RU2386217C2 - Структуры кадров для системы беспроводной связи с множеством методов радиосвязи - Google Patents

Abstract

Изобретение относится к передаче данных в системе беспроводной связи. Технический результат: уменьшение межсимвольных помех, что улучшает эксплуатационные показатели. Описаны структуры кадров и методы передачи для системы беспроводной связи. В одной структуре кадра суперкадр включает в себя множество внешних кадров, а каждый внешний кадр включает в себя множество кадров, и каждый кадр включает в себя множество временных интервалов. Временные интервалы в каждом суперкадре выделяются для нисходящей линии связи и восходящей линии связи и для разных методов радиосвязи (например, W-CDMA и OFDM) на основании загрузки. Каждому физическому каналу выделен, по меньшей мере, один временной интервал в, по меньшей мере, одном кадре каждого внешнего кадра в суперкадре. Сигнал OFDM формируется для каждого интервала OFDM нисходящей линии связи и мультиплексируется в интервал. Сигнал W-CDMA формируется для каждого интервала W-CDMA нисходящей линии связи и мультиплексируется в интервал. Модулированный сигнал формируется для мультиплексированных сигналов W-CDMA и OFDM и передается по нисходящей линии связи. Каждый физический канал передается в пакетах. Выделение интервалов, а также кодирование и модуляция для каждого физического канала могут изменяться для каждого суперкадра. 14 н. и 38 з.п. ф-лы, 13 ил., 2 табл.

Description

Притязание на приоритет по §119 раздела 35 Кодекса законов США

Настоящая заявка на патент испрашивает приоритет предварительной заявки 60/577083, озаглавленной «FLO-TDD physical layer» («Физический уровень FLO-TDD»), зарегистрированной 4 июня 2004 г., переуступленной ее правопреемнику и явным образом включенной в материалы настоящей заявки посредством ссылки.

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Настоящее изобретение в целом относится к связи, а более конкретно - к передаче данных в системе беспроводной связи.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Системы беспроводной связи широко применяются для предоставления различных услуг связи, таких как речевые услуги, услуги пакетных данных, обмена текстовыми сообщениями и так далее. Эти системы могут быть системами множественного доступа, обеспечивающими поддержку связи для множества пользователей посредством совместного использования имеющихся в распоряжении системных ресурсов. Примеры таких систем множественного доступа включают в себя системы множественного доступа с кодовым разделением каналов (CDMA), системы множественного доступа с временным разделением каналов (TDMA), системы множественного доступа с частотным разделением каналов (FDMA) и системы множественного доступа с ортогональным частотным разделением каналов (OFDMA). Система CDMA может реализовывать методы радиодоступа (RAT), такие как широкополосный CDMA (W-CDMA), cdma2000 и так далее. RAT относится к технологии, используемой для радиосвязи. W-CDMA описан в документах от консорциума, называемого «Проект Партнерства Третьего Поколения» (3GPP). cdma2000 описан в документах от консорциума, называемого «Проект 2 Партнерства Третьего Поколения» (3GPP2). Документы 3GPP и 3GPP2 общедоступны.

W-CDMA и cdma2000 применяют метод множественного доступа с кодовым разделением каналов и прямым расширением спектра. DS-CDMA спектрально расширяет узкополосный сигнал в полной ширине полосы системы с помощью кода расширения, который называется кодом скремблирования в W-CDMA и псевдослучайным шумовым (PN) кодом в cdma2000. DS-CDMA обладает некоторыми преимуществами, такими как легкость поддержки множественного доступа, узкополосная режекция и так далее. Однако DS-CDMA восприимчив к избирательному по частоте замиранию, которое относится к амплитудно-частотной характеристике, которая не является плоской в ширине полосы системы. Избирательное по частоте замирание является следствием временной дисперсии в беспроводном канале и вызывает межсимвольные помехи (ISI), которые могут ухудшать эксплуатационные показатели. Усложненный приемник с компенсатором может потребоваться для борьбы с межсимвольными помехами.

Поэтому в данной области техники есть необходимость в системе беспроводной связи, обеспечивающей поддержку множества пользователей и улучшенные эксплуатационные показатели.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В настоящей заявке описаны структуры кадров и методы передачи, которые могут обеспечивать хорошие эксплуатационные показатели для разных типов передачи в системе беспроводной связи. Структуры кадров и методы передачи могут использоваться для различных методов радиосвязи, таких как W-CDMA, мультиплексирование с ортогональным частотным разделением каналов (OFDM) и так далее. Структуры кадров и методы передачи также могут использоваться для различных типов передач (например, для конкретного пользователя, многоадресных и широковещательных передач) и для различных услуг (например, усовершенствованной услуги мультимедийной широковещательной/многоадресной передачи (E-MBMS)).

Согласно варианту осуществления изобретения описано устройство, которое включает в себя первый и второй модуляторы и мультиплексор. Первый модулятор формирует первый сигнал в соответствии с первым методом радиосвязи (например, W-CDMA). Второй модулятор формирует второй сигнал в соответствии со вторым методом радиосвязи (например, OFDM). Мультиплексор мультиплексирует первый сигнал в первый временной интервал и мультиплексирует второй сигнал во второй временной интервал.

Согласно еще одному варианту осуществления описано устройство, которое включает в себя первый и второй модуляторы и мультиплексор. Первый модулятор формирует сигнал W-CDMA, а второй модулятор формирует сигнал OFDM. Мультиплексор мультиплексирует сигнал W-CDMA в первый временной интервал и мультиплексирует сигнал OFDM во второй временной интервал.

Согласно другому варианту осуществления предоставлен способ, в котором сигнал W-CDMA формируется и мультиплексируется в первый временной интервал, а сигнал OFDM формируется и мультиплексируется во второй временной интервал.

Согласно другому варианту осуществления описано устройство, которое включает в себя средство для формирования сигнала W-CDMA, средство для формирования сигнала OFDM, средство для мультиплексирования сигнала W-CDMA в первый временной интервал и средство для мультиплексирования сигнала OFDM во второй временной интервал.

Согласно другому варианту осуществления описано устройство, которое включает в себя контроллер и процессор. Контроллер выбирает, по меньшей мере, один метод радиосвязи из множества методов радиосвязи (например, W-CDMA и OFDM) для каждого временного интервала в каждом внешнем кадре суперкадра. Суперкадр содержит множество внешних кадров, а каждый внешний кадр содержит множество временных интервалов. Процессор обрабатывает данные для каждого временного интервала в соответствии с, по меньшей мере, одним методом радиосвязи, выбранным для такого временного интервала.

Согласно другому варианту осуществления предоставлен способ, в котором, по меньшей мере, один метод радиосвязи выбирается из множества методов радиосвязи для каждого временного интервала в каждом внешнем кадре суперкадра. Данные для каждого временного интервала обрабатываются в соответствии с, по меньшей мере, одним методом радиосвязи, выбранным для такого временного интервала.

Согласно другому варианту осуществления описано устройство, которое включает в себя средство для выбора, по меньшей мере, одного метода радиосвязи из множества методов радиосвязи для каждого временного интервала в каждом внешнем кадре суперкадра и средство для обработки данных для каждого временного интервала в соответствии с, по меньшей мере, одним методом радиосвязи, выбранным для такого временного интервала.

Согласно другому варианту осуществления описано устройство, которое включает в себя контроллер и мультиплексор. Контроллер выделяет, по меньшей мере, один временной интервал в каждом внешнем кадре суперкадра физическому каналу. Мультиплексор мультиплексирует данные для каждого физического канала в, по меньшей мере, один временной интервал, выделенный физическому каналу в каждом внешнем кадре суперкадра. Физический канал может передаваться с использованием OFDM, а другие данные могут передаваться с использованием W-CDMA или другого метода радиосвязи.

Согласно другому варианту осуществления предоставлен способ, в котором физическому каналу выделяется, по меньшей мере, один временной интервал в каждом внешнем кадре суперкадра. Данные для физического канала мультиплексируются в, по меньшей мере, один временной интервал, выделенный физическому каналу в каждом внешнем кадре суперкадра.

Согласно другому варианту осуществления описано устройство, которое включает в себя средство для выделения физическому каналу, по меньшей мере, одного временного интервала в каждом внешнем кадре суперкадра и средство для мультиплексирования данных для физического канала в, по меньшей мере, один временной интервал, выделенный физическому каналу в каждом внешнем кадре суперкадра.

Согласно другому варианту осуществления описано устройство, которое включает в себя демультиплексор, а также первый и второй демодуляторы. Демультиплексор принимает выборки, выдает в первый демодулятор выборки для сигнала W-CDMA, переданного в первом временном интервале, и выдает во второй демодулятор выборки для сигнала OFDM, переданного во втором временном интервале. Первый демодулятор обрабатывает выборки для сигнала W-CDMA, а второй демодулятор обрабатывает выборки для сигнала OFDM.

Согласно другому варианту осуществления предоставлен способ, в котором сигнал W-CDMA принимается в первом временном интервале, сигнал OFDM принимается во втором временном интервале, принятый сигнал W-CDMA обрабатывается для получения данных, переданных с использованием W-CDMA, а принятый сигнал OFDM обрабатывается для получения данных, переданных с использованием OFDM.

Согласно другому варианту осуществления описано устройство, которое включает в себя контроллер и демультиплексор. Контроллер определяет, по меньшей мере, один временной интервал, выделенный физическому каналу в каждом внешнем кадре суперкадра. Демультиплексор выдает выборки, принятые в, по меньшей мере, одном временном интервале, выделенном физическому каналу в каждом внешнем кадре суперкадра. Физический канал передается с использованием OFDM, а другие данные могут передаваться с использованием W-CDMA или другого метода радиосвязи.

Согласно другому варианту осуществления предоставлен способ, в котором определяется, по меньшей мере, один временной интервал, выделенный физическому каналу в каждом внешнем кадре суперкадра. Выборки, принятые в, по меньшей мере, одном временном интервале, выделенном физическому каналу в каждом внешнем кадре суперкадра, демультиплексируются и обрабатываются.

Различные аспекты и варианты осуществления изобретения ниже описаны более подробно.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Фиг.1 - система беспроводной связи.

Фиг.2 - примерная 4-уровневая структура кадра.

Фиг.3 - примерная 3-уровневая структура кадра.

Фиг.4А и 4В - мультиплексирование W-CDMA и OFDM в системе TDD.

Фиг.5 - мультиплексирование W-CDMA и OFDM в системе FDD.

Фиг.6 - передача W-CDMA и OFDM с использованием суперпозиции.

Фиг.7 - передача физического канала в 4-уровневой структуре кадра.

Фиг.8 - схема передачи пилот-сигнала FDM.

Фиг.9 - последовательность операций для передачи данных с помощью W-CDMA и OFDM.

Фиг.10 - структурная схема базовой станции и терминала.

Фиг.11 - процессор данных передачи (TX) для W-CDMA.

Фиг.12 - процессор TX-данных для OFDM.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ

Слово «примерный» используется ниже в смысле «служащий в качестве примера, отдельного случая или иллюстрации». Любой вариант осуществления, описанный как «примерный», не обязательно должен истолковываться как предпочтительный или преимущественный над другими вариантами осуществления.

Фиг.1 показывает систему 100 беспроводной связи с множеством базовых станций 110 и множеством терминалов 120. Базовая станция обычно является стационарной станцией, которая поддерживает связь с терминалами и также может называться точкой доступа, узлом Б, подсистемой базового приемопередатчика (BTS) или некоторой другой терминологией. Каждая базовая станция 110 обеспечивает покрытие связи для конкретной географической зоны. Термин «сотые ячейки» может относиться к базовой станции и/или ее зоне обслуживания в зависимости от контекста, в котором термин используется. Чтобы улучшить емкость системы, зона обслуживания базовой станции может быть разделена на множество меньших зон. Каждая меньшая зона обслуживается соответствующей BTS. Термин «сектор» может относиться к BTS и/или ее зоне обслуживания в зависимости от контекста, в котором термин используется. Для простоты, в последующем описании, термин «базовая станция» обычно используется как для стационарной станции, которая обслуживает сотовую ячейку, так и стационарной станции, которая обслуживает сектор.

Терминалы 120 могут быть рассредоточены по всей системе. Терминал может быть стационарным или мобильным и также может называться мобильной станцией, беспроводным устройством, абонентской аппаратурой, терминалом пользователя, абонентским узлом или некоторой другой терминологией. Термины «терминал» и «пользователь» в настоящем документе используются взаимозаменяемо. Терминал может не поддерживать связь ни с одной базовой станцией, поддерживать связь с одной или множеством базовых станций в любой заданный момент. Терминал также может поддерживать связь с базовой станцией по нисходящей линии связи и/или восходящей линии связи. Нисходящей линией связи (или прямой линией связи) является линия связи от базовой станции к терминалу, а восходящей линией связи (или обратной линией связи) является линия связи от терминала к базовой станции.

Описанные здесь структуры кадров и методы передачи могут использоваться с различными методами радиосвязи, такими как W-CDMA, cdma2000, IS-856, другие варианты CDMA, OFDM, FDMA с перемежением (IFDMA) (также называемый распределенным FDMA), локализованный FDMA (LFDMA) (также называемый узкополосным FDMA или классическим FDMA), глобальная система мобильной связи (GSM), прямое расширение спектра последовательностью (DSSS), расширение спектра путем скачкообразной перестройки частоты (FHSS) и так далее. OFDM, IFDMA и LFDMA являются методами радиосвязи с множеством несущих, которые эффективно разделяют всю ширину полосы системы на множество (S) ортогональных частотных поддиапазонов. Эти поддиапазоны также называются тонами, поднесущими, элементами разрешения и частотными каналами. Каждый поддиапазон связан с соответствующей поднесущей, которая может модулироваться данными. OFDM передает символы модуляции в частотной области по всем или подмножеству S поддиапазонов. IFDMA передает символы модуляции во временной области по поддиапазонам, которые равномерно распределены по S поддиапазонам. LFDMA передает символы модуляции во временной области и, типично, в смежных поддиапазонах. Использование OFDM для одноадресной, многоадресной и широковещательной передач также может рассматриваться в качестве разных методов радиосвязи. Перечень методов радиосвязи, данный выше, не является исчерпывающим, а структуры кадров и методы передачи также могут использоваться для других методов радиосвязи, не упомянутых выше. Для ясности, структуры кадров и методы передачи более конкретно описаны ниже для W-CDMA и OFDM.

Фиг.2 показывает примерную 4-уровневую структуру 200 кадра, которая поддерживает множество методов радиосвязи, таких как W-CDMA и OFDM. Временная шкала передачи разделена на суперкадры, причем каждый суперкадр имеет предопределенную длительность, например, 1 секунду. Для варианта осуществления, показанного на фиг.2, каждый суперкадр включает в себя (1) поле заголовка для мультиплексированного с временным разделением (TDM) пилот-сигнала и служебной/управляющей информации и (2) поле данных для данных трафика и мультиплексированного с частотным разделением (FDM) пилот-сигнала. Пилот-сигнал TDM в поле заголовка может использоваться для синхронизации, например, обнаружения суперкадра, оценки погрешности частоты и захвата синхронизации. Пилот-сигналы TDM и FDM могут использоваться для оценки канала. Служебная информация для каждого суперкадра может передавать различные параметры для физических каналов, передаваемых в таком суперкадре. Поле данных для каждого суперкадра разделено на K внешних кадров равного размера, чтобы облегчить передачу данных, где K>1. Каждый внешний кадр разделен на N кадров, а каждый кадр дополнительно разделен на T временных интервалов, где N>1 и T>1. Суперкадр, внешний кадр, кадр и временной интервал также могут определяться некоторыми другими терминами.

В общем случае суперкадр может включать в себя любое количество внешних кадров, кадров и временных интервалов. В конкретном варианте осуществления каждый суперкадр включает в себя четыре внешних кадра (K=4), каждый внешний кадр включает в себя 32 кадра (N=32), а каждый кадр включает в себя 15 временных интервалов (T=15). Кадры и временные интервалы могут быть определены в соответствии с W-CDMA. В этом случае, каждый кадр имеет длительность 10 миллисекунд (мс), каждый временной интервал имеет длительность 0,667 мс и перекрывает 2560 символов псевдошумовой последовательности, а каждый символ псевдошумовой последовательности имеет длительность 0,26 микросекунды (мкс) для ширины полосы системы в 3,84 МГц. Для этого варианта осуществления, каждый внешний кадр имеет длительность 320 мс, а каждый суперкадр имеет длительность приблизительно в 1,28 секунды. Другие значения также могут использоваться для K, N и T, как описано ниже. Отображение физических каналов во временные интервалы в структуре 200 кадра также описано ниже.

Фиг.3 показывает примерную 3-уровневую структуру 300 кадра, которая также поддерживает множество методов радиосвязи. Ось времени передачи разделена на суперкадры, причем каждый суперкадр содержит поле заголовка для пилот-сигнала и служебных данных и поле данных для данных трафика и, возможно, пилот-сигнала. Поле данных для каждого суперкадра разделено на K внешних кадров, а каждый внешний кадр разделен на М временных интервалов (например, M=N∙T), где K>1 и M>1. В конкретном варианте осуществления, каждый суперкадр включает в себя четыре внешних кадра (K=4), а каждый внешний кадр включает в себя 480 временных интервалов (M=480). Каждый временной интервал может быть определен в соответствии с W-CDMA и имеет длительность 0,667 мс. Другие значения также могут использоваться для K и M.

Другие трехуровневые структуры кадров также могут быть определены. Например, может быть определена трехуровневая структура кадра, причем каждый суперкадр включает в себя K внешних кадров, и каждый внешний кадр включает в себя N кадров, где K>1 и N>1. В конкретном варианте осуществления каждый суперкадр включает в себя четыре внешних кадра (K=4), а каждый внешний кадр включает в себя 32 кадра (N=32). Каждый кадр может быть определен в соответствии с W-CDMA и имеет длительность 10 мс. Другие значения также могут использоваться для K и N. В качестве еще одного примера, может быть определена трехуровневая структура кадра, причем каждый суперкадр включает в себя N_K кадров (например, N_K=K∙N), и каждый кадр включает в себя Т временных интервалов.

Также могут быть определены двухуровневые структуры кадров, которые поддерживают множество методов радиосвязи. Например, может быть определена двухуровневая структура кадра, в которой каждый суперкадр включает в себя N_K кадров. В качестве еще одного примера, может быть определена двухуровневая структура кадра, в которой каждый суперкадр включает в себя T_KN временных интервалов (например, T_KN=K∙N∙T).

В общем случае структура кадра с любым количеством уровней может использоваться для поддержки множества методов радиосвязи. Большее количество уровней может обеспечивать большую гибкость при (1) отображении физических каналов на имеющиеся в распоряжении системные ресурсы, которые могут быть представлены в единицах кадров, временных интервалов, поддиапазонов и так далее, (2) кодировании данных для физических каналов и (3) передаче данных, чтобы улучшить временное разнесение и снизить потребляемую мощность батареи питания для приема. Для ясности, большая часть последующего описания относится к четырехуровневой структуре кадра, показанной на фиг.2.

Структура кадра с суперкадрами и внешними кадрами может предоставлять различные преимущества. В варианте осуществления, суперкадр представляет длительность, на протяжении которой (1) системные ресурсы выделены физическим каналам, и (2) служебная информация передается для сообщения о системных ресурсах, выделенных физическим каналам. Выделение ресурсов может изменяться от суперкадра к суперкадру. Служебная информация, указывающая на выделение ресурсов, передается в начале каждого суперкадра, как показано на фиг.2 и 3, что позволяет терминалам использовать служебную информацию для восстановления физических каналов, переданных в этом суперкадре. Размер суперкадра может выбираться для уменьшения запаздывания всякий раз, когда пользователь переключается между физическими каналами.

В варианте осуществления, суперкадр также представляет длительность, на протяжении которой (1) фиксируется скорость передачи для каждого физического канала, и (2) выполняется, при необходимости, блочное кодирование для каждого физического канала. Система может поддерживать набор скоростей передачи, а каждая поддерживаемая скорость может быть связана с определенной схемой кодирования и/или скоростью кода, определенной схемой модуляции, определенным размером пакета, определенным размером блока и так далее. Скорость для физического канала может изменяться от суперкадра к суперкадру и может передаваться в служебной информации, передаваемой в начале каждого суперкадра.

В общем случае, суперкадр может иметь любую длительность. Размер суперкадра может выбираться на основании различных факторов, таких как, например, требуемая величина временного разнесения, время захвата для потоков данных, передаваемых по физическим каналам, желательное статистическое мультиплексирование для потоков данных, требования к буферу для терминалов и так далее. Больший размер суперкадра обеспечивает большее временное разнесение и лучшее статистическое мультиплексирование, так что меньшая буферизация может требоваться для отдельных потоков данных на базовой станции. Однако больший размер суперкадра также обуславливает (1) более длительное время захвата для нового потока данных (например, при включении питания или при переключении между потоками данных), (2) более длительную задержку декодирования и (3) требования большего буфера для терминалов. Длительность суперкадра приблизительно 1 с может обеспечить хорошее соотношение между различными факторами, отмеченными выше. Однако также могут использоваться другие размеры суперкадра (например, четверть, половина, две или четыре секунды).

В варианте осуществления данные трафика, которые должны передаваться по физическому каналу в суперкадре, разделены на K субблоков. K субблоков передаются в пакетах в K внешних кадрах суперкадра, по одному субблоку на каждый внешний кадр. Передача данных трафика по K внешним кадрам обеспечивает временное разнесение. Передача каждого субблока в пакете уменьшает количество времени, необходимого для приема субблока, что может сберегать мощность батареи питания и увеличивать время ожидания вызовов для терминала. Передача данных трафика в субблоках в сочетании с блочным кодированием также может обеспечивать некоторые преимущества. Например, блок данных может кодироваться блочным кодом для формирования K субблоков. Если все субблоки, содержащие данные трафика, передаются в более ранних внешних кадрах и принимаются корректно, то субблок(и), содержащий данные четности, может быть пропущен, что может обеспечить экономию мощности батареи питания.

Описанные структуры кадров и методы передачи могут использоваться для систем дуплексного режима с временным разделением (TDD) и дуплексного режима с частотным разделением (FDD). В системе TDD нисходящая линия связи и восходящая линия связи совместно используют одну и ту же полосу частот, причем нисходящая линия связи выделяется для всего или части времени, а восходящая линия связи выделяется для оставшейся части времени. В системе TDD передачи нисходящей линии связи и восходящей линии связи осуществляются в разные моменты времени. В системе FDD нисходящей линии связи и восходящей линии связи выделяются отдельные полосы частот. В системе FDD передачи нисходящей линии связи и восходящей линии связи могут осуществляться одновременно в разных полосах частот.

Для системы TDD каждый временной интервал в каждом кадре может использоваться либо для нисходящей линии связи, либо для восходящей линии связи. Временной интервал, используемый для нисходящей линии связи, называется интервалом нисходящей линии связи, а временной интервал, используемый для восходящей линии связи, называется интервалом восходящей линии связи. В общем случае кадр может включать в себя любое количество интервалов нисходящей линии связи и любое количество интервалов восходящей линии связи. В варианте осуществления, каждый кадр включает в себя, по меньшей мере, один интервал нисходящей линии связи и, по меньшей мере, один интервал восходящей линии связи. В еще одном варианте осуществления каждый временной интервал в каждом кадре может использоваться для нисходящей линии связи или восходящей линии связи без какого бы то ни было ограничения.

В общем случае любой метод радиосвязи (например, W-CDMA или OFDM) может использоваться для каждого временного интервала. Временной интервал, который использует W-CDMA, называется интервалом W-CDMA, а временной интервал, который использует OFDM, называется интервалом OFDM. Временные интервалы, которые используют OFDM для одноадресной, многоадресной и широковещательной передач, также могут рассматриваться в качестве разных методов радиосвязи. Временной интервал, который выделяется для нисходящей линии связи и использует OFDM, определяется как интервал E-MBMS, интервал только прямой линии связи (FLO) или некоторой другой терминологией. В варианте осуществления каждый кадр включает в себя, по меньшей мере, один интервал W-CDMA нисходящей линии связи и, по меньшей мере, один интервал W-CDMA восходящей линии связи, а каждый оставшийся временной интервал может использоваться для нисходящей линии связи или восходящей линии связи и для W-CDMA или OFDM. В варианте осуществления каждый кадр включает в себя, по меньшей мере, один интервал W-CDMA восходящей линии связи, а каждый оставшийся временной интервал может использоваться для нисходящей линии связи или восходящей линии связи и для W-CDMA или OFDM. В еще одном другом варианте осуществления каждый временной интервал в каждом кадре может использоваться для нисходящей линии связи или восходящей линии связи и для W-CDMA или OFDM без какого бы то ни было ограничения.

Фиг.4А показывает примерное мультиплексирование W-CDMA и OFDM в кадре для системы TDD. В варианте осуществления первые два временных интервала зарезервированы для интервала W-CDMA нисходящей линии связи и интервала W-CDMA восходящей линии связи. Каждый из оставшихся 13 временных интервалов может использоваться для нисходящей линии связи или восходящей линии связи для W-CDMA или OFDM. Для примера, показанного на фиг.4А, все 13 оставшихся временных интервалов являются интервалами E-MBMS, что соответствует максимальному количеству интервалов E-MBMS в кадре для этого варианта осуществления.

Для каждого интервала W-CDMA данные для одного или более физических каналов могут уплотняться с помощью разных ортогональных (например, OVSF) последовательностей, спектрально расширяться с использованием кодов скремблирования, комбинироваться во временной области и передаваться в полном временном интервале. Каждый код скремблирования является последовательностью 2560 элементарных PN-символов, что соответствует длине временного интервала. Для каждого интервала OFDM данные для одного или более физических каналов могут мультиплексироваться и преобразовываться в L символов OFDM, которые передаются во временном интервале, где L>1. Примерное отображение физических каналов в интервалы E-MBMS описано ниже.

Фиг.4В показывает еще одно примерное мультиплексирование W-CDMA и OFDM в кадре для системы TDD. В этом примере первые два временных интервала являются интервалами W-CDMA нисходящей линии связи и восходящей линии связи, следующие четыре временных интервала являются интервалами E-MBMS, а оставшиеся девять временных интервалов являются интервалами W-CDMA нисходящей линии связи и восходящей линии связи.

Вообще, каждый кадр может включать в себя любое количество интервалов E-MBMS, а интервалы E-MBMS могут быть расположены где угодно в кадре. Интервалы E-MBMS могут быть смежными один относительно другого, как показано на фиг.4А и 4В. Интервалы E-MBMS также могут быть распределены по кадру и перемешаны с интервалами W-CDMA.

Для системы FDD нисходящая линия связи и восходящая линия связи распределяются по отдельным полосам частот. Для каждой линии связи каждый временной интервал в каждом кадре может использовать любой метод радиосвязи (например, W-CDMA или OFDM).

Фиг.5 показывает примерное мультиплексирование W-CDMA и OFDM в кадре для системы FDD. В этом примере, первый временной интервал в кадре нисходящей линии связи является интервалом W-CDMA, оставшиеся 14 временных интервалов являются интервалами OFDM, а все 15 интервалов в кадре восходящей линии связи являются интервалами W-CDMA. Для каждого интервала W-CDMA один или более физических каналов могут уплотняться, спектрально расширяться, комбинироваться и передаваться во временном интервале, как показано на фиг.4А. Для каждого интервала OFDM один или более физических каналов могут мультиплексироваться и передаваться в L символах OFDM.

Фиг.4А, 4В и 5 показывают мультиплексирование с временным разделением (TDM) W-CDMA и OFDM, так что каждый временной интервал используется для W-CDMA либо OFDM. W-CDMA и OFDM также могут мультиплексироваться с использованием мультиплексирования с кодовым разделением (CDM), мультиплексирования с частотным разделением (FDM), некоторых других схем мультиплексирования или любого сочетания схем мультиплексирования. W-CDMA и OFDM также могут комбинироваться с использованием суперпозиции.

Фиг.6 показывает примерную передачу W-CDMA и OFDM с использованием суперпозиции. Каждый временной интервал в кадре может использовать W-CDMA и/или OFDM. Для примера, показанного на фиг.6, первые два временных интервала используют W-CDMA, следующие два временных интервала используют W-CDMA и OFDM, а оставшиеся 11 временных интервалов используют OFDM. Для каждого временного интервала с W-CDMA и OFDM, который назван смешанным интервалом, данные для одного или более физических каналов W-CDMA могут уплотняться с помощью разных ортогональных последовательностей и спектрально расширяться для формирования сигнала W-CDMA. Сигнал W-CDMA может быть добавлен к сигналу OFDM, сформированному L символами OFDM, чтобы сформировать составной сигнал, который передается в смешанном интервале.

Суперпозиция сигнала W-CDMA с сигналом OFDM в смешанном интервале приводит к тому, что каждый сигнал вызывает помеху для другого сигнала. Надлежащее значение мощности передачи может использоваться для каждого сигнала, чтобы достичь требуемого покрытия для такого сигнала. В качестве альтернативы или дополнения, кодирование и модуляция для каждого сигнала может выбираться для достижения требуемого покрытия. Например, более низкая скорость кода и/или схема модуляции более низкого порядка может использоваться для сигнала OFDM, если накладывается сигнал W-CDMA.

Суперпозиция W-CDMA и OFDM может использоваться для передачи удобным образом небольших объемов данных с использованием W-CDMA, без необходимости выделять полный временной интервал для W-CDMA. Например, измерительные и управляющие каналы могут передаваться с использованием W-CDMA и накладываться на OFDM. С помощью суперпозиции измерительные и управляющие каналы могут передаваться в качестве фоновой передачи всякий раз, когда есть данные для передачи для этих каналов. На OFDM также могут накладываться передачи других типов.

Таблица 1 показывает три варианта реализации кадра с четырехуровневой структурой кадра, показанной на фиг.2. Для этих вариантов реализации кадра, поле заголовка для пилот-сигнала и служебной информации составляет 40 мс, каждый суперкадр включает в себя четыре внешних кадра (K=4), кадры и временные интервалы соответствуют W-CDMA, а два временных интервала в каждом кадре используются для W-CDMA. Другие варианты реализации для четырехуровневой структуры кадра с разными значениями для K, N, T, M и V также возможны и входят в объем изобретения.

Таблица 1
Параметры	Вариант 1	Вариант 2	Вариант 3
Длительность суперкадра	1320 мс	1280 мс	1000 мс
Длительность пилот-сигнала и служебного сигнала	40 мс	40 мс	40 мс
Длительность внешнего кадра	320 мс	310 мс	240 мс
Длительность кадра	10 мс	10 мс	10 мс
Количество кадров/внешнего кадра	N=32	N=31	N=24
Количество временных интервалов/кадра	T=15	T=15	T=15
Количество временных интервалов/внешнего кадра	M=480	M=465	M=360
Максимальное количество интервалов E-MBMS/внешнего кадра	V=416	V=403	V=312

Параметры (например, K, N и T) для структуры кадра могут быть постоянными. В качестве альтернативы, структура кадра может быть конфигурируемой, а значения для конфигурируемых параметров могут транслироваться на терминалы.

Система может определять физические каналы для содействия распределению и использованию имеющихся в распоряжении системных ресурсов. Физический канал является средством для передачи данных на физическом уровне и также может называться каналом, каналом физического уровня, каналом потока обмена, каналом передачи, каналом данных и так далее. Физический канал, который передается по нисходящей линии связи с использованием OFDM, определяется как физический канал E-MBMS, физический канал FLO или некоторой другой терминологией. Физические каналы E-MBMS могут использоваться для передачи данных с более высокого уровня (например, канального уровня). Например, данные для разных услуг могут обрабатываться и отображаться в транспортные каналы (или логические каналы) на более высоком уровне. Транспортные каналы могут отображаться в физические каналы E-MBMS на физическом уровне, например, каждый транспортный канал может отображаться в один физический канал. Физические каналы E-MBMS с конфигурируемой емкостью для передачи потоковых данных могут быть получены посредством надлежащего выделения временных интервалов этим физическим каналам E-MBMS.

Физический канал E-MBMS может использоваться для передачи конкретному пользователю или одноадресной передачи на отдельный терминал, многоадресной передачи на группу терминалов или широковещательной передачи на все терминалы в пределах широковещательной зоны обслуживания. Физические каналы E-MBMS могут использоваться для передачи различных типов данных, таких как, например, данные трафика, управляющие данные, многоадресные или широковещательные данные (например, для данных аудио, видео, телетекста, видео-/аудиоклипов и так далее) и другие данные. Физические каналы E-MBMS также могут использоваться для различных услуг, таких как, например, E-MBMS в универсальной системе мобильных телекоммуникаций (UMTS). UMTS традиционно использует W-CDMA для поддержки MBMS. MBMS и E-MBMS могут более эффективно поддерживаться с помощью OFDM.

Для структуры кадра, показанной на фиг.2, всего T_KN=K∙N∙T временных интервалов имеются в распоряжении в каждом суперкадре. Имеющиеся в распоряжении временные интервалы могут выделяться физическим каналам E-MBMS различными способами. В варианте осуществления каждый интервал E-MBMS выделяется одному физическому каналу E-MBMS, и множество физических каналов E-MBMS не используют совместно один и тот же интервал E-MBMS. Этот вариант осуществления упрощает выделение интервалов E-MBMS физическим каналам E-MBMS. В другом варианте осуществления каждый символ OFDM в пределах интервала E-MBMS может быть выделен физическому каналу E-MBMS, и вплоть до L физических каналов E-MBMS могут совместно использовать один и тот же интервал E-MBMS. Этот вариант осуществления позволяет выделять системные ресурсы каналам E-MBMS меньшими единицами или с более высокой степенью гранулярности. В еще одном варианте осуществления множество физических каналов E-MBMS могут совместно использовать каждый символ OFDM в каждом интервале E-MBMS, использующем FDM. Этот вариант осуществления обеспечивает наилучшую гибкость в выделении системных ресурсов физическим каналам E-MBMS, но также использует больше служебных сигналов для передачи распределения ресурсов в каждом суперкадре. Для ясности, последующее описание относится к варианту осуществления, в котором каждый интервал E-MBMS выделяется одному физическому каналу E-MBMS. Физическому каналу E-MBMS может быть выделен один или более временных интервалов в одном или более кадров суперкадра.

Для варианта 2 реализации кадра, показанного в таблице 1 с K=4, N=32 и T=15, каждый внешний кадр включает в себя 480 временных интервалов, а каждый суперкадр включает в себя всего 1920 временных интервалов. Если два временных интервала зарезервированы для W-CDMA в каждом кадре, как показано на фиг.4А и 4В, то каждый внешний кадр включает в себя 416 временных интервалов, которые могут использоваться для OFDM или W-CDMA. Если все 416 временных интервалов используются для OFDM, и если каждому физическому каналу E-MBMS выделен, по меньшей мере, один временной интервал в каждом внешнем кадре, то вплоть до 416 физических каналов E-MBMS могут передаваться в суперкадре. Физическому каналу E-MBMS могут быть выделены вплоть до 416 временных интервалов во внешнем кадре или вплоть до 1664 временных интервалов в суперкадре.

В варианте осуществления каждому физическому каналу E-MBMS, который передается в заданном суперкадре, выделяется один или более временных интервалов в одном или более кадров каждого внешнего кадра в суперкадре. Каждый физический канал E-MBMS, таким образом, характеризуется выделенными временными интервалами и выделенными кадрами во внешних кадрах суперкадра. Каждый физический канал E-MBMS содержит распределение временных интервалов и кадров для всех K внешних кадров суперкадра. Например, физическому каналу E-MBMS может быть выделен i-й временной интервал в n-том кадре каждого внешнего кадра в суперкадре. В этом примере физическому каналу E-MBMS выделено всего K временных интервалов, которые являются обособленно равноотстоящими на N∙T временных интервалов. Физическому каналу E-MBMS также может быть выделено множество временных интервалов в каждом внешнем кадре. Эти временные интервалы могут быть (1) смежными один относительно другого, чтобы минимизировать время, необходимое для приема физического канала E-MBMS, или (2) распределенными по внешнему кадру для улучшения временного разнесения.

Фиг.7 показывает примерную передачу физического канала x E-MBMS для четырехуровневой структуры кадра, показанной на фиг.2, и трехуровневой структуры кадра, показанной на фиг.3. В этом примере физический канал x E-MBMS передается в четырех пакетах во временных интервалах, выделенных физическому каналу x E-MBMS для суперкадра m. Эти четыре пакета передаются при одном и том же распределении в четырех внешних кадрах суперкадра, по одному пакету на внешний кадр. Каждый пакет может занимать один или множество временных интервалов. Хотя на фиг.7 не показано, физическому каналу x E-MBMS могут быть выделены разные временные интервалы и кадры в другом суперкадре.

Фиг.7 также показывает передачу пилот-сигнала TDM и служебной/управляющей информации в поле заголовка в начале каждого суперкадра. Пилот-сигнал TDM может передаваться в неполном временном интервале, полном временном интервале или множестве временных интервалов и может использоваться для синхронизации и, возможно, оценки канала. Служебная информация может передаваться в управляющем канале MBMS (MCCH), который также может определяться как символ служебной информации или некоторой другой терминологией. MCCH также может передаваться в неполном, полном или множестве временных интервалов и может передавать соответствующую служебную информацию для физических каналов E-MBMS. Служебная информация для каждого физического канала E-MBMS может передавать, например, временной интервал(ы) и кадр(ы), выделенные физическому каналу E-MBMS, схемы кодирования и модуляции для использования по физическому каналу E-MBMS, размер транспортного блока (TB), транспортный канал, отображенный в физический канал E-MBMS, и так далее. Пилот-сигнал TDM и MCCH также могут передаваться другими способами, отличными от способа, показанного на фиг.7.

Физические каналы E-MBMS могут переносить данные широкого охвата и локальные данные. Данные широкого охвата (или глобальные данные) являются данными трафика, которые могут транслироваться всеми или многими базовыми станциями в системе. Локальные данные являются данными трафика, которые могут транслироваться подмножеством базовых станций (например, каждой базовой станцией) для заданной передачи широкого охвата. Множество базовых станций может транслировать заданную передачу широкого охвата, а разные подмножества этих базовых станций могут транслировать разные локальные передачи. Разные множества базовых станций могут транслировать разные передачи широкого охвата. Передачи широкого охвата и локальные передачи могут рассматриваться как разные передачи с разными зонами обслуживания.

Суперкадр может подразделяться на (1) сегмент широкого охвата, используемый для передачи данных широкого охвата и (2) локальный сегмент, используемый для передачи локальных данных. MCCH широкого охвата может передавать служебную информацию для физических каналов E-MBMS, переносящих данные широкого охвата, а локальный MCCH может передавать служебную информацию для физических каналов E-MBMS, переносящих локальные данные. Пилот-сигнал TDM широкого охвата и локальный пилот-сигнал TDM также могут передаваться для облегчения синхронизации и оценки канала для физических каналов E-MBMS широкого охвата и локальных, соответственно.

Как показано на фиг.4А, L символов OFDM могут передаваться в каждом интервале E-MBMS. Чтобы сформировать символ OFDM, сначала символ модуляции или нулевой символ (который является сигналом со значением ноль) отображается в каждый из S поддиапазонов. S символов модуляции и/или нулевых символов затем преобразуются во временную область с помощью S-точечного обратного быстрого преобразования Фурье (ОБПФ), чтобы сформировать первую последовательность из S выборок временной области. Вторая последовательность из S+C+2W выборок затем формируется посредством (1) копирования последних C+W выборок первой последовательности и добавления этих C+W выборок в качестве префикса в начале первой последовательности, и (2) копирования первых W выборок первой последовательности и добавления этих W выборок в качестве суффикса в хвостовой части первой последовательности. Первые W выборок префикса обрабатываются методом окна (или фильтруются), а последующие C выборок префикса формируют равномерный защитный интервал. Защитный интервал также называется циклическим префиксом и используется для борьбы с межсимвольными помехами (ISI), вызванными избирательным по частоте замиранием. W выборок суффикса также обрабатываются методом окна. Символ OFDM, содержащий W+C+S+W выборок, формируется после обработки методом окна префикса и суффикса второй последовательности. L символов OFDM для каждого интервала E-MBMS передаются так, что последние W выборок одного символа OFDM совпадают с первыми W выборками следующего символа OFDM. Каждый символ OFDM, таким образом, имеет действительную длину в S+C+W выборок.

В варианте осуществления, длительность символа OFDM выбирается примерно равной от 200 мкс до 220 мкс. Если каждый временной интервал имеет длительность 667 мкс, то каждый интервал E-MBMS включает в себя три символа OFDM, или L=3. Таблица 2 показывает различные параметры для символа OFDM в соответствии с примерным вариантом осуществления. Для этого варианта осуществления есть всего 1024 поддиапазона, 68 поддиапазонов по каждому из двух краев полосы не используются, и 888 центральных поддиапазонов могут использоваться для передачи данных и/или пилот-сигнала. Другие значения также могут выбираться для этих параметров на основании системных требований и других соглашений и также входят в объем изобретения.

Таблица 2
Параметр	Символ		Значение
Частота выборок	f s		5,4 МГц
Период выборок	T s	T s=1/f s	185,19 нс

Суммарное количество поддиапазонов	S		1024
Количество защитных поддиапазонов	G		136
Количество используемых поддиапазонов	U	U=S-G	888
Количество выборок для циклического префикса	C		108
Количество выборок для окна	W		22
Полезная длительность символа OFDM	T u	T u =S∙T s	189,63 мкс
Длительность циклического префикса	T cp	T cp =C∙T s	20 мкс
Длительность окна	T w	T w =W∙T s	4,074 мкс
Общая длительность символа OFDM	T ofdm	T ofdm=T u+T cp+T w	213,71 мкс
Длительность сигнала OFDM	T embms	T embms=L∙T ofdm	641,11 мкс

Пилот-сигнал FDM может передаваться в каждом символе OFDM и использоваться для оценки канала. Пилот-сигнал FDM является пилот-сигналом, передаваемым в P поддиапазонах, которые (например, равномерно) распределены по S суммарных поддиапазонов, где P>1. Для примерного варианта осуществления, показанного в таблице 2, пилот-сигнал FDM может передаваться по P=128 поддиапазонам, которые разнесены на 8 поддиапазонов. U=888 используемых поддиапазонов, в таком случае, могли бы включать в себя 111 поддиапазонов, используемых для пилот-сигнала FDM (или поддиапазонов пилот-сигнала), и 777 поддиапазонов, используемых для данных трафика (или поддиапазонов данных). Пилот-сигнал и данные не передаются в 136 защитных поддиапазонах.

Фиг.8 показывает примерную схему передачи пилот-сигнала FDM. Для простоты, фиг.8 показывает только первые семь временных интервалов для примера мультиплексирования, показанного на фиг.4А. Первыми двумя временными интервалами являются интервалы W-CDMA. Каждый последующий временной интервал является интервалом OFDM, который включает в себя три символа OFDM. Пилот-сигнал FDM передается в каждом символе OFDM в P'=111 поддиапазонах пилот-сигнала.

Чтобы улучшить эксплуатационные показатели оценки канала, пилот-сигнал FDM может скачкообразно изменяться и передаваться в разных поддиапазонах в разных символах OFDM. Для примера, показанного на фиг.8, пилот-сигнал FDM передается с использованием шаблона скачкообразного изменения, состоящего из двух множеств поддиапазонов, что определяется как коэффициент 2 скачкообразного изменения частоты (или 2×). Пилот-сигнал FDM передается в первом множестве поддиапазонов в одном символе OFDM, затем во втором наборе поддиапазонов в следующем символе OFDM, затем в первом множестве поддиапазонов в следующем символе OFDM и так далее. Поддиапазоны в первом множестве смещены на четыре от поддиапазонов во втором множестве. Пилот-сигнал FDM также может передаваться с помощью других шаблонов скачкообразного изменения частоты, состоящих из более чем двух множеств поддиапазонов, например, скачкообразного изменения частоты 3×, 4× и так далее. Скачкообразное изменение частоты позволяет приемнику (1) осуществлять равномерную выборку в полной ширине полосы системы в частотной области и (2) получать более протяженную оценку импульсного отклика канала, которая может использоваться для борьбы с разбросом задержек, который является более длительным, чем длительность циклического префикса.

Фиг.9 показывает процесс 900 передачи данных с помощью W-CDMA и OFDM. Процесс 900 может выполняться базовой станцией для каждого суперкадра. Сначала физические каналы E-MBMS, которые должны передаваться в текущем суперкадре, идентифицируются (этап 912). Временные интервалы в текущем суперкадре затем выделяются для нисходящей линии связи и восходящей линии связи (для системы TDD) и для W-CDMA и OFDM (для обеих систем, TDD и FDD) на основании загрузки системы (этап 914). Каждому физическому каналу E-MBMS выделяется, по меньшей мере, один временной интервал в, по меньшей мере, одном кадре каждого внешнего кадра в текущем суперкадре (этап 916). Данные для каждого физического канала E-MBMS обрабатываются на основании схемы кодирования и схемы модуляции, выбранных для такого физического канала E-MBMS для текущего суперкадра (этап 918). Сигнал OFDM формируется для каждого интервала E-MBMS в текущем суперкадре и мультиплексируется в интервал E-MBMS (этап 920). Данные, которые должны быть переданы с использованием W-CDMA, обрабатываются в соответствии с W-CDMA (этап 922). Сигнал W-CDMA формируется для каждого интервала W-CDMA нисходящей линии связи в текущем суперкадре и мультиплексируется в интервал (этап 924). Модулированный сигнал формируется для мультиплексированных сигналов W-CDMA и OFDM и передается по нисходящей линии связи (этап 926).

Фиг.10 показывает структурную схему варианта осуществления базовой станции 110 и терминала 120. В базовой станции 110 процессор 1010 TX-данных W-CDMA принимает и обрабатывает данные, которые должны передаваться с помощью W-CDMA, и формирует кодированные данные для W-CDMA. Модулятор 1012 W-CDMA обрабатывает W-CDMA-кодированные данные и формирует сигнал W-CDMA для каждого интервала W-CDMA. Обработка модулятором 1012 W-CDMA включает в себя (1) отображение кодированных данных для каждого физического канала W-CDMA в символы модуляции, (2) уплотнение символов модуляции для каждого физического канала с помощью ортогональной последовательности, (3) скремблирование уплотненных символов для каждого физического канала с помощью кода скремблирования и (4) масштабирование и суммирование скремблированных данных для всех физических каналов. Процессор 120 TX-данных OFDM принимает и обрабатывает данные, которые должны передаваться с использованием OFDM, и формирует символы данных и пилот-сигнала. Модулятор 1022 OFDM выполняет модуляцию OFDM над символами данных и пилот-сигнала, формирует символы OFDM и формирует сигнал OFDM для каждого интервала E-MBMS. Мультиплексор (Mux) 1024 мультиплексирует сигналы W-CDMA в интервалы W-CDMA, мультиплексирует сигналы OFDM в интервалы E-MBMS и выдает выходной сигнал. Узел 1026 передатчика (TMTR) приводит в нужное состояние (например, преобразует в аналоговую форму, фильтрует, усиливает и преобразует с повышением частоты) выходной сигнал и формирует модулированный сигнал, который передается антенной 1028.

В терминале 120 антенна 1052 принимает модулированный сигнал, переданный базовой станцией 110, и выдает принятый сигнал в узел 1054 приемника (RCVR). Узел 1054 приемника преобразует, оцифровывает и обрабатывает принятый сигнал и выдает поток выборок в демультиплексор (Demux) 1056. Демультиплексор 1056 выдает выборки в интервалах W-CDMA в демодулятор (Demod) 1060 W-CDMA, а выборки в интервалах E-MBMS - в демодулятор 1070 OFDM. Демодулятор 1060 W-CDMA обрабатывает принятые выборки способом, комплементарным обработке модулятором 1012 W-CDMA, и выдает оценки символов. Процессор 1062 данных приема (RX) W-CDMA обрабатывает (например, демодулирует, обращенно перемежает и декодирует) оценки символов и выдает декодированные данные для W-CDMA. Демодулятор 1070 OFDM выполняет демодуляцию OFDM над принятыми выборками и выдает оценки символов данных. Процессор 1072 RX-данных OFDM обрабатывает оценки символов данных и выдает декодированные данные для OFDM. В общем случае, обработка в терминале 120 является комплементарной обработке в базовой станции 110.

Контроллеры 1030 и 1080 управляют работой базовой станции 110 и терминала 120, соответственно. Узлы 1032 и 1082 памяти хранят управляющие коды и данные, используемые, соответственно, контроллерами 1030 и 1080. Контроллер 1030 и/или планировщик 1034 выделяет временные интервалы для нисходящей линии связи и восходящей линии связи, чтобы использовать либо W-CDMA, либо OFDM для каждого временного интервала, и выделяет временные интервалы физическим каналам E-MBMS.

Фиг.11 показывает структурную схему варианта осуществления процессора 1010 TX-данных W-CDMA. Данные для каждого транспортного канала (TrCH) выдаются в транспортных блоках в соответствующие секции 1110 обработки. В секции 1110 для каждого транспортного блока формируется значение контроля циклическим избыточным кодом (CRC) и прикрепляется к транспортному блоку (этап 1112). Значение CRC может использоваться для обнаружения ошибок. CRC-кодированные блоки последовательно сцепляются, а затем подразделяются на кодовые блоки равного размера (этап 1114). Каждый кодовый блок кодируется с помощью схемы кодирования (например, сверточного кода или турбокода) или не кодируется совсем (этап 1116). Выравнивание кадра радиосвязи может выполняться, чтобы заполнять свободные поля входной битовой последовательности, чтобы сегментировать выходной сигнал на целое количество сегментов данных равного размера (этап 1118). Биты затем перемежаются по 1, 2, 4 или 8 (10 мс) кадрам радиосвязи, чтобы обеспечить временное разнесение (этап 1120). Перемеженные биты сегментируются и отображаются в 10-миллисекундные кадры радиосвязи TrCH (этап 1122). Согласование скорости затем выполняется над битами в соответствии с параметрами согласования скорости, предоставленными более высоким уровнем (этап 1124).

Кадры радиосвязи TrCH из всех секций 1110 обработки сериями мультиплексируются в кодированный составной транспортный канал (CCTrCH) (этап 1132). Битовое скремблирование затем выполняется для рандомизации битов (этап 1134). Если используется более чем один физический канал, то биты сегментируются среди физических каналов (этап 1136). Биты в каждом кадре радиосвязи для каждого физического канала перемежаются, чтобы обеспечить дополнительное временное разнесение (этап 1138). Перемеженные кадры радиосвязи физического канала затем отображаются в надлежащие физические каналы (этап 1140).

Обработка процессором 1010 TX-данных для W-CDMA подробно описана в TS 25.212 3GPP. Обработка модулятором 1012 W-CDMA подробно описана в TS 25.213 3GPP. Эти документы общедоступны.

Фиг.12 показывает структурную схему варианта осуществления процессора 1020 TX-данных OFDM. Для ясности, фиг.12 показывает обработку для одного физического канала E-MBMS. В процессоре 1020 каждый транспортный блок для физического канала E-MBMS может блочно кодироваться (например, с помощью кода Рида-Соломона) или не кодироваться для формирования блочно кодированного блока (этап 1210). Значение CRC формируется и прикрепляется к блочно кодированному блоку (этап 1212). CRC-кодированный блок разделяется на один или множество кодовых блоков равного размера (этап 1214). Каждый кодовый блок кодируется с помощью схемы кодирования (например, сверточного кода или турбокода) или не кодируется совсем (этап 1216). Согласование скорости затем выполняется над кодовыми битами в соответствии с параметрами согласования скорости, предоставленными более высоким уровнем (этап 1218). Согласованные по скорости биты рандомизируются с помощью PN-последовательности (этап 1220), а затем перемежаются, чтобы обеспечить временное разнесение (этап 1222). Перемеженные биты отображаются в физический канал E-MBMS (этап 1224).

Фиг.12 показывает конкретный вариант осуществления обработки данных для OFDM. Обработка данных также может выполняться другими способами, что входит в объем изобретения. Для OFDM каждый транспортный канал может отображаться в один физический канал, а мультиплексирование транспортного канала на этапе 1132 по фиг.11 может быть опущено. Отображение потоков данных в транспортные каналы выполняется на более высоком уровне.

Для каждого физического канала E-MBMS турбокод и (n, k)-код Рида-Соломона могут применяться для временного разнесения и улучшения эксплуатационных показателей. Код Рида-Соломона может использоваться в качестве внешнего кода, а турбокод может использоваться в качестве внутреннего кода. Скорость (n, k)-кода Рида-Соломона может быть ограничена до (16, 12), (16, 14) и/или некоторых других скоростей кода, чтобы упростить блочное кодирование. В теории предпочтительно выполнять турбокодирование на протяжении полного интервала времени передачи (TTI), который является одним суперкадром для физического канала E-MBMS. Турбокод может использоваться в одиночку, без внешнего кода и, при достаточном перемежении, может использовать временное разнесение в системе. Однако с практической точки зрения, есть ограничения, накладываемые размером буфера декодера. В этих случаях длина кодированных турбокодом пакетов может быть ограничена, а временное разнесение может компоноваться с использованием внешнего кода. Внешний код может использоваться или не использоваться для каждой передачи OFDM. Главная роль внешнего кода состоит в том, чтобы содействовать компоновке временного разнесения.

Компоновка временного разнесения дополнительно облегчается описанными структурами кадров. Структура кадра может обеспечивать интервал TTI длительностью приблизительно в одну секунду (например, 1,28 секунды). В сравнении с TTI длительностью 80 мс для W-CDMA, TTI приблизительно в одну секунду для OFDM может улучшать эксплуатационные показатели, так как данные распределяются по множеству когерентных временных интервалов, где каждый когерентный временной интервал может быть равен нескольким миллисекундам. Передача данных трафика в пакетах на длительности TTI приблизительно в одну секунду также может снижать потребляемую мощность батареи питания. Для передачи E-MBMS терминал может периодически включаться для приема пакета, передаваемого в каждом внешнем кадре, и может находиться в неактивном режиме между пакетами для экономии мощности батареи питания. Каждый пакет может иметь длительность одного временного интервала или 0,667 мс. В противоположность этому терминалу может потребоваться быть включенным в течении длительности полного TTI, равной 80 мс, чтобы принять передачу W-CDMA.

Описанные структура кадра и методы передачи могут быть реализованы различными способами. Например, эти методы могут быть реализованы в аппаратных средствах, программном обеспечении или их сочетании. Для аппаратной реализации узлы обработки, используемые для распределения временных интервалов и обработки данных для разных методов радиосвязи в базовой станции, могут быть реализованы на одной или более специализированных интегральных схемах (ASIC), цифровых сигнальных процессорах (DSP), устройствах цифровой сигнальной обработки (DSPD), программируемых логических устройствах (PLD), программируемых пользователем вентильных матрицах (FPGA), процессорах, контроллерах, микроконтроллерах, микропроцессорах, электронных устройствах, других электронных узлах, предназначенных для выполнения описанных функций, или их комбинации. Узлы обработки, используемые для приема данных в терминале, также могут быть реализованы на одной или более ASIC, на DSP процессорах и так далее.

Для программной реализации методы могут быть реализованы модулями (например, процедурами, функциями и так далее), которые выполняют описанные функции. Коды программ могут храниться в узлах памяти (например, узле 1032 или 1082 памяти по фиг.10) и выполняться процессором (например, контроллером 1030 или 1080). Узел памяти может быть реализован в процессоре или быть внешним по отношению к процессору, и в этом случае он может быть связан с процессором с возможностью обмена данными через различные средства, которые известны в данной области техники.

Предшествующее описание раскрытых вариантов осуществления предоставлено, чтобы дать любому специалисту в данной области техники возможность реализовать или использовать настоящее изобретение. Различные модификации этих вариантов осуществления будут очевидны специалистам в данной области техники, а общие принципы, определенные в материалах настоящей заявки, могут применяться к другим вариантам осуществления без изменения сущности или объема изобретения. Таким образом, настоящее изобретение не ограничивается описанными вариантами осуществления, но должно соответствовать самому широкому объему, совместимому с описанными принципами и новыми признаками.

Claims (52)

1. Устройство для передачи данных в системе беспроводной связи, содержащее:
первый модулятор для формирования первого сигнала в соответствии с первым методом радиосвязи, причем первый сигнал предназначен для, по меньшей мере, одной одноадресной передачи;
второй модулятор для формирования второго сигнала в соответствии со вторым методом радиосвязи, причем второй сигнал предназначен для многоадресной передачи или широковещательной передачи; и мультиплексор для мультиплексирования первого сигнала в первый временной интервал и мультиплексирования второго сигнала во второй временной интервал.

2. Устройство по п.1, в котором первым методом радиосвязи является метод радиосвязи с расширенным спектром, а вторым методом радиосвязи является метод радиосвязи с множеством несущих.

3. Устройство по п.2, в котором вторым методом радиосвязи является мультиплексирование с ортогональным частотным разделением каналов (OFDM), множественный доступ с частотным разделением каналов с перемежением (IFDMA) или локализованный множественный доступ с частотным разделением каналов (LFDMA).

4. Устройство по п.1, в котором первым методом радиосвязи является мультиплексирование с ортогональным частотным разделением каналов (OFDM) для одноадресной передачи, а вторым методом радиосвязи является OFDM для многоадресной передачи или широковещательной передачи.

5. Устройство по п.1, в котором первый сигнал является сигналом широкополосного множественного доступа с кодовым разделением каналов (W-CDMA);
и второй сигнал является сигналом мультиплексирования с ортогональным частотным разделением каналов.

6. Устройство по п.5, дополнительно содержащее:
передатчик для формирования модулированного сигнала для мультиплексированных сигналов W-CDMA и OFDM и для передачи модулированного сигнала по нисходящей линии связи.

7. Устройство по п.5, в котором второй модулятор формирует, по меньшей мере, один символ OFDM и формирует сигнал OFDM с, по меньшей мере, одним символом OFDM.

8. Устройство по п.5, в котором второй модулятор формирует три символа OFDM и формирует сигнал OFDM с тремя символами OFDM.

9. Устройство по п.7, в котором длительность каждого символа OFDM выбирается на основании ожидаемого разброса задержек и времени когерентности линии связи.

10. Способ передачи данных в системе беспроводной связи, состоящий в том, что:
формируют сигнал широкополосного множественного доступа с кодовым разделением каналов (W-CDMA), причем сигнал W-CDMA предназначен для, по меньшей мере, одной одноадресной передачи;
формируют сигнал мультиплексирования с ортогональным частотным разделением каналов (OFDM), причем сигнал OFDM предназначен для многоадресной передачи или широковещательной передачи;
мультиплексируют сигнал W-CDMA в первый временной интервал; и мультиплексируют сигнал OFDM во второй временной интервал.

11. Способ по п.10, в котором формирование сигнала OFDM состоит в том, что:
формируют, по меньшей мере, один символ OFDM; и
формируют сигнал OFDM с, по меньшей мере, одним символом OFDM.

12. Способ по п.10, дополнительно состоящий в том, что:
формируют модулированный сигнал для мультиплексированных сигналов W-CDMA и OFDM; и
передают модулированный сигнал по нисходящей линии связи.

13. Устройство для передачи данных в системе беспроводной связи, содержащее:
средство для формирования сигнала широкополосного множественного доступа с кодовым разделением каналов (W-CDMA), причем сигнал W-CDMA предназначен для, по меньшей мере, одной одноадресной передачи;
средство для формирования сигнала мультиплексирования с ортогональным частотным разделением каналов (OFDM), причем сигнал OFDM предназначен для многоадресной передачи или широковещательной передачи;
средство для мультиплексирования сигнала W-CDMA в первый временной интервал; и
средство для мультиплексирования сигнала OFDM во второй временной интервал.

14. Устройство по п.13, в котором средство для формирования сигнала OFDM содержит:
средство для формирования, по меньшей мере, одного символа OFDM; и
средство для формирования сигнала OFDM с, по меньшей мере, одним символом OFDM.

15. Устройство по п.13, дополнительно содержащее:
средство для формирования модулированного сигнала для мультиплексированных сигналов W-CDMA и OFDM; и
средство для передачи модулированного сигнала по нисходящей линии связи.

16. Устройство для передачи данных в системе беспроводной связи, содержащее:
контроллер для выбора, по меньшей мере, одного метода радиосвязи из множества методов радиосвязи для каждого временного интервала в каждом внешнем кадре суперкадра, причем каждый метод радиосвязи из множества методов радиосвязи поддерживает связь для множества пользователей в системе беспроводной связи, при этом суперкадр содержит множество внешних кадров, а каждый внешний кадр содержит множество временных интервалов, и контроллер выбирает множество методов радиосвязи для использования в течение, по меньшей мере, одного временного интервала суперкадра; и
процессор для обработки данных для каждого временного интервала в соответствии с, по меньшей мере, одним методом радиосвязи, выбранным для временного интервала.

17. Устройство по п.16, в котором множество временных интервалов в каждом внешнем кадре используется для передачи нисходящей линии связи.

18. Устройство по п.16, в котором каждый из множества временных интервалов в каждом внешнем кадре применим для передачи нисходящей линии связи или восходящей линии связи.

19. Устройство по п.16, в котором контроллер выбирает, по меньшей мере, один метод радиосвязи из множества методов радиосвязи для каждого временного интервала каждого кадра в каждом внешнем кадре суперкадра, при этом суперкадр содержит множество внешних кадров, каждый внешний кадр содержит множество кадров, а каждый кадр содержит, по меньшей мере, два временных интервала.

20. Устройство по п.19, в котором контроллер выбирает широкополосный множественный доступ с кодовым разделением каналов (W-CDMA) для, по меньшей мере, одного временного интервала в каждом кадре и выбирает W-CDMA или мультиплексирование с ортогональным частотным разделением каналов (OFDM) для каждого оставшегося временного интервала в кадре.

21. Устройство по п.19, в котором для каждого кадра, по меньшей мере, один временной интервал используется для передачи нисходящей линии связи, по меньшей мере, один временной интервал используется для передачи восходящей линии связи, а каждый оставшийся временной интервал применим для передачи нисходящей линии связи или восходящей линии связи.

22. Устройство по п.19, в котором для каждого кадра, по меньшей мере, один временной интервал используется для передачи восходящей линии связи, а каждый оставшийся временной интервал применим для передачи нисходящей линии связи или восходящей линии связи.

23. Устройство по п.19, в котором каждый кадр имеет длительность 10 мс и содержит 15 временных интервалов.

24. Устройство по п.16, в котором суперкадр имеет длительность, приблизительно равную одной секунде.

25. Способ передачи данных в системе беспроводной связи, состоящий в том, что:
выбирают, по меньшей мере, один метод радиосвязи из множества методов радиосвязи для каждого временного интервала в каждом внешнем кадре суперкадра, причем каждый метод радиосвязи из множества методов радиосвязи поддерживает связь для множества пользователей в системе беспроводной связи, при этом суперкадр содержит множество внешних кадров, а каждый внешний кадр содержит множество временных интервалов, причем множество методов радиосвязи выбирается для использования в течение, по меньшей мере, одного временного интервала суперкадра; и
обрабатывают данные для каждого временного интервала в соответствии с, по меньшей мере, одним методом радиосвязи, выбранным для временного интервала.

26. Способ по п.25, в котором выбор, по меньшей мере, одного метода радиосвязи состоит в том, что
выбирают, по меньшей мере, один метод радиосвязи из множества методов радиосвязи для каждого временного интервала каждого кадра в каждом внешнем кадре суперкадра, при этом суперкадр содержит множество внешних кадров, каждый внешний кадр содержит множество кадров, а каждый кадр содержит, по меньшей мере, два временных интервала.

27. Способ по п.25, в котором выбор, по меньшей мере, одного метода радиосвязи состоит в том, что:
выбирают широкополосный множественный доступ с кодовым разделением каналов (W-CDMA) для, по меньшей мере, одного временного интервала в каждом кадре, при этом суперкадр содержит множество внешних кадров, каждый внешний кадр содержит множество кадров, а каждый кадр содержит, по меньшей мере, два временных интервала; и
выбирают W-CDMA или мультиплексирование с ортогональным частотным разделением каналов (OFDM) для каждого оставшегося временного интервала в каждом кадре.

28. Устройство для передачи данных в системе беспроводной связи, содержащее:
средство для выбора, по меньшей мере, одного метода радиосвязи из множества методов радиосвязи для каждого временного интервала в каждом внешнем кадре суперкадра, причем каждый метод радиосвязи из множества методов радиосвязи поддерживает связь для множества пользователей в системе беспроводной связи, при этом суперкадр содержит множество внешних кадров, а каждый внешний кадр содержит множество временных интервалов, при этом множество методов радиосвязи выбирается для использования в течение, по меньшей мере, одного временного интервала суперкадра; и
средство для обработки данных для каждого временного интервала в соответствии с, по меньшей мере, одним методом радиосвязи, выбранным для временного интервала.

29. Устройство для передачи данных в системе беспроводной связи, содержащее:
контроллер для выделения физическому каналу, по меньшей мере, одного временного интервала в каждом внешнем кадре суперкадра, при этом суперкадр содержит множество внешних кадров, а каждый внешний кадр содержит множество временных интервалов, причем множество методов радиосвязи применимы для множества временных интервалов в каждом внешнем кадре суперкадра, каждый метод радиосвязи из множества методов радиосвязи поддерживает связь для множества пользователей в системе беспроводной связи, и множество методов радиосвязи выбирается для использования в течение, по меньшей мере, одного временного интервала суперкадра; и
мультиплексор для мультиплексирования данных для физического канала в, по меньшей мере, один временной интервал, выделенный физическому каналу в каждом внешнем кадре суперкадра.

30. Устройство по п.29, в котором контроллер выделяет физическому каналу, по меньшей мере, один временной интервал при одинаковом размещении каждого внешнего кадра в суперкадре.

31. Устройство по п.29, в котором физический канал предназначен для одноадресной передачи, посылаемой на отдельный терминал.

32. Устройство по п.29, в котором физический канал предназначен для многоадресной передачи или широковещательной передачи, посылаемой на множество терминалов.

33. Устройство по п.29, дополнительно содержащее:
процессор для кодирования данных для физического канала на основании схемы кодирования и для отображения кодированных данных для физического канала в символы модуляции на основании схемы модуляции, при этом схема кодирования и схема модуляции выбираются для физического канала для суперкадра.

34. Устройство по п.33, в котором процессор кодирует данные для физического канала с помощью блочного кода и дополнительно кодирует кодированные блочным кодом данные с помощью сверточного кода или турбокода.

35. Устройство по п.29, дополнительно содержащее:
модулятор для выполнения модуляции мультиплексирования с ортогональным частотным разделением каналов (OFDM) для физического канала.

36. Устройство по п.29, дополнительно содержащее:
передатчик для передачи данных для физического канала в множестве пакетов по множеству внешних кадров суперкадра.

37. Устройство по п.29, в котором физический канал передает данные для услуги широковещательной передачи.

38. Устройство по п.29, в котором контроллер выделяет физическому каналу, по меньшей мере, один временной интервал в, по меньшей мере, одном кадре каждого внешнего кадра в суперкадре, при этом суперкадр содержит множество внешних кадров, каждый внешний кадр содержит множество кадров, а каждый кадр содержит, по меньшей мере, два временных интервалах.

39. Способ передачи данных в системе беспроводной связи, состоящий в том, что:
выделяют физическому каналу, по меньшей мере, один временной интервал в каждом внешнем кадре суперкадра, при этом суперкадр содержит множество внешних кадров, а каждый внешний кадр содержит множество временных интервалов, причем множество методов радиосвязи применимы для множества временных интервалов в каждом внешнем кадре суперкадра, каждый метод радиосвязи из множества методов радиосвязи поддерживает связь для множества пользователей в системе беспроводной связи, и множество методов радиосвязи выбирается для использования в течение, по меньшей мере, одного временного интервала суперкадра; и
мультиплексируют данные для физического канала в, по меньшей мере, один временной интервал, выделенный физическому каналу в каждом внешнем кадре суперкадра.

40. Способ по п.39, дополнительно состоящий в том, что:
кодируют данные для физического канала на основании схемы кодирования, выбранной для физического канала для суперкадра; и отображают кодированные данные для физического канала в символы модуляции на основании схемы модуляции, выбранной для физического канала для суперкадра.

41. Способ по п.39, дополнительно состоящий в том, что:
передают данные для физического канала в множестве пакетов по множеству внешних кадров суперкадра.

42. Устройство для передачи данных в системе беспроводной связи, содержащее:
средство для выделения физическому каналу, по меньшей мере, одного временного интервала в каждом внешнем кадре суперкадра, при этом суперкадр содержит множество внешних кадров, а каждый внешний кадр содержит множество временных интервалов, причем множество методов радиосвязи применимы для множества временных интервалов в каждом внешнем кадре суперкадра, каждый метод радиосвязи из множества методов радиосвязи поддерживает связь для множества пользователей в системе беспроводной связи, и множество методов радиосвязи выбирается для использования в течение, по меньшей мере, одного временного интервала суперкадра; и
средство для мультиплексирования данных для физического канала в, по меньшей мере, один временной интервал, выделенный физическому каналу в каждом внешнем кадре суперкадра.

43. Устройство по п.42, дополнительно содержащее:
средство для кодирования данных для физического канала на основании схемы кодирования, выбранной для физического канала для суперкадра; и средство для отображения кодированных данных для физического канала в символы модуляции на основании схемы модуляции, выбранной для физического канала для суперкадра.

44. Устройство по п.42, дополнительно содержащее:
средство для передачи данных для физического канала в множестве пакетов по множеству внешних кадров суперкадра.

45. Устройство для обработки принятых данных в системе беспроводной связи, содержащее:
демультиплексор для приема выборок, чтобы обеспечивать выборки для сигнала широкополосного множественного доступа с кодовым разделением каналов (W-CDMA), переданного в первом временном интервале, и обеспечивать выборки для сигнала мультиплексирования с ортогональным частотным разделением каналов (OFDM), переданного во втором временном интервале;
первый демодулятор для обработки выборок для сигнала W-CDMA; и второй демодулятор для обработки выборок для сигнала OFDM;
при этом сигнал W-CDMA предназначен для, по меньшей мере, одной одноадресной передачи, и сигнал OFDM предназначен для многоадресной передачи или широковещательной передачи.

46. Способ обработки принятых данных в системе беспроводной связи, состоящий в том, что:
принимают сигнал широкополосного множественного доступа с кодовым разделением каналов (W-CDMA) в первом временном интервале;
принимают сигнал мультиплексирования с ортогональным частотным разделением каналов (OFDM) во втором временном интервале;
обрабатывают принятый сигнал W-CDMA для получения данных, переданных с использованием W-CDMA; и
обрабатывают принятый сигнал OFDM для получения данных, переданных с использованием OFDM;
при этом сигнал W-CDMA предназначен для, по меньшей мере, одной одноадресной передачи, и сигнал OFDM предназначен для многоадресной передачи или широковещательной передачи.

47. Устройство для обработки принятых данных в системе беспроводной связи, содержащее:
контроллер для определения, по меньшей мере, одного временного интервала, выделенного физическому каналу в каждом внешнем кадре суперкадра, при этом суперкадр содержит множество внешних кадров, а каждый внешний кадр содержит множество временных интервалов, причем множество методов радиосвязи применимы для множества временных интервалов в каждом внешнем кадре суперкадра, каждый метод радиосвязи из множества методов радиосвязи поддерживает связь для множества пользователей в системе беспроводной связи, и множество методов радиосвязи выбирается для использования в течение, по меньшей мере, одного временного интервала суперкадра; и
демультиплексор для обеспечения выборок, принятых в, по меньшей мере, одном временном интервале, выделенном физическому каналу в каждом внешнем кадре суперкадра.

48. Устройство по п.47, дополнительно содержащее:
демодулятор для выполнения демодуляции мультиплексирования с ортогональным частотным разделением каналов (OFDM) над выборками для физического канала и обеспечения символов для физического канала.

49. Устройство по п.48, дополнительно содержащее:
процессор для демодуляции и декодирования символов для физического канала на основании схемы модуляции и схемы кодирования, выбранных для физического канала для суперкадра.

50. Способ обработки принятых данных в системе беспроводной связи, состоящий в том, что:
определяют, по меньшей мере, один временной интервал, выделенный физическому каналу в каждом внешнем кадре суперкадра, при этом суперкадр содержит множество внешних кадров, а каждый внешний кадр содержит множество временных интервалов, причем множество методов радиосвязи применимы для множества временных интервалов в каждом внешнем кадре суперкадра, каждый метод радиосвязи из множества методов радиосвязи поддерживает связь для множества пользователей в системе беспроводной связи, и множество методов радиосвязи выбирается для использования в течение, по меньшей мере, одного временного интервала суперкадра; и
демультиплексируют выборки, принятые в, по меньшей мере, одном временном интервале, выделенном физическому каналу в каждом внешнем кадре суперкадра.

51. Способ по п.50, дополнительно состоящий в том, что:
выполняют демодуляцию мультиплексирования с ортогональным частотным разделением каналов (OFDM) над выборками для физического канала, чтобы получить символы для физического канала;
демодулируют символы для физического канала на основании схемы модуляции, выбранной для физического канала для суперкадра; и декодируют демодулированные данные для физического канала на основании схемы кодирования, выбранной для физического канала для суперкадра.

52. Машиночитаемый носитель для передачи данных в системе беспроводной связи, причем машиночитаемый носитель содержит инструкции, выполняемые для:
формирования сигнала широкополосного множественного доступа с кодовым разделением каналов (W-CDMA), причем сигнал W-CDMA предназначен для, по меньшей мере, одной одноадресной передачи;
формирования сигнала мультиплексирования с ортогональным частотным разделением каналов (OFDM), причем сигнал OFDM предназначен для многоадресной передачи или широковещательной передачи;
мультиплексирования сигнала W-CDMA в первый временной интервал; и мультиплексирования сигнала OFDM во второй временной интервал.

Images