Канальна архітектура і спосіб передачі даних у зворотному каналі системи безпровідного зв’язку (варіанти) та спосіб контролю потужності передачі у зворотному допоміжному каналі і віддалений термінал у такій системі

Номер патенту: 74413

Опубліковано: 15.12.2005

Автори: Чен Тао, Тідеманн Едвард Г., молодший, Джаїн Авінаш

Завантажити PDF файл.

Формула / Реферат

1. Канальна архітектура, здатна підтримувати передачу даних у зворотному каналі зв'язку системи безпровідного зв'язку, яка включає:

- зворотний основний канал, якому можна надати конфігурації для передачі даних і сигналів у зворотному каналі,

- зворотний допоміжний канал, який можна призначити і якому можна надати конфігурації для передачі пакетних даних у зворотному каналі,

- зворотний канал контролю, якому можна надати конфігурації для передачі сигналів у зворотному каналі, і

- прямий канал контролю потужності, якому можна надати конфігурації для передачі першого і другого потоків контролю потужності для зворотного каналу для певного віддаленого термінала, причому

перший потік контролю потужності використовується для контролю потужності передачі зворотного допоміжного каналу у комбінації з щонайменше одним іншим зворотним каналом зв'язку і

другий потік контролю потужності використовується для контролю характеристик передачі зворотного допоміжного каналу.

2. Канальна архітектура за п. 1, яка відрізняється тим, що другий потік контролю потужності використовується для контролю потужності передачі зворотного допоміжного каналу відносно потужності передачі призначеного зворотного каналу зв'язку.

3. Канальна архітектура за п. 1, яка відрізняється тим, що другий потік контролю потужності використовується для контролю швидкості передачі даних зворотного допоміжного каналу.

4. Канальна архітектура за п. 1, яка відрізняється тим, що додатково включає прямий канал підтвердження, якому можна надати конфігурації для передачі у прямому каналі сигналів, що вказують приймальний статус передачі пакетних даних у зворотному каналі.

5. Канальна архітектура за п. 4, яка відрізняється тим, що конфігурації прямого каналу підтвердження можна пристосувати для передачі підтвердження або негативного підтвердження для кожного кадру даних, переданого у зворотному допоміжному каналі.

6. Канальна архітектура за п. 5, яка відрізняється тим, що підтвердження або негативне підтвердження для кожного переданого кадру даних передається багаторазово у прямому каналі підтвердження.

7. Канальна архітектура за п. 1, яка відрізняється тим, що зворотному каналу контролю можна надати конфігурації для передачі сигналів, які використовуються для призначення і вивільнення зворотного допоміжного каналу.

8. Канальна архітектура за п. 1, яка відрізняється тим, що додатково включає зворотний канал індикації швидкості передачі даних, якому можна надати конфігурації для передачі у зворотному каналі інформації стосовно передачі пакетних даних у зворотному каналі.

9. Канальна архітектура, здатна підтримувати передачу даних у зворотному каналі зв'язку системи безпровідного зв'язку, яка включає:

- зворотний основний канал, якому можна надати конфігурації для передачі даних і сигналів у зворотному каналі,

- зворотний допоміжний канал, який можна призначити і якому можна надати конфігурації для передачі пакетних даних у зворотному каналі,

- зворотний канал контролю, якому можна надати конфігурації для передачі сигналів у зворотному каналі, і

- прямий канал контролю потужності, якому можна надати конфігурації для передачі першого і другого потоків контролю потужності для зворотного каналу для певного віддаленого термінала, причому

перший потік контролю потужності використовується для контролю потужності передачі зворотного допоміжного каналу у комбінації з щонайменше одним іншим зворотним каналом зв'язку і

другий потік контролю потужності використовується для контролю характеристик передачі групи віддалених терміналів.

10. Канальна архітектура за п. 9, яка відрізняється тим, що другий потік контролю потужності в однаковій мірі використовується для контролю потужності передачі або швидкості передачі групи віддалених терміналів.

11. Канальна архітектура за п. 9, яка відрізняється тим, що другий потік контролю потужності використовується для вмикання і вимикання передач у зворотних допоміжних каналах, призначених групі віддалених терміналів.

12. Спосіб передачі даних у зворотному каналі системи безпровідного зв'язку, який включає:

- передачу кадру даних у зворотному каналі через канал даних,

- тимчасове зберігання кадру даних у буфері,

- моніторинг у прямому каналі повідомлення, що вказує на приймальний статус переданого кадру даних, і

- обробку кадру даних згідно з прийнятим повідомленням.

13. Спосіб за п. 12, який відрізняється тим, що обробка включає стирання кадру даних з буфера, якщо повідомлення вказує на нормальний прийом переданого кадру даних.

14. Спосіб за п. 12, який відрізняється тим, що обробка включає повторну передачу кадру даних, якщо повідомлення вказує на хибний прийом переданого кадру даних.

15. Спосіб за п. 12, який відрізняється тим, що обробка включає зберігання кадру даних у буфері, якщо повідомлення не було виявлене належним чином.

16. Спосіб за п. 12, який відрізняється тим, що додатково включає моніторинг другого повідомлення, а обробка кадру даних базується на прийнятих одному або декількох повідомленнях для кадру даних.

17. Спосіб за п. 16, який відрізняється тим, що додатково включає комбінування прийнятих повідомлень для кадру даних для одержання більш надійного повідомлення.

18. Спосіб за п. 12, який відрізняється тим, що додатково включає ідентифікацію переданого кадру даних порядковим номером.

19. Спосіб за п. 18, який відрізняється тим, що додатково включає передачу порядкового номера переданого кадру даних через сигнальний канал.

20. Спосіб за п. 12, який відрізняється тим, що додатково включає ідентифікацію переданого кадру як переданого вперше або переданого повторно.

21. Спосіб передачі даних у зворотному каналі системи безпровідного зв'язку, який включає:

- передачу кадру даних у зворотному каналі через канал даних,

- тимчасове зберігання кадру даних у буфері,

- моніторинг у прямому каналі повідомлення, що вказує приймальний статус переданого кадру даних, і

- повторну передачу кадру даних, якщо повідомлення вказує на хибний прийом переданого кадру даних,

- стирання кадру даних з буфера, якщо повідомлення вказує на нормальний прийом переданого кадру даних, і

- зберігання кадру даних у буфері, якщо повідомлення не було виявлене належним чином.

22. Спосіб контролю потужності передачі у зворотному допоміжному каналі зв'язку системи безпровідного зв'язку, який включає:

- прийом першого потоку контролю потужності для контролю потужності передачі допоміжного каналу у комбінації з щонайменше одним іншим зворотним каналом зв'язку і

- прийом другого потоку контролю потужності для контролю характеристик передачі допоміжного каналу і

- корекцію потужності передачі і характеристик допоміжного каналу, базовану на першому і другому потоках контролю потужності.

23. Спосіб за п. 22, який відрізняється тим, що другий потік контролю потужності контролює потужність передачі допоміжного каналу відносно потужності передачі призначеного зворотного каналу зв'язку.

24. Спосіб за п. 22, який відрізняється тим, що другий потік контролю потужності контролює швидкість передачі даних допоміжного каналу.

25. Спосіб за п. 22, який відрізняється тим, що другий потік контролю потужності вмикає і вимикає передачу у допоміжному каналі.

26. Спосіб за п. 22, який відрізняється тим, що потужність передачі допоміжного каналу коригується у відповідь на другий потік контролю потужності більшими кроками, ніж у відповідь на перший потік контролю потужності.

27. Спосіб за п. 22, який відрізняється тим, що другий потік контролю потужності призначається сукупності віддалених терміналів.

28. Спосіб за п. 27, який відрізняється тим, що допоміжні канали для сукупності віддалених терміналів контролюються однаково другим потоком контролю потужності.

29. Віддалений термінал у системі безпровідного зв'язку, який включає:

- передавальний процесор даних, якому можна надати конфігурації для обробки і передачі

даних і сигналів у зворотному основному каналі,

пакетних даних у призначеному зворотному допоміжному каналі,

сигналів у зворотному каналі контролю і

інформації стосовно передачі пакетних даних у зворотному каналі індикації;

- приймальний процесор даних, якому можна надати конфігурації для прийому сукупності потоків контролю потужності у прямому каналі контролю потужності; і

- контролер, операційно з'єднаний з передавальним і приймальним процесорами даних, і конфігурований контролювати одну або декілька характеристик передачі зворотного допоміжного каналу, базуючись на сукупності потоків контролю потужності.

30. Віддалений термінал за п. 29, який відрізняється тим, що приймальному процесору даних можна додатково надати конфігурації для прийому, у прямому каналі підтвердження, сигналів, що вказують на приймальний статус передачі пакетних даних у зворотному допоміжному каналі.

Текст

Винахід стосується взагалі передачі даних, зокрема нової удосконаленої архітектури зворотного каналу зв'язку для систем безпровідного зв'язку. Системи безпровідного зв'язку забезпечують різні типи зв'язку, включаючи обслуговування голосу і пакетів даних. Ці системи можуть базуватись на паралельному доступі з кодовим ущільненням каналів (CDMA), з розділенням часу (TDMA) або застосуванням інших типів модуляції. Системи CDMA надають певні переваги над іншими системами, зокрема підвищують місткість системи. У системі безпровідного зв'язку користувач з користувацьким терміналом (наприклад, стільниковим телефоном) підтримує зв'язок з іншим користувачем передачами у прямому і зворотному каналах через одну або декілька базових станцій (БС). Прямий (низхідний) канал зв'язку використовується для передач від БС до користувацького терміналу, зворотний (висхідний) канал - для передач від користувацького терміналу до БС. Прямому і зворотному каналам звичайно призначають різні частоти і спосіб називають мультиплексуванням з частотним розділенням (FDM). Характеристики передач пакетних даних у прямому і зворотному каналах звичайно є дуже різними. У прямому каналі БС звичайно знає, чи має вона дані для передачі, кількість даних і ідентифікацію користувацьких терміналів-реципієнтів. БС також може бути забезпечена "якістю", яку має кожний приймаючий користувацький термінал і яка може бути інтерпретована як потрібна кількість потужності передачі на біт. Базуючись на цій інформації БС може завжди ефективно планувати передачі даних до віддалених терміналів і вибирати швидкості передачі даних, які забезпечують бажаний рівень обслуговування. У зворотному каналі БС звичайно не знає a priori, які користувацькі термінали мають пакетні дані для передачі і скільки. БС звичайно має інформацію про ефективність кожного користувацького терміналу, яка може бути репрезентована відношенням енергії на біт до повного шуму плюс інтерференція, Ec/No+lo, необхідним у БС для коректного прийому переданих даних. Завдяки цьому БС може згідно з вимогами призначати ресурси користувацьким терміналам, якщо вони є. Невизначеність вимог користувача є причиною значних коливань у зворотному каналі. Якщо одночасно ведуть передачі багато користувачів, БС зазнає значної інтерференції. Потужність передачі від віддалених терміналів може потребувати підвищення для забезпечення бажаного Ec/(No+lo), а це призводить до підвищення рівня інтерференції. Подальше підвищення потужності передачі може врешті призвести до заглушування, тобто неможливості нормального прийому від значної частини віддалених терміналів. Це спричиняється нездатністю віддаленого термінала вести передачу з достатньою потужністю у зворотному каналі до БС. У системі CDMA навантаження зворотного каналу часто характеризується показником, який називають "перевищення термального рівня" і який є відношенням повної прийнятої енергії до теплового шуму у приймачі БС. Існує базована на обчисленнях для CDMA теоретична крива, що показує залежність перевищення термального рівня від навантаження. Навантаження, при якому перевищення термального рівня є нескінченним, часто називають "полюсом". Навантаження, яке викликає перевищення термального рівня 3дБ є приблизно 50%-им, що відповідає здатності полюса обслуговувати приблизно половину користувачів. З підвищенням кількості користувачів і швидкостей передачі зростає навантаження. З зростанням навантаження зростає рівень потужності передачі віддаленого термінала. Перевищення термального рівня і навантаження каналу детально розглядаються [у роботі A.J.Viterbi, "CDMA: Principles of Spread Spectrum Communication (CDMA: Принципи зв'язку з розширенням спектра)", Addison-Wesley Wireless Communications Series, May 1995, ISBN 0201633744], включеній у цей опис посиланням. Робота Вітербі дає класичні рівняння, які показують співвідношення між перевищенням термального, кількістю користувачів і швидкостями передачі від користувачів. Ці рівняння показують також, що пропускна здатність (у біт/с) підвищується, якщо менша кількість користувачів передають з великою швидкістю, ніж коли більша кількість користувачів передає з нижчою швидкістю. Це зумовлюється інтерференцією між користувачами. У типовій системі CDMA швидкості передачі багатьох користувачів постійно змінюються. Наприклад, у системі IS-95 або cdma2000 голосовий користувач звичайно передає з однією з 4 швидкостей відповідно до голосової активності у віддаленому терміналі [див. патенти США 5 657 420, 5 778 734 і 5 742 734]. Користувачі даних також постійно змінюють швидкості передачі. Все це створює значні відхилення у кількості даних, що одночасно передаються, і, отже, значні коливання перевищення термального рівня. Отже, існує потреба у структурі зворотного канапу зв'язку, здатній забезпечувати високу якість передачі пакетних даних з ура хуванням характеристик передачі даних у зворотних каналах. Варіанти винаходу дають механізми ефективного і зручного призначення і використання ресурсів зворотного каналу. Згідно з одним з аспектів, запропоновано механізми швидкого призначення ресурсів (наприклад, допоміжних каналів) за потребою і швидкого вивільнення ресурсів, якщо вони не потрібні або якщо треба зберегти стабільність системи. Ресурси зворотного каналу можуть бути швидко призначені і вивільнені обміном короткими повідомленнями у прямому і зворотному каналах контролю. У іншому аспекті запропоновано механізми, що забезпечують ефективну і надійну передачу даних. Зокрема, використовується надійна схема підтвердження/негативного підтвердження і ефективної повторної передачі. Згідно з іншим аспектом, передбачено механізми контролю потужності передачі і/або швидкості передачі даних віддаленими терміналами для забезпечення високої якості і запобігання нестабільності. Згідно з ще одним аспектом, винахід дає структуру каналу, здатну забезпечити зазначені вище якості. Ці і інші аспекти детально описані нижче. Наведений далі опис втілень пояснює способи, структури каналів і пристрої, які реалізують різні аспекти, втілення і особливості винаходу. Особливості, об'єкти і переваги винаходу де тально розглядаються у наведеному подальшому описі з посиланнями на креслення, у яких: Фіг.1 - схема системи безпровідного зв'язку, яка обслуговує велику кількість користувачів, Фіг.2 - спрощена блок-схема втілень БС і віддаленого термінала, Фіг.3А, 3В - схеми структур, відповідно, зворотного і прямого каналів, Фіг.4 - схема сеансу зв'язку між віддаленим терміналом і БС для призначення допоміжного каналу (RSCH), Фіг.5А, 5В - схеми, що ілюструють передачу даних і передачу повідомлення ACK/NAK для двох варіантів, Фіг.6А, 6В - схеми, що ілюструють підтверджуючі послідовності з короткою і довгою затримками підтвердження, відповідно, Фіг.7 - схема операцій, що ілюструє передачу з змінною швидкістю у R-SCH з швидким контролем перевантаження, згідно з одним з втілень винаходу, і Фіг.8 - схема, що ілюстр ує можливі удосконалення швидкого контролю R-SCH. Фіг.1 містить схему системи 100 безпровідного зв'язку, яка обслуговує багато користувачів і є придатною для втілення різних аспектів винаходу. Система 100 забезпечує зв'язок для сукупності комірок, кожна з яких обслуговується відповідною БС 104, які називають також базовими трансіверними системами (БТС). У системі 100 розсіяні різні віддалені термінали, кожен з яких у будь-який момент може мати зв'язок у прямому і зворотному каналах з однією або більше БС 104 залежно від того, чи є цей термінал активним і чи знаходиться або ні у стані м'якої передачі зв'язку. Прямим називають канал передачі від БС 104 до видаленого термінала 106, а зворотним - канал передачі від віддаленого термінала 106 до БС 104. БС 104а має зв'язок з віддаленими терміналами 106а, 106b, 106с і 106d, а БС 104b - з віддаленими терміналами 106d, 106е і 106f. Віддалений термінал 106d знаходиться у процесі м'якої передачі зв'язку і має одночасний зв'язок з БС 104а і 104b. У системі 100 контролер 102 БС (КБС) з'єднує БС 104 і може, крім того, забезпечувати з'єднання з комунальною комутаторною телефонною системою (ККТМ). З'єднання з ККТМ звичайно здійснюється через комутаторний центр мобілів (КЦМ) (не показаний). КБС 102 може також забезпечувати з'єднання з пакетною мережею, звичайно, через вузол обслуговування пакетних даних (ВОПД) (не показаний). КБС 102 здійснює координацію і керування з'єднаними з ним БС, а також керує визначенням маршрутів для телефонних сеансів зв'язку між віддаленими терміналами 106 і між віддаленими терміналами і користувачами ККТМ (тобто звичайними телефонами) через БС 104. Система 100 може бути побудована підтримувати один або більше стандартів CDMA, наприклад, (1) ТІА/ЕІА IS-95-B ("Стандарт сумісності мобільних і базових станцій для широкосмугових систем двостороннього зв'язку розширеного спектру"), (2) стандарт ТІА/ЕІА IS-2000.2 фізичного рівня для систем cdma2000 розширеного спектра, (3) стандарт W-CDMA, запропонований консорціумом "Проект партнерства 3-го покоління" (3GPP) у документах 3G TS 25.211, 3G TS 25.212, 3G TS 25.213 і 3G TS 25.214, (4) стандарт ТІА/ЕІА IS-2000.5 верхнього рівня для систем cdma2000 розширеного спектра, стандарт, запропонований консорціумом 3-го покоління" (3GPP2) у документах C.S0002-A, C.S0005-A, C.S0010-A, C.S0011-A і C.S0026 (стандарт cdma2000) і (5) деякі, інші стандарти. Фіг.2 містить спрощену блок-схему БС 104 і віддаленого термінала 106, придатних для втілення аспектів винаходу. Під час сеансів зв'язку між БС 104 і віддаленим терміналом 106 відбувається обмін голосовими або пакетними даними і/або повідомленнями, які включають повідомлення, призначені для встановлення сеансу зв'язку між БС і віддаленим терміналом, і повідомлення, призначені для контролю передачі даних (наприклад, контролю потужності, інформації щодо швидкості передачі, підтверджень тощо). Деякі з цих повідомлень детально розглядаються нижче. Для зворотного каналу у віддаленому терміналі 106 голосові і/або пакетні дані (наприклад, від джерела 210 даних) і повідомлення (наприклад, від контролера 230) надходять до процесора 212, який форматує і кодує дані і повідомлення за однією або декількома схемами кодування для генерування кодованих даних. Кожна така схема може включати будь-яку комбінацію перевірки за циклічною надмірністю (КЦН, CRC), кодування з згорткою, турбокодування, блочного кодування або іншого кодування, або відсутності кодування. Звичайно голосові дані, пакетні дані і повідомлення кодуються за різними схемами, і різні типи повідомлень також кодуються по-різному. Кодовані дані надходять до модулятора 214, де піддаються подальшій обробці (наприклад, покриваються, розширюються короткими псевдошумовими (ПШ) послідовностями і скремблюються довгими ПШ послідовностями, призначеними користувацькому терміналу). Модульовані дані надходять до передавального вузла 216 і піддаються остаточному доведенню (наприклад, перетворенню у один або декілька аналогових сигналів, підсиленню, фільтруванню і квадратурній модуляції. Сигнал зворотного каналу через антенний перемикач 218 надходить до антени 220 і передається до БС 104. У БС 104 сигнал зворотного каналу приймається антеною 250 і через антенний перемикач 252 спрямовується до приймального вузла 254, який піддає його попередній обробці (наприклад, фільтрує, підсилює, знижує частоту і цифрує) і формує зразки. Демодулятор 256 приймає і обробляє (наприклад, згортає, видаляє покриття і демодулює пілот-сигнал) зразки для одержання символів без покриття. Демодулятор має приймач типу "rake" і обробляє декілька екземплярів прийнятого сигналу і генерує комбіновані символи. Приймальний процесор 258 даних декодує ці символи для одержання даних і повідомлень, переданих у зворотному каналі. Одержані голосові/пакетовані дані надходять до споживача даних 260 і, можливо, до контролера 270. Обробка демодулятором 256 і приймальним процесором 258 є комплементарною до обробки у віддаленому терміналі 106. Демодулятор 256 і процесор 258 можуть також обробляти декілька передач, прийнятих через різні канали, наприклад зворотний основний канал (R-FCH) і зворотний допоміжний канал (R-SCH). Передачі можуть прийматись одночасно від багатьох віддалених терміналів, кожний з яких може передавати у зворотному основному каналі, у зворотному допоміжному каналі або у обох. У прямому каналі у БС 104 голосові і/або пакетні дані (наприклад, від джерела 262 даних) і повідомлення (наприклад, від контролера 270) надходять до передавального процесора 264 даних, який форматує і кодує дані і повідомлення. Далі дані обробляються (наприклад, покриваються і розширюються) модулятором 266 і перетворюються у аналогові сигнали, підсилюються , фільтруються і квадратурно модулюються передавальним вузлом 268. Одержаний сигнал прямого каналу через антенний перемикач 252 надходить до антени 250 і передається до віддаленого термінала 106. У віддаленому терміналі 106 сигнал прямого каналу приймається антеною 220 і через антенний перемикач 220 спрямовується до приймального вузла 222, який виконую попередню обробку сигналу (наприклад, знижує частоту, фільтрує, підсилює, квадратурно демодулює і цифрує сигнал) з формуванням зразки. Демодулятор 224 обробляє зразки (наприклад, згортає, видаляє покриття і демодулює пілот-сигнал) і формує символи, які додатково обробляються (наприклад, декодуються і перевіряються) приймальним процесором 226 даних для одержання даних і повідомлень, переданих у прямому каналі. Одержані дані надсилаються до споживача 228 даних і, можливо, до контролера 230. Деякі характеристики зворотного каналу дуже відрізняються від характеристик прямого каналу. Зокрема, характеристики передачі даних, дії під час м'якої передачі зв'язку і завмирання є дуже різними у прямому і зворотному каналах. Як уже відзначалось, у зворотному каналі БС звичайно не знає заздалегідь які віддалені термінали мають дані для передачі і скільки. Отже, БС може призначати віддаленим терміналам ресурси згідно з вимогами і з наявністю. Внаслідок невизначеності вимог користувачів використання зворотного каналу пов'язане з значними коливаннями. Згідно з одним з аспектів винаходу, передбачено механізми швидкого призначення ресурсів за потребою і швидкого вивільнення ресурсів, якщо вони не потрібні або якщо треба зберегти стабільність системи. Ресурси зворотного каналу можуть призначатись через допоміжний канал і використовуватись для передачі пакетних даних. Згідно з іншим аспектом, запропоновано механізми, що забезпечують ефективну і надійну передачу даних. Зокрема, використовується надійна схема підтвердження/негативного підтвердження і ефективної повторної передачі. Згідно з ще одним аспектом, передбачено механізми контролю потужності передачі і/або швидкості передачі даних віддаленими терміналами для забезпечення високої якості і запобігання нестабільності. Ці і інші аспекти детально описані нижче. Фіг.3А містить схему стр уктури зворотного канапу, придатної для втілення аспектів винаходу. У цьому втіленні структура зворотного каналу включає канал доступ у, поліпшений канал доступу, пілот-канал (R-PICH), спільний канал контролю (R-CCCH), спеціалізований канал контролю (R-DCCH), основний канал (R-FCH), допоміжні канали (R-SCH) і зворотний індикаторний канал (R-RICH). Винахід включає також варіанти з меншою або більшою кількістю додаткових каналів. Ці канали можуть бути запроваджені згідно з стандартом cdma2000. Нижче розглядаються особливості деяких каналів. Для кожного сеансу зв'язку може бути використаний певний набір каналів і їх конфігурації визначаються однією з декількох радіоконфігурацій (РК). Кожна РК визначає певний формат передачі, що характеризується різними параметрами фізичного рівня, наприклад, швидкостями передачі, модуляційними характеристиками, рівнем розширення тощо). Радіоконфігурації можуть бути подібними до визначених стандартом cdma2000. Зворотний спеціалізований канал (R-DCCH) використовується для передачі користувацької і сигнальної інформації (наприклад, контрольної інформації) до БС під час сеансу зв'язку. Цей канал може бути введений подібно до каналу R-DCCH стандарту cdma2000. Зворотний основний канал (R-FCH) використовується для передачі користувацької і сигнальної інформації (наприклад, голосових даних) до БС під час сеансу зв'язку. Цей канал може бути введений подібно до каналу R-FCH стандарту cdma2000. Зворотний допоміжний канал (R-SCH) використовується для передачі користувацької інформації (наприклад, пакетних даних) до БС під час сеансу зв'язку. Цей канал підтримується певними радіоконфігураціями (наприклад, RC3-RC11), і призначається віддаленому терміналу за потребою, якщо канал є у наявності. У одному з втілень передбачено призначення віддаленому терміналі у будь-який момент 0-2 допоміжних каналів (R-SCH1, R-SCH2). R-SCH підтримує повторні передачі на фізичному рівні з використанням різних схем кодування для повторних передач. Наприклад, повторна передача може використовува ти швидкість кодування, яка дорівнює 1/2 швидкості кодування первісної передачі. Ті ж символи швидкості кодування 1/2 можуть бути повторені у повторній передачі. У іншому втіленні базовий код може бути кодом швидкості 1/4. Первісна передача може використовувати 1/2 символів, а повторна передача може використовува ти другу половину символів. Якщо виконується третя повторна передача, вона може повторювати один з групи символів, частину кожної групи, підгрупу кожної · групи і інші можливі комбінації символів. R-SCH2 може використовуватись разом з R-SCH1 (наприклад, для RC11). Зокрема, R-SCH2 може бути використаний для забезпечення іншої якості обслуговування (QoS). Крім того, з R-SCH можуть бути використані схеми ARQ типу II і гібридна типу III. Опис гібридних схем ARQ можна знайти у роботі S.B. Wicker, "Error Control System for Digital Communication and Storage (Система контролю помилок для цифрового зв'язку і зберігання)", Prentice-Hall, 1996, Ch. 15, включеній посиланням. Гібридні схеми ARQ описано також у стандарті cdma2000. Зворотний канап індикації швидкості передачі (R-RICH) використовується віддаленим терміналом для надання інформації про швидкість передачі (пакетів) у одному або декількох зворотних допоміжних каналів. Таблиця 1 містить поля певного формату R-RICH. У одному з втілень для кожної передачі кадру даних віддалений термінал надсилає індикаторний символ (RRI), який вказує швидкість передачі цього кадру. Віддалений термінал надсилає також порядковий номер кадру, що передається, і вказує, чи передається цей кадр вперше або повторно. Винахід включає також меншу або більшу кількість полів у R-RICH. Дані з таблиці 1 надсилаються віддаленим терміналом для кожного кадру даних, що передається у допоміжному каналі (наприклад, кожні 20мс). Таблиця 1 Поле Довжина (біт) RRI SEQUENCE_NUM RETRAN_NUM 3 2 2 Якщо використовуються декілька зворотних допоміжних каналів (наприклад, R-SCH1 і R-RSCH2), можуть використовува тись декілька каналів R-RICH (наприклад, R-RICH1, R-RICH2) з полями RRI, SEQUENCE_NUM і RETRAN_NUM. У іншому варіанті поля для зворотних допоміжних каналів можуть бути об'єднані у один канал R-RICH. У одному з втілень поле RRI не використовується і застосовуються фіксовані швидкості передачі або БС здійснює сліпе визначення швидкості передачі, тобто визначення швидкості передачі з даних. Сліпе визначення швидкості передачі описано [у патента х 6 175 590 і 5 751 725], включених посиланням. Фіг.3В містить схему втілення структури прямого каналу, здатної підтримувати аспекти винаходу. У цьому втіленні структура прямого каналу включає спільні канали, пілот-канали і спеціалізовані канали. Спільні канали включають широкомовний канал (F-BCCH), канал швидкого виклику (QPCH), спільний канал контролю (F-CCCH) і спільний канал контролю потужності (F-CPCCH). Пілот-канали включають базовий і допоміжний пілот-канали. Спеціалізовані канали, включають основний канал (F-FCH), допоміжний канап (F-SCH) спеціалізований допоміжний канал (F-APICH), спеціалізований канал контролю (F-DCCH) і спеціалізований канал контролю пакетів (F-CPDCCH). Винахід включає також меншу або більшу кількості каналів. Ці канали запроваджуються подібно до каналів, визначених стандартом cdma2000. Нижче описані особливості деяких з цих каналів. Спільний прямий канал контролю потужності (F-CPCCH) використовується для передачі субканалів контролю потужності (наприклад, один біт на субканал) для контролю потужності R-РІСН, R-FCH, R-DCCH і RSCH. У одному з втілень після призначення каналу віддаленому терміналу призначається субканал контролю потужності зворотного каналу від одного з трьох джерел: F-DCCH, F-SCH і F-CPCCH. F-CPCCH призначається, якщо субканал контролю потужності зворотного каналу не забезпечується ні F-DCCH, ні FSCH. У одному з втілень наявні біти у F-CPCCH можуть бути використані для формування одного або декількох субканалів контролю потужності, які можуть бути призначені для різних використань. Наприклад, можуть бути визначені декілька субканалів контролю потужності і використані для контролю потужності у декількох зворотних каналів. Контроль потужності декількох каналів, базований на декількох субканалах контролю потужності, може бути здійснений, як це описано у патенті США 5 991 284, включеному посиланням. У типовому втіленні субканал контролю потужності швидкості 800біт/с контролює потужність зворотного пілот-каналу (R-PICH). Всі зворотні канали трафіка (наприклад, R-FCH, R-DCCH і R-SCH) мають рівні потужності, пов'язані з R-PICH відомим співвідношенням, визначеним у C.S0002. Відношення між двома каналами часто називають відношенням трафік/пілот. Це відношення (тобто рівень потужності зворотного каналу трафіка відносно R-PICH) може бути кориговане повідомленнями від БС. Однак, надсилання цих повідомлень є повільним і тому може бути визначений субканал контролю потужності швидкості 100 біт/с для контролю потужності R-SCH. У одному з втілень цей субканал контролю потужності контролює потужність RSCH відносно R-PICH. У іншому втіленні субканал R-SCH контролю потужності контролює абсолютну потужність передачі R-SCH. Згідно з одним з аспектів винаходу, субканал контролю перевантаження може також використовува тись для контролю R-SCH, і може бути визначений, базуючись на субканалі контролю R-SCH або іншому субканалі. Нижче розглядається контроль потужності зворотного каналу. Прямий спеціалізований канал контролю пакетів (F-DPCCH) використовується для передачі користувацької і сигнальної інформації до певного віддаленого термінала протягом сеансу зв'язку. F-DPCCH може бути використаний для контролю передачі пакетних даних у зворотному каналі. У одному з втілень FDPCCH піддають кодуванню і переміженню для підвищення надійності і визначають подібно до F-DCCH, визначеного стандартом cdma2000. Таблиця 2 містить поля певного формату F-DPCCH. У одному з втілень F-DPCCH має кадр розміром 48 біт, я яких 16 використовуються для CRC, 8 біт є хвостовими для кодера і 24 біти призначено для даних і повідомлень. Швидкість передачі за замовчуванням для F-DPCCH становить 9600 біт/с, тобто 48-бітовий кадр може бути переданий за 5мс. У одному з втілень кожна передача (тобто, кожний кадр F-DPCCH) покривається відкритим довгим кодом віддаленого термінала, якому адресовано цей кадр. Це усуває необхідність використовува ти індивідуальні адреси (тому цей канал називають "спеціалізованим"). Однак, F-DPCCH є також "спільним", оскільки значна кількість віддалених терміналів у режимі спеціалізованого каналу можуть вести його моніторинг. Якщо повідомлення призначається певному віддаленому терміналу і має належне покриття, відбувається перевірка CRC. Таблиця 2 Поле Інформація Показник якості кадру Хвостові Кількість біт у кадрі 24 16 8 F-DPCCH можна використовува ти для передачі мініповідомлень, наприклад, подібних визначеним стандартом cdma2000. Наприклад, F-DPCCH може бути використаний для передачі Мініповідомлення про Призначення Зворотного Допоміжного каналу (RSCAMM), яке надає F-SCH віддаленому терміналу. Спільний прямий пакетний канал ACK/NACK (F-CPANCH) використовується БС для передачі (1) підтвердження (АСК) і негативного підтвердження (NAK) для передач пакетних даних у зворотному каналі і (2) іншої контрольної інформації. У одному з втілень підтвердження і негативні підтвердження передаються у вигляді η-бітових повідомлень ACK/NAK, кожне з яких пов'язане з відповідним кадром даних, переданим у зворотному каналі. У одному з втілень кожне повідомлення ACK/NAK може включати 1, 2, 3 або 4 (або більше) біт залежно від кількості каналів зворотного каналу у конфігурації обслуго вування, n-бітове повідомлення ACK/N AK можна піддавати блочному кодуванню для підвищення надійності. У одному з втілень для підвищення надійності повідомлення ACK/NAK для певного кадру даних повторно передається у наступному кадрі (наприклад, через 20мс) для забезпечення часової диверсифікації для цього повідомлення. Часова диверсифікація підвищує надійність або дозволяє знизити потужність передачі повідомлення ACK/NAK з збереженням тієї ж надійності. Повідомлення ACK/NAK можна кодувати з корекцією помилок, як це добре відомо фахівцям. Для повторної передачі ACK/NAK можна повторно використовувати те ж кодове слово або інкрементну надлишковість. Передача і повторна передача ACK/NAK розглядаються нижче. Для контролю зворотного каналу у прямому каналі використовуються кілька типів контролю, які включають контроль вимоги допоміжного каналу і надання ACK/NAK для передач даних зворотного каналу, контроль потужності передачі даних і, можливо, інші типи. Зворотний канал можна використовувати для підтримання перевищення термального рівня у БС відносно константи під час передач зворотного каналу. Передача у R-SCH може бути призначена різними шляхами, два з яких розглядаються нижче. - Нескінченним призначенням. Цей спосіб використовується для трафіка реального часу, який не припускає значних затримок. Віддалений термінал одержує дозвіл передавати негайно з призначеною (або нижчою) швидкістю передачі. - За розкладом. Віддалений термінал передає оцінку розміру його буфера і БС визначає, коли віддалений термінал може передавати. Цей спосіб використовується для наявної бітової швидкості трафіка. Метою планувальника є обмеження кількості одночасних передач для зниження інтерференції між віддаленими терміналами. Оскільки навантаження каналу може змінюватись відносно швидко, для контролю потужності передачі RSCH (відносно зворотного пілот-каналу) може бути використаний механізм швидкого контролю, описаний нижче. Зв'язок між віддаленими терміналами і БС для встановлення сеансу зв'язку здійснюється таким чином. Спочатку віддалений термінал знаходиться у пасивному стані або веде моніторинг у спільних канал у кожній щілині. У певний час віддалений термінал вирішує передати дані і надсилає до БС коротку повідомлення, вимагаючи зміни каналу. У відповідь БС може надіслати повідомлення, яким визначає параметри для сеансу зв'язку і конфігурації різних каналів. Ця інформація може бути надіслана у Розширеному Повідомленні про Призначення Каналу (ЕСАМ), у спеціальному повідомленні або у якомусь іншому повідомленні. Це повідомлення може визначати: - MAC_lD для кожного члена Активної групи віддаленого термінала або її підгрупи. MAC_ID далі використовується для адресації у прямому каналі. - Використання R-DCCH або R-FCH у зворотному каналі. - Розширюючі коди (наприклад, Уолша) для F-CPANCH і Активну гр упу, що має використовуватись. Цього можна досягти (1) надсиланням кодів у ЕСАМ або (2) передачею розширюючих кодів широкомовним повідомленням, яке приймається віддаленим терміналом. Може виникнути необхідність включити розширюючі коди сусідніх комірок. Якщо у сусідніх комірках використовуються ті ж розширюючі коди, надсилається лише один такий код. - Для F-CPCCH - Активна група, ідентифікатор каналу і позиції біт. У одному з втілень MAC_ІD може бути хешоване у позиції біт F-CPCCH для усунення необхідності надсилати фактичні позиції біт або ідентифікатор субканалу до віддаленого термінала. Це хешування є псевдорандомізованим способом відображення MACJD на субканал у F-CPCCH. Оскільки різним віддаленим терміналам призначаються різні MAC_ІD, хешування може бути таким, що ці MAC_ІD також відображатимуться на різні субканали F-CPCCH. Наприклад, якщо існують K різних позицій біт і N можливих MAC-ID, то K=Ν´((40503´KEY)mod2 16)/216 , де KEY - фіксоване для цього випадку число. Існують багато інших хеш-функцій, придатних для використання і обговорення цього можна знайти у багатьох п ублікаціях стосовно комп'ютерних алгоритмів. У одному з втілень повідомлення від БС (наприклад, ЕСАМ) має спеціальне поле USE_OLD_SERV_CONFIG, яке визначає, чи використовувати (або ні) параметри, встановлені для останнього сеансу зв'язку, для нового з'єднання. Це поле може бути використане, щоб уникнути надсилання Повідомлення про Приєднання Обслуговування після нового з'єднання і цим знизити затримку при новому встановленні з'єднання. Після ініціалізації віддаленим терміналом робота продовжується, як це описано, наприклад, у cdma2000. Як уже відзначалось, кращого використання ресурсів зворотного каналу можна досягти, якщо наявні ресурси можна призначати швидко. У безпровідних (і особливо мобільних) умовах умови у каналі безперервно змінюються і довгі затримки при призначенні ресурсів можуть призвести до хибного призначення і/або використання. Отже, згідно з одним з аспектів винаходу, передбачено механізми, що забезпечують швидке призначення і вивільнення допоміжних каналів. Фіг.4 містить схему, що ілюстр ує сеанс зв'язку між віддаленим терміналом і БС при призначенні і вивільненні допоміжного зворотного каналу (R-SCH) згідно з одним з втілень винаходу. За необхідністю R-SCH може бути швидко призначений або вивільнений. Якщо віддалений термінал має пакетні дані для передачі, яка вимагає використання R-SCH, він вимагає R-SCH, надсилаючи Мініповідомлення з Вимогою Допоміжного Каналу (SCRMM) (операція 412). Це повідомлення має тривалість 5мс і може бути надіслане у R-DCCH або RFCH. БС приймає це повідомлення і пересилає його до КБС (опер.414). Ця вимога може бути або не бути виконана. У випадку виконання БС одержує дозвіл (опер.416) і передає дозвіл R-SCH Мініпо-відомленням про Призначення Зворотного Допоміжного каналу (RSCAMM) (опер.418). Це повідомлення має тривалість 5мс і може бути надіслане у F-FCH або F-DCCH (якщо вони призначені для цього віддаленого термінала) або у F DPCCH (у іншому разі). Після призначення віддалений термінал може вести передачу у R-SCH (опер.420). Таблиця 3 містить поля для формату RSCAMM, який у цьому втіленні включає 8 біт полів рівня 2 (тобто MSG_TYPE, ACK_SEQ, MSG_SEQ і ACK_REQUIREMENT), 14 біт полів рівня 3 і два резервних біти, які також використовуються для заповнення, згідно з C.S0004 і C.S0005. Рівень 3 (сигнальний) може відповідати стандарту cdma2000. Таблиця 3 Поле MSG_TYPE ACK_SEQUENCE MSG_SEQUENCE ACK_REQUIREMENT REV_SCH_ID REV_SCH_DURATION REV_SCH_START_TIME REV_SCH_NUM_BITS_DX RESERVED Довжина (біт) 3 2 2 1 1 44 5 4 2 Якщо віддалений термінал вже не має даних для передачі у R-SCH, він надсилає Міні-повідомлення з Вимогою Вивільнення Ресурсів (RRRMM). Якщо потреби в обміні сигналами між віддаленим терміналом і БС немає, БС відповідає Розширеним Повідомленням про Вивільнення (ERMM). RRRMM і ER MM мають тривалість 5мс і можуть бути надіслані у тих же каналах, що використовувались для надсилання вимоги і дозволу, відповідно. Існують багато алгоритмів планування передач зворотного каналу для віддалених терміналів. Ці алгоритми можуть узгоджувати швидкості передачі, місткість, затримку, частоту помилок і справедливість (надання всім терміналам деякого мінімального рівня обслуговування) для визначення головного критерію. Крім того, потужність передачі віддаленого термінала у зворотному каналі може бути обмежена. Для однієї комірки найбільша здатність і достатня потужність досягаються, коли передача з найвищою швидкістю, доступною для віддаленого термінала, дозволяється найменшій кількості віддалених терміналів. Однак, при наявності багатьох комірок для віддалених терміналів, що знаходяться поблизу межі, може виявитись бажаним вести передачу з нижчою швидкістю, тому що їх передачі створюють перешкоди у багатьох комірках, а не лише в одній. Іншою причиною для максимізації місткості зворотного каналу є бажання досягти високого перевищення термального рівня у БС. Цим і зумовлюється використання планування, яким кількість віддалених терміналів, що одночасно ведуть передачу, знижується, а ті, що одержують дозвіл на передачу, ведуть її з найвищою можливою швидкістю. Однак, високе перевищення термального рівня знижує стабільність у системі, оскільки вона стає більш чутливою до малих змін навантаження. Швидке планування є важливим тому, що зміни умов є швидкими. Наприклад, процеси завмирання і екранування можуть зумовити швидке зростання у БС сили сигналу, який був перед тим слабким. Для голосу і при деяких режимах передачі даних віддалений термінал автономно змінює швидкість передачі. Хоча планування може брати це до уваги, але не забезпечує швидкої реакції. Тому, один з аспектів винаходу передбачає спосіб швидкого контролю потужності, описаний нижче. Один з аспектів винаходу передбачає надійну схему підтвердження/негативного підтвердження для забезпечення ефективної і надійної передачі даних. Як уже відзначалось, АСК і NAK надсилаються від БС у випадку передачі даних у R-SCH. ACK/NAK можуть бути передані з використанням F-CPANCH. Таблиця 4 містить формат втілення повідомлення ACK/NAK. У цьому втіленні ACK/NAK включає 4 біти, призначені чотирьом зворотним каналам зв'язку - R-FCH, R-DCCH, R-SCH1 і R-SCH2. У одному з втілень підтвердження репрезентується нульовим, а негативне підтвердження - одиничним значенням біта. Винахід включає і інші формати повідомлення ACK/NAK. Таблиця 4 Опис ACK_R-FCH NAK_R-FCH ACK_R-DCCH NAK_R-DCCH ACK_R-SCH1 NAK_R-SCH2 ACK_R-SCH2 NAK_R-SCH2 Number_Type для всіх каналів (бінарне) ххх0 ххх1 хх0 х хх1 х х0 хх х1 хх 0ххх 1ххх Number_Type для R-FCH, R-DCCH Number_Type для R-FCH і і R-SCH1 (бінарне) R-DCCH (бінарне) ххх0 хх00 ххх1 хх11 хх0 х хх1 х 00хх 00хх 11хх 11хх У одному з втілень повідомлення ACK/NAK надсилається після блочного кодування, але без перевірки CRC. Це скорочує його і дозволяє надсилати з незначними витратами енергії. Повідомлення ACK/NAK можна також надсилати без кодування або до нього може бути доданий CRC. Ці варіанти входять в об'єм винаходу. У одному з втілень БС надсилає повідомлення ACK/NAK, що відповідає кожному кадру, у якому віддалений термінал одержав дозвіл передавати у R-SCH, і не надсилає повідомлень ACK/NAK у кадрах, на передачу яких віддалений термінал не одержав дозволу. Під час передачі пакетних даних віддалений термінал веде моніторинг F-CPANCH, шукаючи повідомлення ACK/N AK, що вказують результат передачі. Повідомлення ACK/NAK можуть передаватись від будь-якої кількості БС Активної групи віддаленого термінала. Віддалений термінал може вдаватись до різних дій залежно від прийнятих повідомлень ACK/NAK. Деякі з цих дій розглядаються нижче. Якщо віддалений термінал прийняв АСК, кадр даних, що відповідає цьому АСК, може бути видалений з передавального буфера фізичного рівня віддаленого термінала (наприклад, з джерела 210 даних Фіг.2), оскільки цей кадр був безпомилково прийнятий БС. Якщо віддалений термінал прийняв NAK, кадр даних, що відповідає цьому NACK, може бути переданий повторно, якщо він ще знаходиться у передавальному буфері фізичного рівня. У одному з втілень існує взаємно однозначна відповідність між повідомленням ACK/NAK прямого канапу і переданим у зворотному каналі кадром даних. Отже, віддалений термінал може ідентифікувати порядковий номер кадру, не прийнятого нормально у БС (тобто стертого), базуючись на кадрі, для якого було прийняте ACK/NAK. Якщо цей кадр не був відкинутий віддаленим терміналом, він може бути повторно переданий у наступному наявному інтервалі часу, звичайно, у наступному кадрі. Якщо не було прийняте ні АСК, ні NAK, для терміналу доступу існують декілька варіантів дій. Згідно з одним з них, кадр даних зберігається у передавальному буфері фізичного рівня і передається повторно. Якщо цей повторно переданий кадр даних приймається БС нормально, вона передає АСК. Після прийому цього АСК віддалений термінал відкидає цей кадр даних. Таке рішення є найкращим, якщо БС не прийняла передачі зворотного каналу. Іншим можливим варіантом для віддаленого термінала є відкидання кадру, якщо не було прийняте ні АСК, ні NAK. Це є найкращім варіантом для випадку, коли БС прийняла кадр, але віддалений термінал не прийняв АСК. Однак, віддалений термінал не знає, що це мало місце, і тому має прийняти рішення. Одним з них може бути визначення імовірностей цих двох подій і виконання дій, що максимізують пропускну здатність системи. У одному з втілень кожне повідомлення ACK/N AK повторно передається через певний час (наприклад, у наступному кадрі) для підвищення надійності його передачі. Отже, якщо не було прийняте ні АСК, ні NAK, віддалений термінал комбінує повторно передане ACK/NAK з первісним і продовжує, як це було описано вище. Але якщо комбіноване ACK/NAK не є нормальним ACK/NAK, віддалений термінал може відкинути кадр даних і продовжувати передачу наступного кадру даних. Друга передача ACK/NAK може бути передана з тим же або нижчим рівнем потужності відносно першої передачі. Якщо БС не прийняла повторно переданий кадр, вищий сигнальний рівень у БС може генерувати повідомлення (наприклад, RLP NAK), яке викликає повторну передачу всієї послідовності кадрів даних, яка включає стертий кадр. Фіг.5А містить діаграму, що ілюстр ує передачу даних у зворотному каналі (наприклад, R-SCH) і передачу ACK/N AK у зворотному каналі. Спочатку віддалений термінал передає кадр даних k у зворотному каналі (опер.512). БС приймає і обробляє цей кадр даних і надсилає демодульований кадр до КБС (опер.514). Якщо віддалений термінал виконує м'яку передачу зв'язку, КБС може також приймати демодульовані кадри для віддаленого термінала від інших БС. Базуючись на прийнятих демодульованих кадрах, КБС генерує АСК або N AK для цього кадру даних. Після цього КБС надсилає ACK/NAK до БС (опер.516), яка передає ACK/NAK до терміналу доступ у у кадрі k+1 (опер.518). Якщо було прийняте NAK, віддалений термінал повторно передає стертий кадр у наступному інтервалі передачі, у даному випадку у кадрі k+2 (опер.520). У іншому випадку віддалений термінал передає наступний кадр. Фіг.5В містить діаграму, що ілюстр ує передачу даних у зворотному каналі і другу передачу ACK/N AK. Спочатку віддалений термінал передає кадр даних k у зворотному каналі (опер.532). БС приймає і обробляє цей кадр даних і надсилає демодульований кадр до КБС (опер.534). У випадку м'якої передачі зв'язку КБС може також приймати демодульовані кадри для цього віддаленого термінала від інших БС. Базуючись на прийнятих демодульованих кадрах, КБС генерує АСК або N AK для цього кадру даних. Після цього КБС надсилає ACK/NAK до БС (опер. 536), яка передає ACK/N AK до терміналу доступ у у кадрі k+1 (опер.538). У даному випадку віддалений термінал не приймає ACK/NAK, переданого у кадрі k+1. Однак, ACK/N AK для кадру даних k передається повторно протягом кадру k+2 і приймається віддаленим терміналом (опер.540). Якщо було прийняте NAK, віддалений термінал повторно передає стертий кадр у кадрі k+3 (опер.542), ц іншому разі віддалений термінал передає наступний кадр даних. Ця друга передача ACK/NAK підвищує надійність зворотного зв'язку і поліпшує роботу зворотного каналу зв'язку. У іншому втіленні кадри даних не надсилаються до КБС від БС і ACK/NAK генерується у БС. Фіг.6А містить схему, що ілюструє підтверджуючу послідовність з малою затримкою. Спочатку віддалений термінал передає кадр даних з порядковим номером 0 (кадр k) у зворотному каналі (опер.612). Уданому прикладі кадр приймається з помилками у БС, яка надсилає NAK у кадрі k+1 (опер.614). Віддалений термінал веде моніторинг F-CPANCH, шукаючи повідомлення ACK/NAK для кожного кадру даних, переданого у зворотному каналі. Віддалений термінал продовжує передавати дані у кадрі k+1 з порядковим номером 1 (опер.616). Після прийому NAK у кадрі k+1 віддалений термінал повторно передає стертий кадр з порядковим номером 0 (кадр k+2) (опер.618). Кадр даних k+1 був прийнятий нормально, що підтверджується повідомленням АСК, прийнятим у кадрі k+2, і віддалений термінал передає кадр k+3 з порядковим номером 2 (опер.620). Кадр даних k+2 був прийнятий нормально, що підтверджується повідомленням АСК, прийнятим у кадрі k+3, і віддалений термінал передає кадр k+4 з порядковим номером 3 (опер.620). У кадрі k+5 віддалений термінал передає кадр даних з порядковим номером 0 для нового пакету (опер.624). Фіг.6В містить схему, що ілюструє підтверджуючу послідовність з великою затримкою, коли віддалений термінал демодулює передачу ACK/N AK, базуючись на повторній передачі ACK/NAK, як це було описано вище. Спочатку віддалений термінал передає кадр даних з порядковим номером 0 (кадр k) у зворотному каналі (опер.632). Кадр приймається з помилками у БС, яка надсилає NAK у кадрі k+1 (опер.634). Внаслідок тривалої затримки на обробку кадр NAK для кадру k передається протягом кадру k+2. Віддалений термінал продовжує передавати дані у кадрі k+1 з порядковим номером 1 (опер.636) і у кадрі k+2 з порядковим номером 2 (опер.638). У цьому прикладі віддалений термінал приймає NAK у кадрі k+2, але не може повторно передати стертий кадр у наступному інтервалі передачі. Замість цього віддалений термінал передає кадр даних k+3 з порядковим номером 3 (опер.640). У кадрі k+4 віддалений термінал повторно передає стертий кадр з порядковим номером 0 (опер.642), оскільки цей кадр залишився у буфері фізичного рівня. У іншому варіанті повторна передача виконується у кадрі k+3. Оскільки кадр даних k+1 був прийнятий без помилок, що підтверджується повідомленням АСК, прийнятим у кадрі k+3, віддалений термінал передає кадр даних з порядковим номером 0 для нового пакету (опер.644). Стертий кадр (Фіг.6В) може бути повторно переданий у будь-який час, якщо він зберігається у буфері і не існує невизначеності того, до якого пакету даних вищого рівні належить цей кадр. Збільшення затримки повторної передачі може бути зумовлена багатьма причинами, наприклад, збільшенням затримки на обробку і передачу NAK, (2) невиявлення першої передачі NAK, (3) збільшення затримки повторної передачі стертого кадру та ін. Ефективна і надійна схема ACK/N AK поліпшує використання зворотного каналу і дозволяє передавати кадри даних з нижчою потужністю. Наприклад, без повторної передачі кадр даних має бути переданий з вищим рівнем (Р1) потужності, необхідним для досягнення однопроцентної частоти кадрових помилок (FER 1%). Якщо повторна передача використовується і є надійною, кадр даних може бути переданий з нижчою потужністю (Р2), достатньою для одержання 1%-ї частоти кадрових помилок (FER 10%). Ці 10% стертих кадрів можуть бути передані повторно, що дасть загальну FER 1%. Звичайно 1,1´Р2>Р1 і тому схема повторної передачі дозволяє передавати з нижчою потужністю. Крім того, повторна передача створює часову диверсифікацію, що підвищує якість. Повторно переданий кадр може бути об'єднаний з першою передачею кадру у БС, і об'єднання потужностей двох передач також підвищує ефективність. Рекомбінування може дозволити повторно передати стертий кадр з нижчим рівнем потужності. Згідно з одним з аспектів винаходу, передбачено різні схеми контролю потужності зворотного каналу. У одному з втілень контроль потужності зворотного каналу підтримується для R-FCH, R-SCH і R-DCCH. Це здійснюється через канал контролю потужності (наприклад, 800 біт/с), який може бути розділений на декілька субканалів контролю потужності. Наприклад, може бути визначений і використаний для R-SCH субканал контролю потужності 100біт/с. Якщо віддаленому терміналу не був призначений F-FCH або F-FDCCH, для передачі до віддаленого термінала біт контролю потужності може бути використаний F-CPCCH. У одному з втілень (наприклад, з 800біт/с) канал контролю потужності використовується для корекції потужності передачі зворотного пілот-каналу. Потужність передачі інших каналів (наприклад, R-FCH) встановлюється відносно потужності передачі пілот-каналу (тобто дельта). Отже, потужність передачі для всіх зворотних каналів можна коригувати разом з пілот-каналом. Дельта для кожного непілотного каналу може бути коригована сигналами. Це втілення не дає гнучкості для швидкої корекції потужності передачі різних каналів. У одному з втілень прямий канал контролю потужності (F-CPCCH) може бути використаний для формування одного або декількох субканалів контролю потужності, які можна використовувати для різних потреб. Кожний субканал контролю потужності можна визначити, використовуючи наявні біти у F-CPCCH (наприклад, m-й біт у кожному кадрі). Наприклад, деякі з наявних біт у F-CPCCH можуть бути призначені субканалу (100біт/с) контролю потужності для R-SCH. Цей субканал може бути призначений віддаленому терміналу під час призначення каналів. Після цього субканал контролю потужності для R-SCH може бути використаний для (більш швидкої) корекції потужності передачі призначеного R-SCH, наприклад, відносно пілот-каналу. Для віддаленого термінала, що виконує м'яку передачу зв'язку, контроль потужності R-SCH може базуватись на зниженні потужності передачі, якщо будь-яка з БС Активної групи цього віддаленого термінала вимагає цього зниження. Оскільки контроль потужності здійснюється у БС, це дозволяє БС коригувати потужність передачі з мінімальною затримкою і, отже, коригувати навантаження каналу. Субканал контролю потужності R-SCH дає різні способи контролю передач у R-SCH. У одному з втілень субканал контролю потужності R-SCH може бути використаний для інструктування віддаленого термінала скоригувати потужність передачі у R-SCH на певне значення (наприклад, 1дБ, 2дБ тощо). У іншому втіленні субканал може бути використаний для інструктування віддаленого термінала знизити або підвищити потужність передачі великим кроком (наприклад, 3дБ або більше). У обох випадках корекція потужності передачі може визначатись відносно потужності передачі пілот-сигналу. У іншому втіленні субканал може бути інструктований коригувати швидкість передачі, призначену віддаленому терміналу (тобто до найближчого вищого або нижчого значення). У ще одному втіленні цей субканал може бути використаний для інструктування віддаленого термінала тимчасово припинити передачу. У іншому втіленні віддалений термінал може переходити на іншу обробку (наприклад, інший інтервал переміження, інше кодування тощо) згідно з командою контролю потужності. Субканал R-SCH контролю потужності може бути розділений на певну кількість "субсубканалів", кожний з яких можна використовувати, як це було описано вище. Ці субсубканали можуть мати однакові або різні бітові швидкості. Віддалений термінал може виконувати команду контролю потужності негайно або на початковій межі наступного кадру. Здатність знижувати потужність передачі R-SCH на значну величину (або до 0) без припинення сеансу зв'язку дозволяє краще використовувати зворотний канал. Віддалений термінал звичайно є нечутливим до тимчасового зниження або припинення передачі пакетних даних. Такі схеми контролю потужності суттєво знижують інтерференцію від віддаленого термінала високої швидкості передачі. Контроль потужності R-SCH може бути досягнутий різними шляхами. У одному з втілень БС веде моніторинг з вимірюванням прийнятої енергії від віддалених терміналів. БС навіть може визначати рівень енергії, прийнятої від кожного каналу (наприклад, R-FCH, R-DCCH, R-SCH тощо). БС може також визначати інтерференцію, частковим джерелом якої можуть бути віддалені термінали, що не обслуговуються цією БС. Базуючись на одержаній інформації, БС може коригувати потужність передачі деяких або всіх віддалених терміналів залежно від різних факторів. Наприклад, контроль потужності може базуватись на категорії обслуговування віддаленого термінала, поточній роботі, поточній пропускній здатності тощо. Метою контролю потужності є досягнення бажаних цілей системи. Контроль потужності можна реалізувати різними шляхами, наприклад, згідно з способами, описаними [у патентах США 5 485 486, 5 822 318, 6 137 840], включених посиланням. Згідно з типовим способом контролю рівня потужності каналу R-PICH, БС виміряє рівень R-PICH, порівнює його з порогом і потім приймає рішення підвищити або знизити потужність передачі віддаленого термінала. БС надсилає до віддаленого термінала біт, інструктуючи цим віддалений термінал підвищити або знизити вихідну потужність. Якщо цей біт був прийнятий хибно, віддалений термінал передаватиме з неналежним рівнем потужності. Під час наступного вимірювання рівня R-PICH, прийнятого БС, вона визначить, що цей рівень не є бажаним і надішле до віддаленого термінала біт, інструктуючи його змінити потужність передачі. Отже бітові помилки не накопичуються і контур контролю потужності передачі віддаленого термінала встановить належне значення. Помилки у бітах, надісланих до віддаленого термінала для контролю відношення "трафік/пілот", можуть викликати відхилення цього відношення від бажаного значення. Однак, БС звичайно веде моніторинг рівня RPICH для зворотного контролю потужності або для оцінювання каналу. БС може також вести моніторинг рівня прийнятого R-SCH. Через відношення рівнів R-SCH і R-PICH БС може оцінити відношення трафік/пілот для даного віддаленого термінала. Якщо це відношення відрізняється від бажаного, БС може встановити біт, що контролює це відношення, у значення, що коригує цю розбіжність. Отже, тут має місце автокорекція бітових помилок. Після прийому віддаленим терміналом дозволу на R-SCH він звичайно передає з дозволеною швидкістю передачі (або нижчою, якщо він має недостатньо даних для передачі або не має достатньої потужності) протягом дії цього дозволу. Навантаження каналу від інши х віддалених терміналів може змінюватись дуже швидко внаслідок завмирання та інших факторів. Внаслідок цього БС не може заздалегідь точно оцінити навантаження. У одному з втілень субканал контролю потужності при "перевантаженні" може забезпечувати контроль для групи віддалених терміналів. У цьому випадку моніторинг субканалу контролю потужності для R-SCH веде група віддалених терміналів, а не один віддалений термінал. Субканал контролю потужності може мати бітову швидкість 100біт/с або іншу. У одному з втілень субканал контролю потужності при перевантаженні реалізується як субканал контролю потужності R-SCH. У іншому втіленні цей канал є "субсубканалом" субканалу контролю потужності R-SCH. У ще одному втіленні субканал контролю потужності при перевантаженні є субканалом, відмінним від субканалу контролю потужності R-SCH. Винахід включає і інші варіанти субканалу контролю потужності при перевантаженні. Віддалені термінали у гр упі можуть мати однакову категорію обслуговування (наприклад, обслуговування з бітовою швидкістю передачі низького пріоритету) і їм можуть бути призначені по одному біту контролю потужності на кожну БС. Такий груповий контроль, базований на одному потоці контролю потужності, діє подібно до контролю потужності передачі одного віддаленого термінала для забезпечення контролю перевантаження у зворотному каналі. При перевантаженні місткості БС може інструктувати цю групу віддалених терміналів знизити їх потужність або швидкість передачі, або тимчасово припинити передачі, базуючись на одній команді контролю потужності. Зниження потужності передачі R-SCH у відповідь на команду контролю перевантаження може бути значним кроком зниження відносно потужності передачі пілотканалу. Перевагою спрямовування потоку контролю потужності до групи віддалених терміналів замість одного віддаленого термінала є зниження додаткової потужності для підтримання потоку контролю потужності у прямому каналі. Слід відзначити, що потужність передачі біта потоку контролю потужності може дорівнювати потужності нормального потоку контролю потужності пілот-каналу для віддаленого термінала, який вимагає найбільшої потужності. Таким чином, БС може визначати, який віддалений термінал групи вимагає найбільшої потужності, і використовувати цю потужність для передачі біта контролю потужності, що використовується для контролю перевантаження. Фіг.7 містить схему операцій, яка ілюструє передачу з змінною швидкістю у R-SCH і з швидким контролем перевантаження згідно з одним з втілень винаходу. Під час передачі у R-SCH віддалений термінал передає згідно з швидкістю передачі, наданою Мініповідомленням про Призначення Зворотного Допоміжного каналу (RSAMM). Якщо для R-SCH була дозволена змінна швидкість передачі даних, віддалений термінал може передавати з будь-якою з цих дозволених швидкостей. Якщо R-SCH віддаленого термінала був призначений субканалу контролю перевантаження, то, згідно з одним з втілень, віддалений термінал коригує відношення трафік/пілот, базуючись на бітах, прийнятих у субканалі контролю перевантаження. Якщо для R-SCH була дозволена змінна швидкість передачі даних, віддалений термінал перевіряє поточне відношення трафік/пілот. Якщо воно є нижчим за рівень, що відповідає нижчій швидкості передачі, віддалений термінал знижує швидкість передачі до нижчого значення. Якщо відношення є не нижчим за вищу швидкість передачі, віддалений термінал підвищує швидкість передачі до вищого значення, якщо має достатньо даних для передачі. Перед початком кожного кадру віддалений термінал визначає швидкість передачі для наступного кадру даних. Спочатку віддалений термінал визначає, чи є відношення трафік/пілот R-SCH нижчим за це відношення для найближчого нижчого значення швидкості передачі плюс запас Dlow (опер.712). Якщо так, відбувається визначення, чи дозволяє конфігурація обслуговування зниження потужності передачі (опер.714). Якщо так, швидкість передачі даних знижується, і використовується те ж відношення трафік/пілот (опер.716). Якщо конфігурація обслуговування не дозволяє зниження швидкості передачі, віддалений термінал, згідно з певним втіленням, може тимчасово припинити передачу. Якщо відношення трафік/пілот R-SCH не перевищує значення, що відповідає найближчому нижчому значенню швидкості передачі плюс запас Dlow (опер.712), відбувається перевірка, чи відношення трафік/пілот R-SCH перевищує значення, що відповідає найближчому вищому значенню швидкості передачі мінус запас Dhigh (опер.718). Якщо так, виконується перевірка, чи дозволяє конфігурація обслуговування підвищення потужності передачі (опер.720). Якщо так, швидкість передачі даних підвищується, з використанням того ж відношення трафік/пілот (опер.722). Якщо конфігурація обслуговування не дозволяє зниження швидкості передачі, віддалений термінал передає з поточною швидкістю передачі. Фіг.8 містить схему, яка ілюструє поліпшення, яке забезпечується швидким контролем R-SCH. У лівому кадрі, без швидкого контролю R-SCH перевищення термального рівня у БС змінюється у більш широких межах, перевищуючи бажане значення перевищення термального рівня на більше значення у деяких випадках (що може призвести до деградації якості передач даних від віддаленого термінала) і знижуючись у деяких випадках нижче бажаного значення перевищення термального рівня на більше значення (що призводить до неповного використання зворотного каналу). На відміну від цього у правому кадрі, з швидким контролем R-SCH перевищення термального рівня у БС підтримується ближче до бажаного значення, і це поліпшує використання зворотного каналу і якість. У одному з втілень БС може планувати передачі до більш, ніж одного віддаленого термінала (через SCAM або ESCAM) у відповідь на вимоги, прийняті (через SCRM або SCRM) від різних віддалених терміналів. Віддалені термінали, які одержали дозвіл, можуть після цього передавати у S-SCH. Якщо БС виявляє перевантаження, для вимкнення деяких віддалених терміналів (наприклад, всіх, крім одного) вона може використати потік біт "швидкого зниження". У іншому варіанті потік біт швидкого зниження може бути використаний для зниження швидкостей передачі цих віддалених терміналів (наприклад, удвічі). Для контролю перевантаження може бути використане тимчасове вимкнення або зниження швидкості передачі у R-SCH для групи віддалених терміналів. Швидке зниження можна використовувати для скорочення тривалості планування. Коли віддалені термінали не виконують м'якої передачі зв'язку з іншими БС, БТС має визначити, для якого з цих терміналів використання здатності зворотного каналу буде найбільш вигідним (ефективним). Найбільш ефективний віддалений термінал може одержати дозвіл вести передачу, коли решту терміналів вимкнено. Якщо цей віддалений термінал сигналізує про вичерпання даних для передачі, якийсь інший віддалений термінал може стати найбільш ефективним. Ці схеми можуть підвищити пропускну здатність зворотного каналу. На відміну від цього у звичайній системі cdma2000 передача R-SCH може починатись або припинятись лише повідомленнями рівня 3, що може потребувати тривалості декількох кадрів протягом компонування і декодування у віддаленому терміналі для проходження. Ця подовжена затримка (у БС або БТС) (1) знижує надійність планування через подовження терміна прогнозування умов у каналах віддаленого термінала (наприклад, уставки Ec/(No+lo)) зворотного каналу, або (2) створює проміжки у використанні зворотного каналу, коли віддалений термінал інформує БС про вичерпання даних (звичайна подія, оскільки віддалений термінал часто сповіщає, що має значний об'єм даних для передачі до БС, коли надсилає вимогу R-SCH). Елементи віддаленого термінала 106 (Фіг.2) і БС 104 можуть бути пристосовані для реалізації аспектів винаходу, описаних вище. Ці елементи можуть бути реалізовані через використання процесора цифрових сигналів (DSP), спеціалізованої інтегральної схеми (ASIC), процесора, мікропроцесора, контролера, мікроконтролера, набору програмованих польових ключів (FPGA), програмованого логічного пристрою, інших електронних пристроїв або їх комбінацій. Деякі з функцій і обробка, описані вище, можуть бути реалізовані програмно з використанням процесора, наприклад, контролера 230 або 270. Заголовки у тексті слугують загальними показниками для описаних матеріалів і не визначають об'єму винаходу. Наведений вище опис бажаних втілень дозволить будь-якому фахівцю використати винахід, зробивши належні модифікації і зміни згідно з концепціями і принципами винаходу. Об'єм винаходу не обмежується наведеними втіленнями і визначається новими принципами і ознаками.

Дивитися

Додаткова інформація

Назва патенту англійською

Architecture of a reverse channel and a method for transmitting data over the reverse channel of a wireless communication system (variants); a method for controlling the signal transmission power in the reverse channel of the system; a remote terminal of the system

Автори англійською

Chen Tao

Назва патенту російською

Архитектура обратного канала и способ передачи данных по обратному каналу системы беспроводной связи (варианты); способ контроля мощности передачи сигналов в обратном канале системы; удаленный терминал системы

Автори російською

Чен Тао

МПК / Мітки

МПК: H04B 7/26, H04Q 7/00

Мітки: каналі, віддаленій, архітектура, даних, варіанти, системі, канальна, безпровідного, передачі, термінал, контролю, зв'язку, допоміжному, спосіб, такій, зворотному, потужності

Код посилання

<a href="https://ua.patents.su/12-74413-kanalna-arkhitektura-i-sposib-peredachi-danikh-u-zvorotnomu-kanali-sistemi-bezprovidnogo-zvyazku-varianti-ta-sposib-kontrolyu-potuzhnosti-peredachi-u-zvorotnomu-dopomizhnomu-kanali.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Канальна архітектура і спосіб передачі даних у зворотному каналі системи безпровідного зв’язку (варіанти) та спосіб контролю потужності передачі у зворотному допоміжному каналі і віддалений термінал у такій системі</a>

Подібні патенти