором (например, и не передаваться). Новые мобильные терминалы могут определять новую преамбулу 504, которая может показывать начало нового фрейма и, например, нести другую информацию каналов, схожую с информацией о начале нового фрейма (например, как показано на фиг.6). Например, длительность или периодичность ВСН 506 может быть, главным образом, согласована с длительностью или периодичностью передач суперфрейма 500.

В различных вариантах воплощений, суперфрейм 500 может иметь, главным образом, различную структуру, которая может отличаться, например, местоположением существующей преамбулы 502, и/или новой преамбулы 504 в суперфрейме 500, и/или другими признаками или конструктивными особенностями структуры фрейма (например, как анализ времени запаздывания DL, физический уровень служебного сигнала и другая информация). Как известно специалистам в данной области техники, структуру суперфрейма 500 возможно описать тремя вариантам, как например, варианты I, II, III, могут быть использованы также и иные различные структуры и/или вариации таковых, согласно вариантам воплощений настоящего изобретения.

Далее приведены описания вариантов воплощений, которые можно рассматривать как отдельно, так и совместно и могут быть названы как Вариант I. Вариант I и другие «Варианты» представлены здесь только в качестве примеров и не ограничиваются данным описанием.

В некоторых вариантах воплощений, новая преамбула 504 и/или ВСН 506 могут быть размещены, главным образом, в начале каждого суперфрейма 500, например, в первом фрейме каждого суперфрейма 500 в коммуникационном потоке. В таких вариантах воплощений, существующая преамбула 502 и новая преамбула 504 могут быть размещены раздельно (например, находиться или размещаться вдоль длины суперфрейма 500). В таких вариантах воплощений, воздействие или видимость новой преамбулы 504 для существующих терминалов, а также функционирование системы может быть минимизировано (например, которые обычно только определяют существующую преамбулу 502). Новая преамбула 504 может периодически повторяться на любой желаемой частоте, например, главным образом, каждого фрейма. ВСН 506 может содержать информацию о конфигурации системы, пейджинг каналов и/или другую информацию передачи. В некоторых вариантах воплощений, ВСН 506 может быть синхронизирован с интервалами суперфрейма 500 и может появляться через каждое целое число суперфреймов. В некоторых вариантах воплощений, новые терминалы могут использовать новую преамбулу 504 (например, эксклюзивно или дополнительно) для улучшения системного времени распределения и быстрой селекции ячеек. Например, новая преамбула 504 может включать в себя идентификационную информацию (ID) ячейки или коды и может быть использована для распределения времени фрейма новыми терминалами. Например, код ID ячейки может включать в себя ID код объединенной группы центральной станции, код ID центральной станции, код сектора ID и/или другие коды или информацию, например, для упрощения обнаружения (например, осуществления структурного поиска) ID ячейки.

Согласно вариантам воплощений изобретения, описанных в Варианте I, как только новая преамбула 504 может быть разнесена от существующей преамбулы 502, новая преамбула 504 может быть, как минимум, определена существующими терминалами. В некоторых вариантах воплощений, чтобы минимизировать физический уровень служебного сигнала (уровень 1 служебного сигнала), например, который может быть увеличен использованием OFDM символа для передачи новой преамбулы 504, новая преамбула 504 может быть передана, например, сверхограниченной (например, минимальный) ширины полосы пропускания или временем или с использованием дополнительных поднесущих, соответствующим тем же OFDM символам, для планирования абонентского графика, например, как показано на фиг.9.

Далее приводится описание вариантов воплощений, которые могут как индивидуально, так и совместно именоваться как Вариант II.

На фиг.6 схематично показана структура суперфрейма 600 согласно варианту воплощения изобретения. В некоторых вариантах воплощений для дуплексного режима TDD, суперфрейм 600 может быть разделен на, например, четыре фрейма с предварительно заданными существующими периодами, интервалами или зонами и новыми или несуществующими в настоящее время периодами, интервалами или зонами. В одном варианте воплощения, существующий фрейм 610 может быть дополнительно разделен на суб-фреймы, которые включают в себя, например, существующие зоны 612 DL радиопередачи и существующие зоны 616 UL радиопередачи. Новый фрейм 620 может начинаться на фиксированном, заранее заданном месте (например, FRAME_OFFSET), в соответствии с началом существующего фрейма. Значение FRAME_OFFSET может выражаться целым числом суб-фреймов и может быть определен на основании отношения длительности или времени DL к UL передачам (например, в дуплексном режиме TDD). Например, когда FRAME_OFFSET=Тофсета и Т суб-фрейма обозначает длительность суб-фрейма и Tf обозначает длительность фрейма, значение минимальной и максимальной допустимой величины для Т офсета может быть установлено, как указано ниже:

T_офсета<αT_f

0≤α≤1: часть фрейма, отнесенная к DL

Пример: α=0,625 для DL:UL=5:3

nТ_{суб-фрейм}≤αT_f-Тоофсе 1≤n<1

Т_офсет=mТТсуб-фрейм 0≤m<(Номер DLc D-фреймов)-n

В некоторых вариантах воплощений, существующие терминалы могут взаимодействовать используя существующие фреймы 610 и новые терминалы могут взаимодействовать используя новые фреймы 620 и/или существующие фреймы 610.

Согласно вариантам воплощений изобретения, например, в Варианте III начало новых фреймов 620 и существующих фреймов 610 может быть предварительно назначено фиксируемой величиной, например, фреймовым офсетом 622 или офсетным интервалом (например, фиксированной продолжительностью и/или количеством суб-фреймов).

Относительные позиции новых фреймов 620 и существующих фреймов 610 согласно одному варианту воплощения изображены на фиг.6, например, в дуплексном режиме TDD. Например, в дуплексном режиме TDD существующая структура фрейма 610 может начинаться DL радиопередачей 612 и заканчиваться UL радиопередачей 616. Например, структура нового фрейма 610 может начинаться DL радиопередачей 614, продолжаться UL радиопередачей 618 и заканчиваться DL радиопередачей 614.

В некоторых вариантах воплощений, каждый новый фрейм 610 может содержать новую преамбулу (например, SSCH), например, в суб-фрейме на старте или в начале фрейма 610.

В других вариантах воплощений, каждый суперфрейм 600 может включать в себя заголовок 624 суперфрейма (SFH), например, в суб-фрейме на старте или в начале суперфрейма 600. Например, SFH 624 может включать в себя новую преамбулу и широкополосный канал.

Например, К и 6-К, К=1, 2…6 может означать количество OFDM символов, расположенных к новой преамбуле и широкополосному каналу соответственно. Количество OFDM символов, размещенных в новой и существующей преамбулах, может быть небольшим по величине, как один OFDM символ на канал. В одном варианте воплощения, остаток OFDM символов в SFH 624 суб-фрейме может быть размещен, например, для абонентского графика, управления и/или передачи информации, которая может минимизировать уровень 1 системных служебных сигналов.

SFH 624 может включать в себя последовательность преамбул и информацию радиопередачи (например, включая в себя информацию о конфигурации системы и пейджинговый канал). В некоторых вариантах воплощений, существующие фреймы и новый фреймы могут иметь фреймовый офсет 622, который может быть установлен провайдером сети.

В некоторых вариантах воплощений настоящего изобретения, существующая зона и новая зона могут быть предустановлены фиксированным количеством суб-фреймов. Величина офсета может быть, главным образом, стабильной или фиксированной в рамках практического развертывания. На практике, сетевой трафик имеет динамический характер и в некоторых фреймах существующая зона может быть задействована, хотя новая зона может быть полностью загружена или vice versa. В некоторых вариантах воплощений, как указывает IEEE 802.16m, общий канал управления может быть разработан и/или использован, например, для указания или индикации суб-фрейма в существующей зоне, что может не использоваться существующими терминалами. Например, когда участки существующей зоны и/или новой зоны фиксируются, ресурсы (например, суб-фреймы) могут быть динамично размещены от фрейма к фрейму, что минимизирует потребление ресурсов, которые могут быть не задействованными.

Далее приведено описание, которое может включать в себя варианты воплощений, которые могут быть как индивидуально, так и совместно отнесены к Варианту III.

Фиг.7 схематично показывает структуру суперфрейма 700, имеющую новую преамбулу 704, которая мультиплексирована с существующей преамбулой 702, согласно варианту воплощения настоящего изобретения. В некоторых вариантах воплощений, новая преамбула 704 может быть мультиплексирована с существующей преамбулой 702, например, каждый М фрейм (например, где М может быть номером фрейма в рамках суперфрейма 700). Например, первый OFDM символ первого фрейма 710 в суперфрейме 700 может включать в себя новую преамбулу 704 и М-1 очередных фреймов 710 в суперфрейме 700 может включать в себя существующую преамбулу 702. В некоторых вариантах воплощений, общий канал управления (например, включающий в себя DL и ULMAPs) и/или заголовок управления фреймом (FCH) 708 и ВСН 706 радиопередачей может иметь место, например, в интервале суперфрейма 700 и фрейма 710 соответственно.

Установление существующей преамбулы 702 (например, существующими терминалами) может прервать прием периодической существующей преамбулы 702. Как новая преамбула 704 и существующая преамбула 702 могут совместно иметь доступ к физическим ресурсам, например, и могут быть переданы, главным образом, одновременно или в период перекрытия или, располагаясь вдоль суперфрейма 700, нет необходимости в дополнительном физическом ресурсе для новой преамбулы 704, которая находится в структуре суперфрейма 700. Дополнительно, в некоторых вариантах воплощений, местоположение новой преамбулы 704 может быть зафиксировано в пределах периодического номера (один или более) фрейма 710.

В некоторых вариантах воплощений, когда новая преамбула 704 и существующая преамбула 702 мультиплексированы кодовым разделение каналов, например, на, главным образом, том же OFDM символе, что обычно не оказывает существенного влияния на уровень 1 служебного сигнала. В таких вариантах воплощений, некоторые существующие преамбулы 702 могут быть переданы вслед за, например, другими существующими преамбулами, которые могут налагаться на новую преамбулу 704 (например, согласно описанной здесь схеме мультиплексирования).

В некоторых вариантах воплощений, новая преамбула 704 может быть мультиплексирована с существующей преамбулой 702, используя, например, схему мультиплексирования с кодовым разделением каналов (CDM). Схема CDM может включать в себя мультиплексирование с кодовым разделением каналов новой преамбулы 704 и существующей преамбулы 702, например, главным образом, каждый М фрейм 710, например, как показано на фиг.7.

В одном варианте воплощения, последовательности новой преамбулы 704 и существующей преамбулы 702 могут быть наложены и переданы (например, новой центральной станцией или терминалом) в каждый М фрейм, например, согласно следующему уравнению:

$$y_k=u_k+{\chi }_k{u}_k^{\text{'}}$$ где u_k, $$u_k^{\text{'}}$$ , χ_k могут означать k-ю первичную последовательность синхронизации, k-ю новую последовательность синхронизации и k-ю функцию распределения. Могут быть использованы иные комбинации (например, линейные).

Например, функция распределения может включать в себя комплект робастных функций распределения, которые могут, главным образом, покрывать новые последовательности синхронизации. Могут быть применены и другие схемы мультиплексирования или комбинация таковых.

В одном варианте воплощения, существующая преамбула 702 и новая преамбула 704 могут быть, например, мультиплексированы кодовым разделением каналов каждым фиксированным номером (например, М=1, 2, 3 …) фреймов. В таких вариантах воплощений, существующие терминалы подвергаются незначительному снижению мощности существующей преамбулы каждого М фрейма. Новые терминалы могут обнаруживать и выделять новую преамбулу 704, которая может выходить за пределы или может налагаться на существующую преамбулу 702. Как здесь представлено, новая преамбула может быть названа как, например, «новая преамбула», «новый синхронизированный канал», «SSCH» и «второй синхронизированный канал», новая система, профиль и/или стандарт могут быть названы как, например, «усовершенствованная версия» системного ссылочного стандарта.

Со ссылкой на фиг.8, которая схематично показывает структуру суперфрейма 800, имеющую новую преамбулу 804, мультиплексированную с существующей преамбулой 802, где существующая преамбула 802 может быть скрыта от существующих терминалов согласно варианту воплощения настоящего изобретения.

В некоторых вариантах воплощений, наложение новой преамбулы 804 на существующую преамбулу 802 может, например, увеличить уровень помех или, например, тепловое взаимодействие 802 (IoT). Целью является найти минимальное значение отношение сигнал-смесь помехи с шумом (SINR), это необходимо для надлежащего определения существующей преамбулы или, альтернативно, максимальное значение IoT, что может быть определено существующими терминалами (это ведет к максимизации мощности, которая может быть использована новыми преамбулами).

В одном варианте воплощения настоящего изобретения, величина сигнала, принятого на s-й поднесущей y_s, может быть рассчитана согласно уравнению, например, как показано ниже. В одном варианте воплощения, новая преамбула 804, ассоциируемая с каждой новой центральной станцией или ретранслятором, может быть, главным образом, различной, например, что дает возможность центральной станции распознавать, определять и/или отбирать различные центральные станции или ретрансляторы в сети. В некоторых вариантах воплощений, определение принятой мощности 822 новой преамбулы 804 прямо пропорционально IoT 820, что может соответствовать максимальному значению IoT 820, например, минимальное значение SINR позволит существующим терминалам правильно определять существующие преамбулы 802. В некоторых вариантах воплощений, значение IoT 820 может быть оптимизировано, например, согласно нижеприведенному уравнению:

$$y_s=H_{s,k}{u}_k+H_{s,k}{\chi }_k{u}_k^{\text{'}}+w_s+{\displaystyle \sum _{i\ne k}{H}_{s,i}{u}_i}+{\displaystyle \sum _{l\ne k}{H}_{s,l}{\chi }_l{u}_l^{\text{'}}}$$

$$SIN{R}_s=20{\log }_{10}\frac{\left|H_{s,k}{u}_k\right|}{\left|H_{s,k}{\chi }_k{u}_k^{\text{'}}+w_s+{\displaystyle \sum _{i\ne k}{H}_{s,i}{u}_i}+{\displaystyle \sum _{l\ne k}{H}_{s,l}{\chi }_l{u}_l^{\text{'}}}\right|}$$

$$SIN{R}_s\ge 10{\log }_{10}\frac{{\left|H_{s,k}{u}_k\right|}^2}{{\left|H_{s,k}{\chi }_k{u}_k^{\text{'}}\right|}^2+{\left|w_s\right|}^2+{\left|{\displaystyle \sum _{i\ne k}{H}_{s,i}{u}_i}\right|}^2+{\left|{\displaystyle \sum _{l\ne k}{H}_{s,l}{\chi }_l{u}_l^{\text{'}}}\right|}^2}$$

$$IoT={\left|H_{s,k}{\chi }_k{u}_k^{\text{'}}\right|}^2$$

$$SIN{R}_{s\min }=10{\log }_{10}\frac{{\left|H_{s,k}{u}_k\right|}^2}{{\left|w_s\right|}^2+{\left|{\displaystyle \sum _{i\ne k}{H}_{s,i}{u}_i}\right|}^2+{\left|{\displaystyle \sum _{l\ne k}{H}_{s,l}{\chi }_l{u}_l^{\text{'}}}\right|}^2+Io{T}_{\max }}$$

где термины могут быть определены, например, как указано ниже:

y_s - принятый сигнал на sth поднесущей;

u_k - последовательность существующих преамбул, посланная kth BS;

H_s,k - многоканальная импульсная характеристика;

$$u_k^{\text{'}}$$ - последовательность новых преамбул, посланная kth BS;

χ_k - kth Функция распределения;

w_s - полученный сигнал помехи на sth поднесущей;

SINR_s - отношение сигнал-смесь помехи с шумом для существующих терминалов;

$${\displaystyle \sum _{l\ne k}{H}_{s,l}{\chi }_l{u}_l^{\text{'}}}$$ - межъячеечная помеха для новых и существующих преамбул.

Может использоваться другой критерий оптимизации величины IoT. В некоторых вариантах воплощений, когда существующие преамбулы 702 и 802 мультиплексируются кодовым разделением каналов, осуществляется передача новых преамбул 704 и 804 соответственно, что может не оказывать или оказывать минимальный эффект на физический уровень служебного сигнала системы, через которую они передаются.

В таких вариантах воплощений, наложение новой преамбулы 804 на существующую преамбулу 802 соответственно может ограничивать принятую мощность 822 новой преамбулы 704 и может потенциально служить помехой или помешать установлению системой существующей преамбулы 802 существующими терминалами, например, из-за дополнительной помехи от новых преамбул, переданных соседними центральными станциями или ретрансляторами. Эффект дополнительной помехи может быть минимизирован, например, использованием робастных алгоритмов определения преамбулы, например имеющих минимальную чувствительность к кратковременному снижению мощности преамбулы.

Как известно специалистам в данной области техники, каждый из трех вариантов для вариантов воплощений структуры суперфрейма и/или сегментов такового, включающий в себя, например, варианты воплощений, описанные в каждом из вариантов I, II, III, могут быть применены для дуплексных схем TDD и FDD. Размер и распространение новых и существующих зон и соответствующие им DL и UL радиопередачи и/или суб-фреймы могут зависеть, например, от факторов, включающих в себя, но не ограничиваясь этим, распространения новых и существующих терминалов, загрузку сети и оптимизацию функционирования новых и существующих терминалов.

На фиг.10 схематично показана структура фрейма 1000 в FDD дуплексном режиме согласно варианту воплощения настоящего изобретения. Фрейм 1000 может включать в себя суб-фреймы 1030. В некоторых вариантах воплощений, суперфрейм 1000 может включать в себя существующую преамбулу 1002, новую преамбулу 1004 и ВСН 1006, в который может быть передано каждое целое число передач суперфрейма. В одном варианте воплощения, существующая преамбула 1002, новая преамбула 1004 и/или ВСН 1006 могут быть размещены в начале фрейма 1000. Согласно вариантам воплощений изобретения, в дуплексном FDD режиме DL радиопередачи 1016 и UL радиопередачи 1018 могут осуществляться, главным образом, одновременно, например, на различных частотах (например, DL частота F1 1024 и UL частота F2 1026 соответственно).

Фиг.11-13 схематично иллюстрируют фреймовые структуры 1100, 1120, 1200, 1220, 1300 и 1320 и их соответствующие суб-фреймы 1110, 1130, 1210, 1230, 1310 и 1330 согласно различным вариантам воплощений настоящего изобретения. На фиг.11 показан TDD фрейм 1100 с отношением DL/UL 4:3 и FDD фрейм 1120 для ширины полосы пропускания канала 5, 10 или 20 MГц с циклическим префиксом ¼ эффективной длины OFDM символа. TDD фрейм 1100 может состоять из семи суб-фреймов 1110, каждый из которых состоит из шести OFDM символов, и FDD фрейм 1120 может иметь ту же конфигурацию, что и TDD фрейм, что максимизирует совместимость, или может состоять из шести суб-фреймов 1110, каждый из которого состоит из шести OFDM символов и одного суб-фрейма 1130, состоящего из семи OFDM символов. Как, например, для длительности OFDM символа, равной 114,386 микросекунд (Tb) и длины СР ¼ Tb, длительность шести символьных суб-фреймов 110 и семи символьных суб-фреймов 1130 равна 0,6857 мс и 0,80 мс соответственно. В данном случае, гэп (TTG) в передаче при переключении с передачи на прием и гэп (RTG) в передаче при переключении с приема на передачу составляют 139,988 микросекунд и 60 микросекунд соответственно.

На фиг.12 показан TDD фрейм 1200 с отношением DL/UL 3:2 и FDD фрейм 1220 для ширины полосы пропускания канала 7 МГц с СР ¼ Tb. TDD фрейм 1200 может состоять из пяти шестисимвольных суб-фреймов 1210, и FDD фрейм 1220 может иметь такую же структуру, как и TDD фрейм, что максимизирует совместимость, или может состоять из четырех шестисимвольных суб-фреймов 1210 и одного семисимвольного суб-фрейма 1230. Допуская, что длительность OFDM символа равна 160 микросекундам и длина СР равна ¼ Tb, длина шестисимвольного суб-фрейма 1210 и длина семисимвольного суб-фрейма 1230 имеют значения 0,960 мс и 1,120 мс соответственно. TTG и RTG равны 140 микросекундам и 60 микросекундам соответственно.

На фиг.13 показан TDD фрейм 1300 с отношением DL/UL 4:2 и FDD фрейм 1320 для ширины полосы пропускания канала 8,75 МГц с CP ¼ Tb. TDD фрейм 1300 имеет четыре шестисимвольных суб-фрейма 1310 и два сем символьных суб-фрейма 1330 и FDD фрейм 1320 имеет три шестисимвольных суб-фрейма 1310 и три семисимвольных суб-фрейма 1330. Допуская, что длительность OFDM символа составляет 128 микросекунд и длина СР равна ¼ Tb, продолжительности шестисимвольного суб-фрейма 1310 и семисимвольного суб-фрейма 1330 равны 0,768 мс и 0,896 мс соответственно. Количество OFDM символов в суб-фрейме может соответствовать, например, длительности каждого OFDM символа и/или величине циклического префикса. Однако для упрощения эксплуатации системы желательно, чтобы все суб-фреймы в пределах фрейма имели бы тот же размер и состояли из того же количества OFDM символов. Варианты воплощений изобретения могут быть использованы с применением любой подходящей OFDMA нумерологии. Как хорошо известно специалистам в данной области техники, может быть использовано множество параметров (например, дуплексные режимы, циклические префиксы, OFDMA нумерологии и т.п.) согласно описанным здесь вариантам воплощений, а также могут быть использованы подходящие вариации, например, как продемонстрировано на фиг.11-13.

На фиг.14 представлена таблица OFDMA параметров, согласно вариантам воплощений настоящего изобретения. На фиг.14 перечислены параметры для СР ¼. Длительность одной четверти СР равна 22,85 микросекунды (для ширины полосы пропускания 5, 10 или 20 МГц), которая соответствует размеру ячейки приблизительно в 5 км. Поэтому задержка распространения до 22,85 микросекунды может быть уменьшена.

Фиг.15 представляет собой блок-схему последовательности операций способа, согласно варианту воплощения настоящего изобретения.

На операции 1500, процессор в терминале может разделить каждый фрейм на два или более суб-фреймов. Фреймы (например, фреймы 410, описанные на фиг.4, или другие фреймы) могут быть совместимы с предыдущими версиями профиля системы и, например, согласно стандарта системы (например, IEEE Std 802.16-2009 или мобильных профилей WiMAX). Таким образом, по сравнению с фреймами, из которых отделены суб-фреймы, суб-фреймы (например, суб-фреймы 420, описанные на фиг.4) могут быть короче и, следовательно, обработаны, переданы/приняты быстрее с меньшей периодичностью. Радиопередача согласно структуре суб-фрейма может обеспечить беспроводную коммуникацию, имеющую периодичность по шкале в несколько суб-фреймов вместо относительно продолжительной периодичности из нескольких фреймов.

На операции 1505, передатчик может передавать один или более суб-фреймов во время предварительно предназначенной нисходящей линии радиопередачи (например, предварительно предназначенная DL радиопередача 306, как описано на фиг.3)

На операции 1510, передатчик может передавать один или более суб-фреймов во время предварительно предназначенной восходящей линии радиосвязи (например, предварительно предназначенная UL радиопередача 308, как описано на фиг.3).

На операции 1515, передатчик может передавать один из множества суб-фреймов, включающих в себя существующую преамбулу для взаимодействия с существующим терминалом, например, работающим согласно профилю системы во время предварительно предназначенного существующего периода передачи или зоны (например, существующая зона 612 и/или 616, описанная на фиг.6).

На операции 1520, передатчик может передавать один из множества суб-фреймов, включающих в себя новую преамбулу для взаимодействия с новым (например, не существующим на данный момент времени) терминалом, например работающий согласно усовершенствованной или новой версии системного стандарта, таких как IEEE 802.16m, во время предварительно предназначенного нового (например, не существующего на данный момент времени) периода передачи или зоны (например, новой зоны 614 и/или 618, описанной на фиг.6).

В различных вариантах воплощений, первый и второй сигналы могут быть переданы в дуплексном TDD режиме или FDD дуплексном режиме. В некоторых вариантах воплощений, когда сигналы передаются в TDD дуплексном режиме, операции 1505 и 1510 могут быть выполнены, главным образом, в различные временные интервалы или сегменты фрейма, так что первый и второй сигналы могут быть переданы отдельно. В других вариантах воплощений, когда сигналы передаются в FDD дуплексном режиме, операции 1505 и 1510 могут быть осуществлены, главным образом, во временные периоды наложения, так что первый и второй сигналы могут быть переданы, главным образом, на различных частотах и/или каналах.

В некоторых вариантах воплощений, суб-фреймы могут быть дополнительно разделены на два или более (например, шесть) несущих информацию, мультиплексированных и/или OFDM символа.

В некоторых вариантах воплощений, первый и второй сигналы могут включать в себя существующую преамбулу для взаимодействия с существующими терминалами, функционирующие согласно профилю системы и новую преамбулу для взаимодействия с новым (например, не существующим на данный момент времени) терминалом, работающим согласно второму системному стандарту и/или усовершенствованной версии системы. В одном варианте воплощения, каждый из первых и вторых суб-фреймов могут быть предварительно предназначены для коммуникации с одним существующим терминалом, несуществующим в данный момент времени терминалом или с обоими, как с существующим, так и с несуществующим терминалом. Например, один из двух или более суб-фреймов на операции 1510 может быть предварительно предназначен для взаимодействия с обоими как с существующим, так и несуществующим терминалом.

В некоторых вариантах воплощений, начало фреймов, которое может быть предварительно предназначено для коммуникации с существующими терминалами и с несуществующими на данный момент времени терминалами, может устанавливаться, например, фиксированным количеством суб-фреймов.

В некоторых вариантах воплощений, суперфрейм может быть определен. Например, суперфрейм может включать в себя два или более фреймов (например, фреймы, описанные на операции 1500), которые могут быть переданы последовательно. В одном варианте воплощения, новая преамбула может быть передана, главным образом, однажды во время передачи каждого суперфрейма. В одном варианте воплощения, новая преамбула может быть передана, главным образом, однажды в каждом фрейме.

Согласно вариантам воплощений, описанных здесь в варианте I, существующая преамбула и новая преамбула могут быть переданы отдельно друг от друга, например, главным образом, на фиксированном расстоянии обособлено по длине фрейма.

В одном варианте воплощения, могут быть выполнены операции 1500, 1505 и 1510 и не осуществлены операции 1515 и 1520. В другом варианте воплощения, могут быть выполнены операции 1500, 1515 и 1520 и не выполнены 1505 и 1510. В еще другом варианте воплощения, могут быть осуществлены операции 1500, 1505, 1510, 1515 и 1520. Процесс может реализовывать иные последовательности, приказы и/или комбинации описанных здесь операций.

Изобретение было описано в отношении ограниченного количества вариантов воплощений, но очевидно, что существует множество модификаций и иных средств реализации данного изобретения. Варианты воплощений настоящего изобретения могут включать в себя другие приспособления для осуществления описанных здесь операций. Такие приспособления могут интегрировать описанные элементы или могут содержать альтернативные компоненты для выполнения тех же задач. Специалистам в данной области техники понятно, что прилагаемая формула изобретения охватывает все такие модификации и изменения, которые попадают под действие настоящего изобретения.

1. Способ передачи символов, мультиплексированных с ортогональным частотным разделением (OFDM), в суб-фреймах, содержащий этапы, на которых:
разделяют каждый из множества последовательных фреймов на множество субфреймов, при этом последовательные фреймы определены согласно опорному системному стандарту, причем каждый из последовательных фреймов включает в себя унаследованную преамбулу, при этом первый из последовательных фреймов предназначен для нисходящей передачи, а второй из последовательных фреймов предназначен для восходящей передачи;
передают первый из множества суб-фреймов с неунаследованной преамбулой, расположенной с фиксированным сдвигом относительно местоположения унаследованной преамбулы указанного первого последовательного фрейма, во время передачи первого последовательного фрейма; и
передают второй из множества суб-фреймов с неунаследованной преамбулой, расположенной с указанным фиксированным сдвигом относительно местоположения унаследованной преабулы указанного второго последовательного фрейма, во время передачи второго последовательного фрейма.

2. Способ по п.1, в котором разделенные фреймы содержат суб-фреймы равного размера,
причем неунаследованная преамбула указывает неунаследованный фрейм, содержащий множество суб-фреймов.

3. Способ по п.1, дополнительно содержащий этап, на котором разделяют каждый из множества суб-фреймов на множество несущих информацию символов.

4. Способ по п.3, в котором множество несущих информацию символов содержит символы, мультиплексированные с ортогональным частотным разделением.

5. Способ по п.4, в котором количество символов, мультиплексированных с ортогональным частотным разделением, приблизительно равно шести.

6. Способ по п.1, дополнительно содержащий этап, на котором используют дуплексный режим с временным разделением для передачи указанных первого и второго суб-фреймов в течение различных временных интервалов.

7. Способ по п.1, дополнительно содержащий этап, на котором используют дуплексный режим с частотным разделением для передачи указанного первого и второго суб-фреймов на поднесущих, имеющих различную частоту.

8. Способ передачи символов, мультиплексированных с ортогональным частотным разделением (OFDM), в суб-фреймах, содержащий этапы, на которых:
разделяют каждый из множества последовательных фреймов на множество суб-фреймов, при этом последовательные фреймы определены согласно опорному системному стандарту, причем каждый из последовательных фреймов включает в себя унаследованную преамбулу, при этом первый из последовательных фреймов предназначен для нисходящей передачи, а второй из последовательных фреймов предназначен для восходящей передачи;
передают один или более из множества суб-фреймов во время не радиорелейной передачи, включающей в себя передачу (DL:BS->MS/RS) по нисходящей линии связи от центральной станции к подвижной станции или радиорелейной станции суб-фрейма с неунаследованной преамбулой, расположенной с первым фиксированным сдвигом относительно местоположения унаследованной преамбулы указанного первого последовательного фрейма, во время передачи первого последовательного фрейма, и передачу (UL:MS/RS->BS) по восходящей линии связи от подвижной станции или радиорелейной станции к центральной станции суб-фрейма с неунаследованной преамбулой, расположенной с указанным первым фиксированным сдвигом относительно местоположения унаследованной преамбулы указанного второго последовательного фрейма, во время передачи второго последовательного фрейма; и
передают один или более из множеств суб-фреймов во время радиорелейной передачи, включающей в себя передачу (DL:RS->MS) по нисходящей линии связи от радиорелейной станции к центральной станции суб-фрейма с неунаследованной преамбулой, расположенной со вторым фиксированным сдвигом относительно местоположения унаследованной преамбулы указанного первого последовательного фрейма, во время передачи первого последовательного фрейма, и передачу (UL:MS->RS) по восходящей линии связи от центральной станции к радиорелейной станции суб-фрейма с неунаследованной преамбулой, расположенной с указанным вторым фиксированным сдвигом относительно местоположения унаследованной преамбулы указанного второго последовательного фрейма, во время передачи второго последовательного фрейма.

9. Способ по п.8, дополнительно содержащий этап, на котором поддерживают двухшаговую радиорелейную передачу.

10. Способ по п.9, дополнительно содержащий этап, на котором поддерживают двухшаговую радиорелейную передачу с оптимизированным временем запаздывания.

11. Способ по п.8, дополнительно содержащий этап, на котором осуществляют передачу с использованием многошаговой радиорелейной передачи.

12. Способ по п.8, дополнительно содержащий этап, на котором используют прозрачную радиорелейную линию связи, в которой радиорелейная станция не передает преамбулу, канал широковещательной передачи и канал управления.

13. Способ по п.8, дополнительно содержащий этап, на котором используют непрозрачную радиорелейную линию связи, в которой RS передает преамбулу, канал широковещательной передачи и канал управления.

14. Система для передачи символов, мультиплексированных с ортогональным частотным разделением (OFDM), в суб-фреймах, содержащая:
процессор для разделения каждого из множества последовательных фреймов на множество суб-фреймов, при этом последовательней фреймы определены согласно опорному системному стандарту, причем каждый из последовательных фреймов включает в себя унаследованную преамбулу, при этом первый из последовательных фреймов предназначен для нисходящей передачи, а второй из последовательных фреймов предназначен для восходящей передачи; и;
передатчик для передачи первого из множества суб-фреймов с неунаследованной преамбулой, расположенной с фиксированным сдвигом относительно местоположения унаследованной преамбулы указанного первого последовательного фрейма, во время передачи первого последовательного фрейма и второго из множества суб-фреймов с неунаследованной преамбулой, расположенной с указанным фиксированным сдвигом относительно местоположения унаследованной преамбулы указанного второго фрейма, во время передачи второго последовательного фрейма.

15. Система по п.14, в котором процессор выполнен с возможностью разделения суб-фреймов так, чтобы они имели длину, выбранную для достижения времени оборота ниже заданного значения.

16. Система по п.14, в которой процессор выполнен с возможностью разделения каждого из множества суб-фреймов на множество несущих информацию символов.

17. Система по п.16, в которой множество несущих информацию символов содержит символы, мультиплексированные с ортогональным частотным разделением.

18. Система по п.14, в которой передатчик выполнен с возможностью передачи указанных первого и второго суб-фреймов в течение различных временных интервалов с использованием режима с временным разделением.

19. Система по п.14, в которой передатчик выполнен с возможностью передачи указанных первого и второго суб-фреймов на поднесущих с различными частотами с использованием режима с частотным разделением.