Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ И СИСТЕМА ДЛЯ УКАЗАНИЯ НАЗНАЧЕНИЯ ПАКЕТА ДАННЫХ В СИСТЕМЕ БЕСПРОВОДНОЙ СВЯЗИ

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение в целом относится к системе беспроводной связи и, в частности, к способу и системе для указания назначения пакета данных восходящей линии связи/нисходящей линии связи в системе беспроводной связи.

Уровень техники

Проводится активное исследование системы связи 4-го поколения (4G), которая является системой связи следующего поколения, для обеспечения пользователей услугами, гарантирующими различное качество и класс предоставляемых услуг передачи данных (QoS) на скорости передачи данных порядка 100 мегабит/с. В особенности, активное исследование системы связи 4G осуществляется для поддержки высокоскоростной услуги, которая гарантирует мобильность и QoS для систем связи с беспроводным широкополосным доступом (BWA), например, системы беспроводной локальной сети (LAN) и системы беспроводной региональной сети (MAN). Система связи 802.16 Института инженеров по электротехнике и электронике (IEEE) является типичной системой связи BWA.

Система связи 802.16 определяется как система связи BWA, применяющая схему мультиплексирования с ортогональным частотным разделением каналов (OFDM) и/или схему коллективного доступа с ортогональным частотным разделением каналов (OFDMA). По сравнению с обычной беспроводной технологией для речевой услуги система связи 802.16 IEEE может передавать больше данных за короткое время благодаря ее широкой полосе пропускания для данных и (может) позволить всем пользователям совместно использовать каналы, повышая коэффициент использования канала. В системе связи 802.16 IEEE, поскольку все пользователи, подключенные к базовой станции (BS), совместно используют общие каналы, и период, в течение которого каждый пользователь использует канал, назначается ему посредством BS для каждого кадра восходящей линии связи/нисходящей линии связи, BS обязана обеспечивать каждый кадр информацией о доступе восходящей линии связи/нисходящей линии связи, с тем чтобы пользователи могли совместно использовать каналы. Сообщения, используемые для предоставления информации о доступе восходящей линии связи/нисходящей линии связи, называются сообщениями MAP (управления доступом к среде передачи) восходящей линии связи/нисходящей линии связи (UL/DL).

Сообщение МАР с гибридным автоматическим запросом на повторение (H-ARQ) является одним из сообщений МАР. Сообщение H-ARQ MAP используется для поддержки подвижной станции (MS), которая может использовать схему H-ARQ. Например, по приему сообщения H-ARQ MAP от BS MS анализирует принятое сообщение H-ARQ MAP. Элемент информации (IE) MAP, включенный в сообщение H-ARQ MAP, называется Сжатым UL/DL MAP IE, и MS может принимать/передавать пакеты данных в соответствии с информацией в Сжатом UL/DL MAP IE.

Фиг.1 - диаграмма, иллюстрирующая структуру кадра, используемую в обычной системе беспроводной связи. Ссылаясь на фиг.1, кадр может быть разделен на область подкадра восходящей линии связи (UL) и область подкадра нисходящей линии связи (DL). Область подкадра DL включает в себя период, в котором передается заголовок, период МАР и период пакета, в котором назначаются пакеты данных DL. Область подкадра UL включает в себя период управления UL и период пакета, в котором назначаются пакеты данных DL.

Пакеты данных UL/DL последовательно назначаются в блоках подканалов на вертикальной оси для единичного периода символов (т.е. периода из 1 символа) на горизонтальной оси, и когда назначение пакетов данных всем подканалам для одного периода символов завершается, пакеты данных UL/DL последовательно назначаются снова в блоки подканалов для следующего периода символов.

На фиг.1 пакеты № 1, № 2 и № 3 данных являются пакетами данных, назначенными в конкретный период № n символов. Например, BS назначает подканалы с № 0 по № 5 для пакета № 1 данных и после завершения назначения подканалов назначает подканалы с № 6 по № 8 для следующего пакета № 2 данных. После этого BS назначает подканалы с № 9 по № 10 для следующего пакета № 3 данных, завершая назначение подканалов для периода № n символов.

После завершения назначения подканалов для пакетов данных в периоде № n символов BS последовательно снова занимает подканалы для пакетов № 4 и № 5 данных в следующем периоде № (n+1) символов, завершая назначение подканалов для периода № (n+1) символов. Такой способ назначения пакетов данных называется «одномерным назначением пакетов данных».

Если отдельная BS и ее соседняя BS используют одну и ту же полосу подканала, то отдельная BS может принимать сигнал взаимной помехи от соседней BS, вызывая потерю пакетов данных. Потеря пакетов данных приводит к снижению эффективности передачи данных.

Для того чтобы решить эту проблему, предложен способ двумерного назначения пакетов (показан толстыми линиями на фиг.2). Однако нет предложенной схемы для поддержки различных режимов работы и схем модуляции и кодирования (MCS) между BS и MS. Например, так как BS использует устойчивую к ошибкам MCS для всех сообщений МАР, она обязана использовать устойчивую к ошибкам MCS даже для сообщения МАР для MS в хорошем состоянии канала, вызывая снижение эффективности передачи.

Сущность изобретения

Следовательно, задача настоящего изобретения - предоставить способ передачи сообщения МАР, допускающий выполнение эффективного назначения пакетов, с использованием назначения пакетов с поддержкой H-ARQ в системе связи BWA, и структуру сообщения для этого.

Другая задача настоящего изобретения - предоставить способ передачи сообщения МАР и систему для выполнения назначения пакетов с поддержкой H-ARQ, поддерживающую различные режимы работы в системе связи BWA, и структуру сообщения для этого.

Другая дополнительная задача настоящего изобретения - предоставить способ для повышения эффективности передачи путем использования сообщений sub-MAP, имеющих иную MCS, согласно среде прослушивания MS в системе связи BWA.

Согласно одному аспекту настоящего изобретения предоставляется способ передачи сообщения МАР в системе беспроводной связи. Способ включает в себя передачу посредством базовой станции (BS) в подвижную станцию (MS) сообщения МАР, включающего в себя информацию о режиме работы, указывающую схему назначения пакетов данных; и идентификацию посредством MS пакета данных в соответствии с информацией о режиме работы.

Согласно другому аспекту настоящего изобретения предоставляется способ указания назначения пакетов данных посредством базовой станции (BS) в системе беспроводной связи. Способ включает в себя назначение пакета данных конкретной области в кадре, определенной осью периода символов и осью полосы частот, c использованием выбранной схемы из различных схем модуляции и кодирования (MCS); и передачу в подвижную станцию (MS) сообщения, включающего в себя информацию о режиме работы, указывающую выбранную MCS.

Согласно другому дополнительному аспекту настоящего изобретения предоставляется система беспроводной связи для передачи сообщения МАР. Система включает в себя подвижную станцию (MS) и базовую станцию (BS). BS передает в MS сообщение МАР, включающее в себя информацию о режиме работы, указывающую схему назначения пакетов данных, и MS идентифицирует пакет данных в соответствии с информацией о режиме работы.

Согласно еще одному аспекту настоящего изобретения предоставляется система беспроводной связи для указания назначения пакетов данных. Система включает в себя базовую станцию (BS) для назначения пакета данных конкретной области в кадре, определенной осью периода символов и осью полосы частот, с использованием выбранной схемы из различных схем модуляции и кодирования (MCS), и передачи в подвижную станцию (MS) сообщения, включающего в себя информацию о режиме работы, указывающую выбранную MCS.

Краткое описание чертежей

Вышеупомянутые и другие задачи, признаки и преимущества настоящего изобретения станут более очевидными из следующего подробного описания, рассматриваемого совместно с прилагаемыми чертежами, на которых

фиг.1 - диаграмма для описания схемы назначения пакетов данных в обычной системе беспроводной связи;

фиг.2 - диаграмма для описания схемы назначения пакетов данных из двух измерений;

фиг.3 - диаграмма, иллюстрирующая структуру сообщения МАР, согласно варианту осуществления настоящего изобретения;

фиг.4 - диаграмма, иллюстрирующая типовое применение сообщения Sub MAP DL, согласно варианту осуществления настоящего изобретения;

фиг.5 - диаграмма, иллюстрирующая типовое расположение сообщений Sub MAP в кадре OFDMA, согласно варианту осуществления настоящего изобретения.

Подробное описание предпочтительных вариантов осуществления

Сейчас будут подробно описаны предпочтительные варианты осуществления настоящего изобретения со ссылкой на приложенные чертежи. В последующем описании подробное описание известных функций и конфигураций, включенных в данный документ, пропущено для ясности и краткости.

Настоящее изобретение предоставляет новые сообщения МАР, допускающие поддержку различных режимов работы между базовой станцией (BS) и подвижной станцией (MS) в системе беспроводной связи, поддерживающей схему гибридного автоматического запроса на повторение (H-ARQ), и выполнение эффективного назначения пакетов данных в соответствии с режимом работы. Сообщение МАР включает в себя элемент информации (IE) подпакета для каждого из отдельных режимов работы, и имеются сообщения МАР, отображенные в IE подпакетов.

То есть после назначения пакетов данных конкретной области кадра, определенной осью периода символов и осью полосы частот, используя одну из различных схем модуляции и кодирования (MCS), BS передает MS сообщение, включающее в себя информацию о режиме работы, указывающую используемую MCS. После приема сообщения MS восстанавливает пакеты данных, используя MCS, соответствующую MCS, используемой BS.

Хотя вариант осуществления настоящего изобретения будет описываться здесь со ссылкой на сообщения, имеющие отношение к H-ARQ, следует отметить, что настоящее изобретение не ограничивается схемой H-ARQ. Другими словами, даже MS, не поддерживающие H-ARQ, могут принимать сообщения, предусмотренные в настоящем изобретении, и пакеты данных могут назначаться в зависимости от информации, включенной в сообщения.

Фиг.3 - диаграмма, иллюстрирующая структуру сообщения МАР, согласно настоящему изобретению.

Ссылаясь на фиг.3, пакеты данных H-ARQ нисходящей линии связи (DL), согласно варианту осуществления настоящего изобретения, назначаются двумерной области пакета данных, определенной в сообщении H-ARQ DL MAP IE, показанном в таблице 1 ниже. Двумерная область пакета данных относится к двумерной области пакета данных, обозначенной полем OFDMA Symbol offset (либо начальным смещением символа), полем Subchannel offset (либо начальным смещением подканала), полем No. OFDMA Symbols и полем No. Subchannels для пакетов данных в сообщении H-ARQ DL MAP IE, в отличие от одномерного назначения пакета данных, которое последовательно назначает пакеты данных из первого подканала первого периода символов. На фиг.3 прямоугольная область пакета данных, обозначенная ссылкой под номером 31, соответствует двумерной области пакета данных. В настоящем изобретении пакеты данных H-ARQ в двумерной области 31 пакета данных последовательно назначаются по порядку символа и подканала. Сообщение H-ARQ DL MAP IE включает в себя поле Mode, и поле Mode указывает различные IE подпакета в соответствии со своим значением, причем подпакет выражается посредством назначения заданного числа временных интервалов каждому пакету в двумерной области пакета данных.

Таблица 1 показывает формат сообщения H-ARQ DL MAP IE. Сообщение H-ARQ DL MAP IE включает в себя поле Extended DIUC (код использования интервала нисходящей линии связи) из 6 битов, поле Length из 8 битов, поле RCID_Type из 2 битов, указывающее тип уменьшенного CID (RCID), и включает в себя множество из поля OFDMA Symbol offset из 8 битов, поля Subchannel offset из 6 битов, поля Boosting из 3 битов, поля No. OFDMA Symbols из 7 битов, поля No. Subchannels из 6 битов, поля N subburst из 3 битов, указывающего число одномерно назначенных пакетов в двумерной области назначения, поле Mode из 2 битов, указывающее режим работы, и поле DL Sub-Burst IE для каждого отдельного режима работы, используемое для обращения к режиму работы в соответствии со значением поля Mode. Первый бит поля Mode указывает использование/неиспользование H-ARQ в соответствии с его значением. Например, если первый бит поля Mode установлен в «0», это означает, что схема H-ARQ не используется, а если первый бит поля Mode установлен в «1», это означает, что схема H-ARQ сейчас используется. Если второй бит поля Mode установлен в «0», это означает, что подпакеты назначаются посредством значения DIUC, а если второй бит поля Mode установлен в «1», это означает, что подпакеты назначаются посредством значений Nep и Nsch, как определено ниже.

Режим работы может классифицироваться на четыре типа в соответствии с комбинацией двух битов поля Mode. Описывая каждый из режимов работы, поле DL DIUC Sub-Burst IE является полем, ассоциативно связанным с режимом для назначения пакетов данных посредством DIUC без использования H-ARQ, поле DL H-ARQ CC Sub-burst IE является полем, ассоциативно связанным с режимом для назначения пакетов данных посредством DIUC с использованием H-ARQ, а поле DL H-ARQ IR Sub-Burst IE является полем, ассоциативно связанным с режимом для назначения пакетов данных посредством Nep и Nsch с использованием H-ARQ. Поле Nep указывает число кодированных пакетов, а поле Nsch указывает число выделенных подканалов. MCS может определяться в соответствии с комбинацией полей Nep и Nsch.

Таблицы 2 - 4 ниже показывают форматы DL Sub-Burst IE для 3 режимов работы, ассоциативно связанных с DL DIUC Sub-Burst IE, DL H-ARQ CC (комбинирование по Чейзу) Sub-Burst IE и DL H-ARQ IR (возрастающая (инкрементная) избыточность) Sub-Burst IE соответственно.

В таблицах 2 и 3 поле Repetition Coding Indication из 2 битов указывает тип кодирования с повторениями, и в таблицах 2-4 поле Dedicated Control Indicator из 1 бита указывает использование/неиспользование IE с выделенным управлением. То есть включать ли Dedicated Control IE переменного размера, определяется в соответствии со значением поля Dedicated Control Indicator.

В сообщении H-ARQ DL MAP IE, показанном в таблице 1, поле Mode = «00» указывает сообщение DL DIUC SUB-Burst IE из таблицы 2, поле Mode = «10» указывает сообщение DL H-ARQ CC SUB-Burst IE из таблицы 3 и поле Mode = «11» указывает сообщение DL H-ARQ IR SUB-Burst IE из таблицы 4. Сообщения из таблиц 2-4 обычно включают в себя поле Dedicated Control Indicator и определяют, включать ли поле Dedicated Control IE в соответствии со значением поля Dedicated Control Indicator.

В сообщении Dedicated Control IE, ассоциативно связанный с нисходящей линией связи Dedicated DL Control IE, может быть показан в таблице 5. То есть сообщение Dedicated DL Control IE включает в себя поле Length из 4 битов, поле Control Header из 4 битов для управляющей информации CQICH, поле Allocation Index из 6 битов, указывающее индекс назначения при наличии управляющей информации CQICH, поле Period из 2 битов, указывающее его период, поле Frame offset из 3 битов, указывающее положение кадра, и поле Duration из 4 битов, указывающее его длительность. Следует отметить, что сообщение Dedicated DL Control IE является переменным по длине.

Таблица 6 выше показывает формат сообщения H-ARQ UL MAP IE.

Сообщение H-ARQ UL MAP IE включает в себя поле Allocation Start Indication из 1 бита, и это поле указывает, включать ли OFDMA Symbol offset и Subchannel offset для подпакетов UL. Например, поле Allocation Start Indication = «1» указывает, что включаются поле OFDMA Symbol offset из 8 битов и поле Subchannel offset из

6 битов.

Кроме того, сообщение H-ARQ UL MAP IE включает в себя множество полей, включенных в сообщение H-ARQ DL MAP IE. Например, сообщение H-ARQ UL MAP IE включает в себя поле RCID_Type и поле Mode, включенные в сообщение H-ARQ DL MAP IE.

В таблице 6 поле Mode = «00» указывает UL UIUC Sub-Burst IE, поле Mode = «10» указывает UL H-ARQ CC Sub-Burst IE и поле Mode = «11» указывает UL H-ARQ IR Sub-Burst IE. H-ARQ IR указывает методику повторной передачи дополнительной информации, а H-ARQ CC указывает методику повторной передачи той же информации. UL Sub-Burst IE доставляются посредством сообщений UL Sub-MAP, присоединенных к сообщению UL MAP.

Таблицы 7 - 9 ниже показывают форматы UL Sub-Burst IE для 3 режимов работы, ассоциативно связанных с UL UIUC Sub-Burst IE, UL H-ARQ CC Sub-Burst IE и UL H-ARQ IR Sub-Burst IE соответственно. Сообщения UL Sub-Burst IE похожи по своим полям на сообщения DL Sub-Burst IE, поэтому подробное их описание будет пропущено.

Dedicated UL Control IE, как показано в таблице 10 ниже, включает в себя поле Length из 4 битов и поле Control Header из 4 битов для управляющей информации CQICH. Dedicated UL Control IE обладает дополнительной управляющей информацией для каждого подпакета и является переменным по длине, так как тип управляющей информации может быть различным для каждого подпакета в соответствии с возможностью MS.

Таблицы 11 и 12 ниже показывают форматы сообщений H-ARQ DL/UL MAP IE, ассоциативно связанных с системой со многими входами и выходами (MIMO) соответственно. Сообщения H-ARQ MIMO DL/UL MAP IE идентичны по своим полям описанным выше сообщениям H-ARQ DL/UL MAP IE, поэтому их описание не будет предоставлено.

Как и сообщение H-ARQ DL/UL MAP IE, сообщение H-ARQ MIMO DL/UL MAP IE имеет 4 режима работы и сходно в конфигурации полей с сообщением H-ARQ DL/UL MAP IE. Таблицы 13-16 ниже показывают форматы MIMO DL DIUC Sub-burst IE, MIMO DL Nep Sub-burst IE, MIMO DL H-ARQ CC Sub-burst IE и MIMO DL H-ARQ IR Sub-burst IE соответственно.

В таблицах 13-16 для поля Dedicated Control Indicator = «1» Dedicated MIMO DL Control IE включается в соответствующие IE подпакетов.

Таблица 17 ниже показывает формат сообщения Dedicated MIMO DL Control IE. Сообщение Dedicated MIMO DL Control IE включает в себя поле Length из 4 битов и поле Control Header из 4 битов, указывающее управляющую информацию, и если значение битового массива поля Control Header указывает CQICH Control Info, т.е. если значение CQICH Control Info установлено в «1», то сообщение Dedicated MIMO DL Control IE дополнительно включает в себя поле Allocation Index из 6 битов, поле Period из 2 битов, поле Frame offset из 3 битов, поле Duration из 4 битов и поле Feedback type из 3 битов, указывающее тип обратной связи в CQICH.

Если значение поля Control Header указывает MIMO Control Info, т.е. если значение MIMO Control Info установлено в «1», то сообщение Dedicated MIMO DL Control IE включает в себя поле Matrix из 2 битов, указывающее матрицу передачи, и поле Num layer из 2 битов, указывающее число уровней кодирования/модуляции. Сообщение Dedicated MIMO DL Control IE включает в себя поле Antenna Grouping Index из 3 битов, поле Antenna Selection Index из 3 битов и поле Codebook Precoding Index из 6 битов в соответствии с типом режима MIMO.

Таблицы 18-21 ниже показывают форматы MIMO UL UIUC Sub-burst IE, MIMO UL Nep Sub-burst IE, MIMO UL H-ARQ CC Sub-burst IE и MIMO UL H-ARQ IR Sub-burst IE соответственно.

Таблица 22 ниже показывает формат сообщения Dedicated MIMO UL Control IE.

IE из таблицы 22 включают в себя поле Length из 4 битов и поле Control Header из 4 битов, указывающее управляющую информацию, а если значение поля Control Header указывает MIMO Control Info, то в Dedicated MIMO UL Control IE включаются поле Matrix из 1 бита, указывающее схему передачи, и поле Num layer из 1 бита, указывающее число уровней кодирования/модуляции.

Фиг.4 - диаграмма, иллюстрирующая типовое применение сообщения Sub DL MAP, согласно настоящему изобретению. Согласно настоящему изобретению сообщение передается в области, отличной от области сообщения МАР в кадре, и является сообщением, сформированным из условия, чтобы каждая MS могла устанавливать различную MCS. Сообщение Sub MAP может использовать Pointer IE в сообщении DL MAP или сообщении UL MAP.

Фиг.5 - диаграмма, иллюстрирующая типовое расположение сообщений Sub MAP в кадре OFDMA, согласно настоящему изобретению.

Таблица 23 ниже показывает формат сообщения SUB-DL-UL-MAP из настоящего изобретения. Сообщение включает в себя поле Compressed MAP indicator из 2 битов, указывающее доступность сжатой МАР, поле MAP message length из 10 битов, указывающее длину сообщения, поле DL IE Count из 8 битов, указывающее число DL IE, поля DL и UL MAP IE, число которых равно числу IE, и поле Slot offset из 11 битов.

Сообщение SUB-DL-UL-MAP указывается H-ARQ и сообщением Sub-MAP Pointer IE, показанным в таблице 24 ниже. Ссылаясь на таблицу 24, Sub-MAP Pointer IE похож на обычный H-ARQ MAP Pointer IE, но он дополнительно включает в себя поле MAP Version из 2 битов для добавления сообщения sub MAP к IE, поле CID mask include из 1 бита, указывающее включение маски CID, и поле CID mask из 15 битов, которое включается, когда поле CID mask include установлено в «1».

Так как каждая MS обладает CID для приема услуги, BS имеет информацию о CID каждой своей MS. В традиционном способе MS необходимо принимать и декодировать все сообщения Sub MAP, даже если содержимое сообщений Sub MAP является ненужным для самой MS, приводя возможно к потерям мощности и обработки. Чтобы обойти эту проблему, вариант осуществления настоящего изобретения может доставлять информацию о сообщении Sub MAP только в MS, которая требует соответствующее сообщение Sub MAP, используя маску CID.

Например, когда сообщение Sub MAP включает в себя MAP IE для MS и частное, полученное путем деления основного CID у MS на 15, равно 3, третье значение под маской CID устанавливается в «1». То есть MS проверяет маску CID посредством операции по модулю для определения, декодировать ли Sub MAP, указанное таблицей 24 ниже.

Как показано в таблице 24, сообщение H-ARQ и Sub-MAP Pointer IE включает в себя поле MAP Version из 2 битов, и поле MAP Version включает в себя Sub-MAP=0b01, указывающее версию H-ARQ MAP.

BS передает сообщение ZONE_IE для использования конкретного подканала. Сообщение ZONE_IE, согласно настоящему изобретению, может быть определено, как показано в таблице 25. Сообщение ZONE_IE включает в себя поле Extended UIUC из 4 битов, поле Length из 4 битов, поле OFDMA Symbol offset из 7 битов, поле Permutation из 2 битов, указывающее используемый тип перестановки подканалов, поле PUSC UL_IDcell из 7 битов и поле Include Slot offset из 1 бита, указывающее наличие/отсутствие смещения временного интервала. Если поле Include Slot offset установлено в «1», то в поле включается информация о смещении временного интервала из 11 битов.

Как может быть понято из предшествующего описания, настоящее изобретение предоставляет сообщения H-ARQ MAP, которые включают в себя множество MAP IE и поддерживают различные режимы работы в системе связи BWA, делая возможным эффективное назначение MS пакетов данных.

Кроме того, BS обеспечивает MS сообщениями, которые могут применять MCS в соответствии с состоянием канала у MS, посредством чего увеличивая эффективность передачи и выполняя эффективное управление ресурсами в соответствии с режимом работы между BS и MS.

Несмотря на то, что изобретение показано и описано со ссылкой на его определенный предпочтительный вариант осуществления, специалистами в данной области техники будет понято, что в нем могут быть сделаны различные изменения по форме и содержанию без отклонения от сущности и объема изобретения, которые определены прилагаемой формулой изобретения.