Довільний доступ для безпровідних комунікаційних систем із множинним доступом

1. Спосіб одержання доступу в безпровідній комунікаційній системі з множинним доступом, який містить етапи, на яких: визначають поточний робочий статус термінала; вибирають один канал довільного доступу з щонайменше двох каналів довільного доступу, основуючись на поточному робочому статусі, причому згадані щонайменше два канали довільного доступу включають в себе перший канал довільного доступу, який використовується зареєстрованими терміналами для доступу в систему; передають повідомлення по вибраному каналу довільного доступу для виконання доступу в систему. 2. Спосіб за п. 1, в якому згадані щонайменше два канали довільного доступу містять в собі перший канал довільного доступу, який використовується зареєстрованими терміналами для виконання доступу в систему, і другий канал довільного доступу, який використовується зареєстрованими і незареєстрованими терміналами для виконання доступу в систему. 3. Спосіб за п. 2, в якому передачі по першому каналу довільного доступу компенсують затримку поширення. 2 (19) 1 3 90080 4 мінал не зареєстрований, передають друге пові29. Термінал за п. 28, в якому тривалість кожного з домлення по другому каналу довільного доступу множини слотів для другого сегмента визначена як для одержання доступу в систему. перевищуюча найбільшу очікувану затримку по16. Спосіб за п. 15, в якому перше повідомлення ширення в обидва кінці для терміналів у системі. передають способом, який враховує затримку по30. Термінал за п. 24, в якому перший і другий каширення для точки доступу, що приймає повідомнали довільного доступу зв'язані з першим і друлення. гим блоками даних протоколу (БДП, PDU), відпові17. Спосіб довільного доступу в безпровідній кодно. мунікаційній системі з множинним доступом, який 31. Термінал за п. 30, в якому перший і другий містить етапи, на яких: обробляють перший канал PDU зв'язані з різними довжинами. довільного доступу, який використовується зареє32. Термінал за п. 30, в якому перший і другий строваними терміналами для одержання доступу в PDU зв'язані з першою і другою посилальними систему; обробляють другий канал довільного дочастинами. ступу, який використовується зареєстрованими і 33. Термінал за п. 30, в якому перший PDU містить незареєстрованими терміналами для одержання посилальну частину і частину повідомлення, які доступу в систему. мультиплексовані з розподілом часу. 18. Спосіб за п. 17, в якому обробка для кожного з 34. Термінал за п. 30, в якому другий PDU містить першого і другого каналів довільного доступу міспосилальну частину і частину повідомлення, які тить в собі виявлення присутності передач по камультиплексовані в різних наборах піддіапазонів. налу довільного доступу. 35. Термінал за п. 30, в якому перший і другий 19. Спосіб за п. 18, в якому виявлення основується PDU зв'язані з різними наборами полів даних. на пілот-сигналі, який включений у кожну передачу 36. Термінал за п. 35, в якому кожний з першого і по першому і другому каналах довільного доступу. другого PDU містить в собі поле ідентифікатора. 20. Спосіб за п. 18, який додатково містить: 37. Термінал за п. 35, в якому другий PDU містить визначення затримки поширення в обидва кінці в собі поле циклічного надлишкового коду (CRC). для термінала, чия передача була виявлена по 38. Термінал за п. 30, в якому перший і другий другому каналу довільного доступу. PDU зв'язані з різними схемами кодування. 21. Спосіб за п. 17, в якому передачі по першому 39. Термінал у безпровідній комунікаційній системі каналу довільного доступу є компенсованими на з множинним доступом, який містить: затримку поширення, причому обробка першого контролер, виконаний з можливістю визначення каналу довільного доступу містить в собі: виявпоточного операційного стану термінала і вибору лення присутності передачі в кожному з множини одного каналу довільного доступу з щонайменше слотів, доступних для першого каналу довільного двох каналів довільного доступу для використання доступу. при одержанні доступу в систему, основуючись на 22. Спосіб за п. 21, в якому виявлення основане на поточному робочому стані, причому згадані щорозв'язувальному детекторі. найменше два канали довільного доступу включа23. Спосіб за п. 17, в якому обробка другого канають в себе перший канал довільного доступу, який лу довільного доступу містить в собі: виявлення використовується зареєстрованими терміналами присутності передач у другому каналі довільного для доступу в систему; і процесор даних, виконадоступу, виконуючи ковзну кореляцію. ний з можливістю обробки повідомлення для пе24. Термінал для використання у безпровідній коредачі по вибраному каналу довільного доступу. мунікаційній системі з множинним доступом з мно40. Пристрій обробки даних у безпровідній комуніжиною входів та множиною виходів (МІМО), який каційній системі з множинним доступом, який місмістить: логічний пристрій для доступу до згаданої тить: засіб для визначення поточного операційного системи, використовуючи перший канал довільностану пристрою; засіб для вибору одного каналу го доступу для використання зареєстрованими довільного доступу з щонайменше двох каналів терміналами для одержання доступу в систему; довільного доступу для використання при одерлогічний пристрій для доступу до згаданої систежанні доступу в систему, основуючись на поточми, використовуючи другий канал довільного досному робочому стані, причому згадані щонайментупу для використання зареєстрованими і незареше два канали довільного доступу включають в єстрованими терміналами для одержання доступу себе перший канал довільного доступу, який виков систему. ристовується зареєстрованими терміналами для 25. Термінал за п. 24, в якому передачі по першодоступу в систему; і засіб для передачі повідомму каналу довільного доступу компенсують затрилення по вибраному каналу довільного доступу мку поширення. для одержання доступу в систему. 26. Термінал за п. 24, в якому перший і другий ка41. Пристрій обробки даних у безпровідній комунінали довільного доступу зв'язані з першим і друкаційній системі з множинним доступом, який місгим сегментами кадру, відповідно. тить: засіб обробки першого каналу довільного 27. Термінал за п. 26, в якому перший і другий седоступу, який використовується зареєстрованими гменти реалізовані з можливістю конфігурування терміналами для одержання доступу в систему; для кожного кадру. засіб обробки другого каналу довільного доступу, 28. Термінал за п. 26, в якому і перший, і другий який використовується зареєстрованими і незаресегменти розділені на множину слотів. єстрованими терміналами для одержання доступу в систему. 5 Претензія на пріоритет за 35 U.S.C. §119 Дана заявка на патент претендує на пріоритет попередньої заявки на патент США 60/421,309, озаглавленої «ΜΙΜΟ WLAN System», поданої 25 жовтня 2002p., яка належить правовласнику даної заявки на патент, і включена в даний опис у всій своїй повноті як посилання. Дана заявка на патент претендує на пріоритет попередньої заявки на патент США 60/432,440, озаглавленої «Random access for wireless multipleaccess communication systems», поданої 10 грудня 2002p., яка належить правовласнику даної заявки на патент, і включена в даний опис у всій своїй повноті як посилання. Даний винахід у загальному відноситься до передачі даних і більш точно, до способів, які полегшують довільний доступ у безпровідних комунікаційних системах із множинним доступом. Безпровідні комунікаційні системи широко розповсюджені для забезпечення різних типів обміну даними, таких як голосові дані, ракетні дані тощо. Такі системи можуть являти собою системи з множинним доступом, виконані з можливістю підтримки обміну даними з множиною терміналів користувача, спільно використовуючи доступні системні ресурси. Прикладами систем із множинним доступом є системи множинного доступу з кодовим розподілом каналів (CDMA), системи множинного доступу з часовим розподілом каналів (TDMA), системи множинного доступу з частотним розподілом каналів (FDMA). У комунікаційній системі з множинним доступом декільком терміналам користувача може бути потрібно одержати доступ до системи в довільний і момент часу. Такі термінали користувача можуть бути зареєстровані в системі або можуть бути не зареєстровані, можуть мати таймування, неузгоджені з таймуванням системи, і можуть мати інформацію або можуть не мати інформації про затримки поширення до їх точок доступу. Отже, передача від терміналів користувача, які намагаються одержати доступ у систему, може відбуватися у випадковий момент часу, і можуть бути або можуть не бути відповідним чином синхронізованими з приймальною точкою доступу. При цьому точка доступу повинна знайти ці передачі для того, щоб ідентифікувати конкретні термінали користувача, які вимагають одержання доступу в систему. При розробці схеми довільного доступу для безпровідної системи з множинним доступом доводиться зіштовхуватися з різними проблемами. Наприклад, схема довільного доступу повинна дозволяти терміналам користувача швидко одержувати доступ у систему при настільки малій кількості спроб, наскільки це можливо. Крім цього схема довільного доступу повинна бути ефективною і споживати настільки мало системних ресурсів, наскільки це можливо. Таким чином, у даній галузі техніки існує потреба в ефективній і діючій схемі довільного доступу для безпровідних комунікаційних систем із множинним доступом. У даному описі представлені способи для полегшення довільного доступу в безпровідних комунікаційних системах із множинним доступом. В 90080 6 одному з аспектів визначають канал довільного доступу (RACH) для утворення «швидкого» каналу довільного доступу (F-RACH) і «повільного» каналу довільного доступу (S-RACH). F-RACH та SRACH виконані з можливістю ефективної підтримки терміналів користувача у різних операційних станах, які мають різні конструкції. F-RACH є ефективним і може бути використаний для швидкого доступу в систему, а S-RACH є більш надійним і може підтримувати термінали користувача в різних операційних станах та умовах. F-RACH може бути використаний терміналами користувача, які зареєстровані в системі і можуть компенсувати їх затримки при проходженні в обидва кінці (RTD) за допомогою відповідної зміни їх таймування при передачі. S-RACH може бути використаний терміналами користувача, які можуть бути зареєстровані або не зареєстровані в системі і можуть бути здатними або не можуть бути здатними компенсувати їх RTD. Термінали користувача можуть використовувати для одержання доступу в систему FRACH або S-RACH, або обидва канали. Різні аспекти та варіанти здійснення даного винаходу більш докладно описані нижче. Відмінні риси, суть та переваги даного винаходу стануть більш очевидними з докладного опису, наведеного нижче в поєднанні з кресленнями, на яких однакові посилальні позиції позначають однакові елементи на всіх кресленнях і на яких: На Фіг.1 показана безпровідна комунікаційна система з множинним доступом; На Фіг.2 показана структура кадру дуплексного зв'язку з часовим розподілом (TDD); На Фіг.3А та 3В показані структури слотів для F-RACH та S-RACH, відповідно; На Фіг.4 показаний загальний вид процесу для одержання доступу в систему з використанням FRACH і/або S-RACH; На Фіг.5 та 6 показані процеси для одержання доступу в систему з використанням F-RACH та SRACH, відповідно; На Фіг.7А та 7В показані ілюстративні приклади передачі з використанням S-RACH та F-RACH, відповідно; На Фіг.8 показана точка доступу і два термінали користувача; На Фіг.9 показана блок-схема ТХ процесора даних у терміналі; На Фіг.10А та 10В показана блок-схема блоків обробки в ТХ процесорі даних; На Фіг.11 показана блок-схема ТХ просторового процесора в терміналі; На Фіг.12А показана блок-схема OFDM модулятора; На Фіг.12В показаний OFDM символ. Слово «ілюстративний» використовується в даному описі в значенні «який слугує як приклад, зразок або ілюстрація». Будь-який варіант здійснення або конструктивне рішення, описане в даному описі як «ілюстративне», не слід розглядати як пріоритетне або переважне перед іншими варіантами здійснення або конструктивними рішеннями. На Фіг.1 показана безпровідна комунікаційна система 100 із множинним доступом, яка підтри 7 90080 8 мує множину користувачів. Система 100 містить в новить 4,0мксек. Період символу OFDM, який тасобі декілька точок доступу (ТД, АР) 110, які підткож називається періодом символу, відповідає римують зв'язок з множиною терміналів користутривалості одного символу OFDM. вача (ТК, UT) 120. Для простоти на Фіг.1 показані Система також використовує один частотний тільки дві точки 110а та 110b доступу. Точка досдіапазон як для низхідної лінії, так і для висхідної тупу в загальному випадку являє собою нерухому лінії, які розділяють цей загальний діапазон, викостанцію, що використовується для зв'язку з терміристовуючи дуплексний зв'язок з часовим розподіналами користувача. Точка доступу також може лом (TDD). Крім цього система використовує декіназиватися базовою станцією або будь-яким інлька транспортних каналів для полегшення шим терміном. передачі даних по низхідній лінії та висхідній лінії. Термінали користувача 120 можуть бути розНа Фіг.2 показана структура 200 кадру, яка поділені по всій системі. Кожний термінал користуможе бути використана в безпровідній TDD систевача може являти собою нерухомий або мобільмі з множинним доступом. Передачі виконуються в ний термінал, який може обмінюватися даними з одиницях кадрів TDD, причому кожний з них має точкою доступу. Термінал користувача також може визначену часову тривалість (наприклад, 2мсек). називатися терміналом доступу, мобільною станКожний TDD кадр розділений на фазу низхідної цією, віддаленою станцією, пристроєм користувалінії і фазу висхідної лінії. Кожна з фаз низхідної ча (ПК, UE), безпровідним пристроєм або будьлінії і висхідної лінії додатково розділена на мнояким іншим терміном. Кожний термінал користуважину сегментів для множини транспортних каналів ча може обмінюватися даними з однією або можнизхідної лінії/висхідної лінії. ливо з множиною точок доступу по низхідній лінії У варіанті здійснення, показаному на Фіг.2, і/або висхідній лінії в будь-який момент часу. Низтранспортний канал низхідної лінії зв'язку містить в хідна лінія (тобто пряма лінія) відноситься до песобі широкомовний канал (ВСН), прямий канал редачі від точки доступу в термінал користувача, а керування (FCCH) і прямий канал (FCH), які перевисхідна лінія (тобто зворотна лінія) відноситься даються в сегментах 210, 220 та 230, відповідно. до передачі від термінала користувача в точку ВСН використовується для відправлення (1) маяка доступу. пілот-сигналу, який може бути використаний для На Фіг.1 точка 110а доступу здійснює зв'язок з синхронізації-системи, (2) ΜΙΜΟ пілот-сигналу, терміналами користувача 120a-120f, і точка 110b який може бути використаний для оцінки каналу та доступу здійснює зв'язок з терміналами користу(3) ВСН повідомлення, яке несе системну інфорвача 120f-120k. Контролер 130 системи приєднамацію. FCCH використовується для відправлення ний до точок 110 доступу і може бути виконаний з підтверджень для RACH і призначення ресурсів можливістю здійснення множини функцій, таких як низхідної лінії та висхідної лінії. FCH використову(1) координація і керування точками доступу, приється для відправлення специфічних для користуєднаними до нього, (2) маршрутизація даних між вача пакетів даних, пейджингових та широкомовцими точками доступу і (3) керування доступом та них повідомлень тощо, по низхідній лінії в зв'язком з терміналами користувача, що обслуготермінали користувача. вуються цими точками доступу. У варіанті здійснення, показаному на Фіг.2, Способи довільного доступу, викладені в датранспортний канал висхідної лінії зв'язку містить ному описі, можуть бути використані для різних в собі зворотний канал (RCH) і канал довільного комунікаційних систем із множинним доступом. доступу (RACH), які передають у сегментах 240 та Наприклад, ці способи можуть бути використані в 250, відповідно. RCH використовують для відпрасистемах, які застосовують (1) одну або множину влення пакетів даних по висхідній лінії. RACH виантен для передачі даних і одну або ж: ожину анкористовується терміналом користувача для одетен для прийому даних, (2) різні способи модуляції ржання доступу в систему. (наприклад, CDMA, OFDM тощо) та (3) один або Структура кадру і транспортних каналів, покамножину частотних діапазонів для низхідної лінії зані на Фіг.2 розкриті більш докладно у вищезгата висхідної лінії. даній заявці на патент США №60/421,309. Для простоти способи довільного доступу опи1. Структура RACH суються нижче для конкретної ілюстративної безВ одному з аспектів RACH містить «швидкий» провідної системи з множинним доступом. У цій канал довільного доступу (F-RACH) і «повільний» системі кожна точка доступу обладнана множиною канал довільного доступу (S-RACH). F-RACH та S(наприклад, чотирма) антенами для передачі і RACH реалізовані з можливістю ефективної підтприйому даних, і кожний термінал користувача римки терміналів користувача у різних операційних може бути обладнаний однією або множиною анстанах і які мають різні конструкції. F-RACH може тен. бути використаний терміналами користувача, які Крім цього система використовує мультиплекзареєструвалися в системі і які мають можливості сування з ортогональним розподілом частот компенсувати їх затримки поширення в обидва (OFDM), з ефективним розподілом усієї смуги часкінці (RTD), відповідним чином змінюючи таймутот системи на множину (NF) ортогональних піддівання своєї передачі, як описано нижче. S-RACH апазонів. В одному з конкретних варіантів здійсможе бути використаний терміналами, які визнанення смуга частот системи становить 20МГц, чили частоту системи (наприклад, за допомогою NF=64, піддіапазонам призначені індекси від -32 до маяка пілот-сигналу по ВСН), але можуть бути +32, тривалість кожного перетвореного символу зареєстрованими або не зареєстрованими в сисстановить 3,2мксек, циклічний префікс становить темі. При передачі по S-RACH термінали користу800нсек, і тривалість кожного символу OFDM ста 9 90080 10 вача можуть виконувати або не виконувати компеУ таблиці 1 зведені вимоги і характеристики Fнсацію своїх RTD. RACH та S-RACH. Таблиця 1 тип RACH F-RACH S-RACH Опис Використовується для одержання доступу в систему терміналами користувача, які (1) зареєстровані в системі, (2) можуть компенсувати свою затримку поширення в обидва кінці, і (3) можуть забезпечити необхідне відношення сигнал/шум (ВСШ, SNR). Для F-RACH використовується схема довільного доступу ALOHA з тактуванням Використовується для одержання доступу в систему терміналами користувача, які не можуть використовувати F-RACH, наприклад, внаслідок неможливості задовольнити будь-які вимоги, необхідні для використання F-RACH Для S-RACH використовується схема довільного доступу ALOHA Для F-RACH та S-RACH використовуються різні варіанти виконання для полегшення максимально швидкого доступу в систему та мінімізації системних ресурсів, необхідних для здійснення довільного доступу. В одному з варіантів здійснення F-RACH використовує короткі блоки даних протоколу (PDU), що використовують більш слабку схему кодування і потребують прибуття F-RACH PDU у точку доступу практично вирівняними за часом. В одному з варіантів здійснення S-RACH використовує довгі PDU, що використовують більш сильну схему кодування і не потребують прибуття S-RACH PDU у точку доступу, вирівняними за часом. Варіанти здійснення F-RACH та S-RACH і їх використання більш докладно описані нижче. В звичайній безпровідній комунікаційній системі кожний термінал користувача вирівнює своє таймування з таймуванням системи. Звичайно це виконується за допомогою прийому з точки доступу передачі (наприклад, маяка пілот-сигналу по ВСН), яка несе, або в яку вбудована інформація про таймування. Потім термінал користувача установлює своє таймування, основуючись на прийнятій інформації таймування. Однак таймування термінала користувача відхиляється (або затримане) стосовно таймування системи, причому величина відхилення звичайно відповідає затримці поширення передачі, яка містить інформацію таймування. Якщо після цього термінал користувача виконує передачу, використовуючи своє таймування, то передача, прийнята в точці доступу, є ефективно затриманою на дві затримки поширення (тобто на затримку поширення в два кінці), де одна затримка поширення з'являється внаслідок відмінності або відхилення між таймуванням термінала користувача та таймування системи, а інша затримка поширення відноситься до передачі від термінала користувача в точку доступу (див. Фіг.7). Для того, щоб передача прибула в конкретний момент часу згідно таймуванню точки доступу, терміналу користувача необхідно виконати настроювання свого таймування передачі для компенсації затримки поширення в обидва кінці для даної точки доступу (див. Фіг.7В). Як використовується в даному описі, передача з компенсацією RTD відноситься до передачі, яка була відправлена таким способом, що вона прибуває в приймач у розрахунковий момент часу згідно з таймуванням приймача. (При цьому можуть бути присутніми деякі погрішності, так що передача може бути прийнята близько, але не зовсім точно в розрахунковий момент часу). Якщо термінал користувача здатний узгодити своє таймування з таймуванням системи (наприклад, обидва таймування виконуються, основуючись на часі GPS), то для передачі з компенсацією RTD потрібно тільки врахувати затримку поширення від термінала користувача до точки доступу. На Фіг.2 також показаний варіант здійснення структури RACH. У цьому варіанті здійснення RACH сегмент 250 розділений на три сегменти: сегмент 252 для F-RACH, сегмент 254 для SRACH та охоронний сегмент 256. F-RACH сегмент розташований першим у RACH сегменті, оскільки передачі F-RACH ведуться з компенсацією RTD і, отже, не створюють перешкод передачам у попередньому RCH сегменті. S-RACH сегмент розташований наступним у RACH сегменті, оскільки передачі по S-RASH можуть проводитися без компенсації RTD і можуть створювати перешкоди передачам у попередньому RCH сегменті, якщо він буде розташований першим. Охоронний сегмент випливає за S-RACH сегментом і служить для запобігання перешкодам, які створюються передачами S-RACH, передачам по низхідній лінії у ВСН у наступному кадрі TDD. В одному з варіантів здійснення конфігурація як F-RACH, так і S-RACH може задаватися системою динамічно для кожного кадру TDD. Наприклад, початкове положення RACH сегмента, тривалість F-RACH сегмента, тривалість S-RACH сегмента та охоронний інтервал можуть задаватися індивідуально для кожного TDD кадру. Тривалість F-RACH та S-RACH сегментів може вибиратися, основуючись на різних факторах, наприклад, кількості зареєстрованих/не зареєстрованих терміналів користувача, завантаженню системи тощо. Параметри конфігурації RACH та S-RACH для кожного кадру TDD можуть відправлятися в термінал користувача у повідомленні ВСН, яке передається в тому самому TDD кадрі. На Фіг.3А показаний варіант здійснення структури 300 слотів, яка може бути використана в FRACH. F-RACH сегмент розділений на декілька FRACH слотів. Конкретна кількість F-RACH слотів, доступних у кожному TDD кадрі, являє собою конфігурований параметр, який передається в повідомленні ВСН, яке відправляється в тому самому TDD кадрі. В одному з варіантів здійснення кожний F-RACH слот має фіксовану тривалість, що визначена як рівна, наприклад, одному періоду символу OFDM. 11 90080 12 В одному з варіантів здійснення один F-RACH PDU може відправлятися в кожному F-RACH слоті. Таблиця 3 F-RACH PDU містить посилальну частину, яка мультиплексована з F-RACH повідомленням. FS-RACH повідомлення RACH посилальна частина містить в собі набір пілотних символів, який передається в одному Довжина Назви полів Опис наборі піддіапазонів, і F-RACH повідомлення, яке (біти) містить групу символів даних, які передаються в Часовий ІД, призначений ID МАС 10 іншому наборі піддіапазонів. Мультиплексування терміналу користувача піддіапазонів, обробка F-RACH PDU та операції по Значення CRC для SCRC 8 F-RACH для одержання доступу в систему описані RACH повідомлення більш докладно нижче. Біти заповБіти заповнення для згор6 У таблиці 2 перелічені поля для ілюстративнонення ткового кодера го формату F-RACH повідомлення. Таблиця 2 F-RACH повідомлення Назви полів Довжина (біти) ID МАС 10 Біти заповнення 6 Опис Часовий ІД, призначений терміналу користувача Біти заповнення для згорткового кодера Поле ІД керування доступу до середовища (МАС) містить МАС ID, який ідентифікує конкретний термінал користувача, що посилає F-RACH повідомлення. Кожний термінал користувача реєструється в системі на початку сесії зв'язку, і йому присвоюється унікальний МАС ID. Такий МАС ID після цього використовується для ідентифікації термінала користувача під час сесії. Поле бітів заповнення містить в собі групу нулів, які використовуються для встановлення згорткового кодера у відомий стан в кінці F-RACH повідомлення. На ФІГ.3В показаний варіант здійснення структури 310 слотів, яка може бути використана для SRACH. S-RACH сегмент також розділений на декілька S-RACH слотів. Конкретна кількість S-RACH слотів, доступна для використання в кожному TDD кадрі, є настроюваним параметром, що передається у ВСН повідомлення, яке передається в тому самому TDD кадрі. В одному з варіантів здійснення S-RACH слот має фіксовану тривалість, яка визначена як рівна, наприклад, чотирьом періодам символу OFDM. В одному з варіантів здійснення S-RACH PDU може пересилатися в кожному S-RACH слоті. SRACH PDU містить посилальну частину, за якою йде S-RACH повідомлення. У конкретному варіанті здійснення посилальна частина містить в собі два пілотних символи OFDM, які служать для полегшення прийому та виявлення S-RACH передачі, а також для сприяння когерентній демодуляції частини S-RACH повідомлення. Пілотні символи OFDM можуть генеруватися, як описано нижче. У таблиці 3 наведений перелік полів ілюстративного формату S-RACH повідомлення. Для варіанта здійснення, показаного в таблиці 3, S-RACH повідомлення містить в собі три поля. Поле МАС ID і поле бітів заповнення описано вище. S-RACH може бути використаний незареєстрованими терміналами користувача для одержання доступу в систему. При одержанні першого доступу в систему незареєстрованим терміналом користувача унікальний МАС ID ще не присвоєний терміналу користувача. У цьому випадку незареєстрованим терміналом користувача може використовуватися реєстраційний МАС ID, який зарезервований для цілей реєстрації доти, доки терміналу не буде присвоєний унікальний МАС ID. Реєстраційний МАС ID являє собою визначене значення (наприклад, 0x0001). Поле циклічного надлишкового коду (CRC) містить значення CRC для SRACH повідомлення. Це значення CRC може бути використане точкою доступу для визначення, чи було прийняте S-RACH повідомлення декодоване вірно або з помилкою. Значення CRC у такий спосіб використовується для мінімізації імовірності невірного виявлення S-RACH повідомлення. У таблицях 2 та 3 показані конкретні варіанти здійснення форматів F-RACH та S-RACH повідомлень. Інші формати з меншою кількістю додаткових і/або інших полів також можуть бути визначені для цих повідомлень, і це знаходиться в межах обсягу даного винаходу. Наприклад, S-RACH повідомлення може бути визначене як таке, що включає в себе поле Slot ID, яке містить індекс конкретного S-RACH слота, в якому пересилається SRACH PDU. Як інший приклад F-RACH повідомлення може бути визначене як таке, що включає в себе поле CRC. На Фіг.3А та 3B показані конкретні структури для F-RACH та S-RACH. Інші структури також можуть бути визначені для F-RACH та S-RACH, і це знаходиться в межахобсягу даного винаходу. Наприклад, F-RACH і/або S-RACH можуть бути визначені, як такі, що мають конфігуровану тривалість слота, яка може передаватися у ВСН повідомлення. На Фіг.3А та 3B також показані конкретні варіанти здійснення для F-RACH та S-RACH PDU. Також можуть бути визначені інші формати PDU, і це також знаходиться в межах обсягу даного винаходу. Наприклад, для S-RACH PDU також може бути використане мультиплексування піддіапазонів. Крім цього частини кожного PDU можуть бути визначені як такі, що мають розміри, відмінні від описаних вище. Наприклад, посилальна частина SRACH PDU може бути визначена як така, що 13 90080 14 включає в себе тільки один пілотний символ лення передачі по F-RACH вимагає більш високоOFDM. го SNR при прийомі, ніж необхідне для передачі по Використання F-RACH та S-RACH для довільS-RACH. З цієї причини термінал користувача, що ного доступу може забезпечити різні переваги. Поне може передавати з достатнім рівнем потужності перше, досягається поліпшена ефективність за для досягнення необхідного SNR при прийомі для допомогою розподілу терміналів користувача на F-RACH, може за умовчанням використовувати Sдві групи. Термінали користувача, які здатні задоRACH. Крім цього, якщо терміналу користувача не вольнити вимогам на таймування і SNR при привдалося одержати доступ у систему після визнайомі, можуть використовувати більш ефективний ченої кількості послідовних спроб по F-RASH, тоді F-RACH для довільного доступу, а усі інші термівін також за умовчанням може використовувати Sнали користувача можуть підтримуватися через SRACH. RACH. F-RACH може функціонувати як тактований На Фіг.6 показана блок-схема послідовності ALOHA канал, для якого відомо, що він приблизно операції варіанта здійснення процесу 400, що вив два рази більш ефективний, ніж ALOHA канал конується терміналом користувача для одержання без тактування. Термінали користувача, що не доступу в систему з використанням F-RACH і/або можуть компенсувати їх RTD, обмежені тільки виS-RACH. Спочатку визначають, зареєстрований користанням S-RACH і не створюють перешкод або ні термінал користувача у системі (етап 412). У терміналам користувача у F-RACH. випадку негативної відповіді використовують SПо-друге, можуть бути використані різні пороги RACH для одержання доступу в систему, і процес виявлення для F-RACH та S-RACH. Така гнучкість переходить до етапу 430. У противному випадку дозволяє системі досягати різних цілей. Напривиконують визначення, чи забезпечує термінал клад, поріг виявлення для F-RACH може бути користувача SNR при прийомі, перевищуючий або встановлений більш високим, ніж поріг виявлення рівний SNR при прийомі, необхідний для F-RACH для S-RACH. Це дає можливість системі надати (тобто поріг по SNR для F-RACH) (етап 414). Етап перевагу терміналам користувача, що є більш 414 може бути пропущений, якщо SNR при прийоефективними (тобто з більш високим SNR при мі для термінала користувача невідомо. Якщо для прийомі) для доступу в систему через F-RACH, що етапу 414 одержують негативну відповідь, то проможе забезпечити більш високу повну пропускну цес також переходить до етапу 430. здатність системи. Поріг виявлення для S-RACH Якщо термінал користувача зареєстрований, і може бути встановлений більш низьким, щоб допоріг по SNR для F-RACH досягнуть, тоді виконузволити всім терміналам користувача (з конкретють F-RACH процедуру доступу, намагаючись ним мінімальним SNR при прийомі) одержати досодержати доступ у систему (етап 420). Після заветуп у систему. ршення F-RACH процедури доступу (варіант здійПо-третє, для F-RACH та S-RACH може викоснення, що описаний нижче на Фіг.5) виконують ристовуватися різна будова і PDU. У конкретних визначення, чи був доступ успішним (етап 422). У варіантах здійснення, описаних вище, F-RACH випадку позитивної відповіді декларують успішний PDU містить один символ OFDM, і S-RACH PDU доступ (етап 424), і процес завершується. У протимістить чотири символи OFDM. Різні розміри PDU вному випадку процес переходить до етапу 430 є наслідком того, що різні дані посилаються корисдля виконання спроби доступу по S-RACH. тувачами F-RACH та користувачами S-RACH, і Якщо термінал не зареєстрований, не може також внаслідок різних схем кодування і необхідзабезпечити пороговий рівень SNR для F-RACH, них значень SNR при прийомі для F-RACH та Sабо його спроба одержати доступ по F-RACH не RACH. У загальному випадку F-RACH приблизно у була успішною, тоді він виконує S-RACH процедувісім разів більш ефективний, ніж S-RACH, причору доступу, намагаючись одержати доступ у сисму фактор чотири є наслідком більш короткого тему (етап 430). Після виконання S-RACH процерозміру PDU, а фактор два є наслідком природи Fдури доступу (варіант здійснення, який описаний RACH, що припускає використання слотів. Таким нижче на Фіг.6) визначають, чи був доступ успішчином, при однаковій тривалості сегмента F-RACH ним або неуспішним (етап 432). У випадку позитиможе підтримувати у вісім разів більша кількість вної відповіді декларують виконання успішного терміналів користувача, ніж може підтримувати Sдоступу (етап 424). У противному випадку деклаRACH. З іншого погляду, однакова кількість термірують неуспішний доступ (етап 434). У будь-якому налів користувача може підтримуватися F-RACH випадку процес завершується. сегментом, що становить 1/8 по тривалості від SДля простоти у варіанті здійснення, показаноRACH сегмента. му на Фіг.4, передбачається, що термінал користу2. Процедури довільного доступу вача має свіжу RTD інформацію у випадку, якщо Термінали користувача можуть використовувін зареєстрований у системі. Це допущення в вати F-RACH або S-RACH або і те і інше для одезагальному випадку є вірним, якщо термінал кориржання доступу в систему. Спочатку термінали стувача є стаціонарним (тобто його положення користувача, які не зареєстровані в системі (тобто фіксоване), або безпровідний канал не перетерпів яким не був призначений унікальний МАС ID) визначних змін. Для мобільного термінала користукористовують S-RACH для доступу в систему. Пісвача RTD може помітно змінюватися між доступаля реєстрації термінали користувача можуть викоми в систему або можливо навіть між окремими ристовувати F-RACH і/або S-RACH для доступу в спробами доступу в систему. Таким чином, процес систему. 400 може бути модифікований для включення в Оскільки для F-RACH та S-RACH використонього етапу визначення, чи має або ні термінал вуються різні варіанти здійснення, успішне виявкористувача свіжу RTD інформацію. Таке визна 15 90080 16 чення може бути виконане, наприклад, основуюжують із ВСН повідомлення, яке пересилається в чись на часі, що минув, з моменту останнього достому самому кадрі. Потім термінал користувача тупу в систему, поведінці каналу, що спостерігавипадковим чином вибирає один з доступних Fється, під час останнього доступу в систему тощо. RACH слотів для передачі F-RACH PDU у точку У загальному випадку доступна множина типів доступу (етап 524). Потім термінал користувача каналів довільного доступу, і спочатку для викорипередає F-RACH PDU з компенсацією RTD таким стання вибирають один канал довільного доступу, чином, що PDU прибуває в точку доступу приблиосновуючись на операційному стані термінала зно вирівняним за часом по початку вибраного Fкористувача. Операційний стан може бути визнаRACH слота (етап 526). чений, наприклад, статусом реєстрації термінала Точка доступу приймає та обробляє F-RACH користувача SNR при прийомі, поточною RTD інPDU, відновлює інкапсульоване F-RACH повідомформацією тощо. Термінал користувача може вилення і визначає МАС ID, яке міститься у відновкористовувати множину каналів довільного достуленому повідомленні. Для варіанта здійснення, пу, один канал одноразово, для доступу в систему. показаного в таблиці 2, F-RACH повідомлення не А. Процедура F-RACH містить в собі значення CRC так, що точка доступу В одному з варіантів здійснення F-RACH виконе має можливості визначити, чи було повідомристовує схему довільного доступу ALOHA з таклення декодоване вірно або з помилкою. Однак, туванням, за допомогою чого термінали користуоскільки тільки зареєстровані термінали користувача передають у випадково вибраних F-RACH вача використовують F-RACH для доступу в сисслотах, намагаючись одержати доступ у систему. тему, і оскільки кожному зареєстрованому терміПередбачається, що термінали користувача мають налу користувача призначений унікальний МАС ID, поточну RTD інформацію при передачі по F-RACH. точка доступу може перевірити прийнятий МАС ID, У результаті передбачається, що F-RACH PDU порівнявши його з призначеними МАС ID. Якщо вирівняні за часом по межах F-RACH слота в точці прийнятий МАС ID є одним із призначених МАС ID, доступу. Це може значно спростити процес виявтоді точка доступу підтверджує одержання прийнлення і скоротити час доступу для терміналів коятого F-RACH PDU. Це підтвердження може бути ристувача, які задовольняють вимогам на викоривідправлене різними способами, як описано нижстання F-RACH. че. Термінал користувача може відправляти мноПісля передачі F-RACH PDU термінал корисжину передач по F-RACH доти, доки не буде одетувача визначає, чи було одержане або ні підтвержаний доступ, або не буде перевищена максимардження для переданого PDU (етап 528). У випадльно дозволена кількість спроб доступу. Для ку позитивної відповіді термінал користувача кожної F-RACH передачі можуть змінюватися різні переходить в активний стан (етап 530), і процес параметри для збільшення імовірності успіху, як завершується. У противному випадку, якщо підтописується нижче. вердження для переданого F-RACH PDU не одерНа Фіг.5 показана блок-схема послідовності жане за визначену кількість TDD кадрів, термінал операцій варіанта здійснення процесу 420а, що користувача робить припущення, що точка доступу виконується терміналом користувача для одерне прийняла F-RACH PDU і відновляє процедуру жання доступу в систему, використовуючи Fдоступу по F-RACH. RACH. Процес 420а являє собою варіант здійсДля кожної послідовної спроби доступу термінення F-RACH процедури доступу, яка виконуєтьнал користувача спочатку оновляє параметри песя на етапі 420 за Фіг.4. редачі F-RACH (етап 534). Відновлення може місПеред першою передачею по F-RACH термітити в собі (1) збільшення на одиницю лічильника нал користувача ініціалізує різні параметри, які для кожної наступної спроби доступу та (2) навикористовуються для передачі по F-RACH (етап строювання потужності передачі (наприклад, збі512). Такі параметри можуть містити в собі, наприльшення на визначену величину). Потім виконуклад, кількість спроб доступу, початкову потужється визначення, перевищена або ні ність передачі тощо. Може підтримуватися лічильмаксимально допустима кількість спроб доступу по ник для підрахунку кількості спроб доступу, і такий F-RACH, основуючись на оновленому значенні лічильник може бути встановлений в одиничне лічильника (етап 536). У випадку позитивної відпозначення для першої спроби доступу. Початкова віді термінал користувача залишається в стані потужність передачі встановлюється такою, що доступу (етап 538), і процес завершується. при цьому очікується досягнення необхідного SNR Якщо максимально допустима кількість спроб при прийомі для F-RACH у точці доступу. Початкодоступу не була перевищена, тоді термінал корисва потужність передачі може бути оцінена, оснотувача визначає час очікування перед передачею вуючись на величині прийнятого сигналу або SNR F-RACH PDU для наступної спроби доступу. Для для точки доступу, виміряними в терміналі корисвизначення зазначеного часу очікування термінал тувача. Потім процес переходить до циклу 520. користувача спочатку визначає максимальний час Для кожної передачі по F-RACH термінал коочікування до наступної спроби доступу, що також ристувача обробляє ВСН для одержання відповідназивають вікном розв'язання конфлікту (ВРК, них параметрів системи для поточного TDD кадру CW). В одному з варіантів здійснення вікно розв'я(етап 522). Як описувалося вище, кількість F-RACH зання конфлікту (в одиницях TDD кадрів) експонеслотів, доступних у кожному TDD кадрі, і початок нціально збільшується для кожної спроби доступу F-RACH сегмента є конфігурованими параметра(тобто CW=2спроба_доступу). Вікно розв'язання конфми, які можуть змінюватися від кадру до кадру. Fлікту також може бути визначене, основуючись на RACH параметри для поточного TDD кадру одеріншій функції (наприклад, лінійній функції) кількості 17 90080 18 спроб доступу. Час очікування до наступної спроби Точка доступу приймає та обробляє S-RACH доступу потім випадковим чином вибирають між PDU, відновлює S-RACH повідомлення і перевіряє нулем та CW. Термінал користувача очікує зазнавідновлене повідомлення, використовуючи значений час перед передачею F-RACH PDU для начення CRC, яке міститься в повідомленні. У випадступної спроби доступу (етап 540). ку невірного CRC точка доступу відкидає S-RACH Після очікування протягом випадково вибраноповідомлення. Якщо CRC вірно, тоді точка доступу го часу очікування термінал користувача знову одержує МАС ID, яке міститься у відновленому визначає F-RACH параметри для поточного TDD повідомленні і підтверджує S-RACH PDU. кадру, обробляючи ВСН повідомлення (етап 522), Після передачі S-RACH PDU термінал корисвипадковим чином вибирає F-RACH слот для петувача визначає, одержане чи ні підтвердження редачі (етап 524) і передає F-RACH PDU у випаддля переданого PDU (етап 628). У випадку позитиково вибраному F-RACH слоті (етап 526). вної відповіді термінал користувача переходить в Процедура F-RACH продовжується доти, доки активний стан (етап 630), і процес завершується. У (1) термінал користувача не одержить підтверпротивному випадку термінал користувача робить дження від точки доступу або (2) не буде перевиприпущення, що точка доступу не прийняла Sщена максимально допустима кількість спроб досRACH PDU і відновляє процедуру доступу по Sтупу. Для кожної наступної спроби доступу час RACH. очікування перед передачею F-RACH PDU, конкДля кожної наступної спроби доступу термінал ретний F-RACH слот для використання в F-RACH користувача спочатку оновлює параметри передапередачі і потужність передачі для F-RACH PDU чі S-RACH (наприклад, збільшує на одиницю лічиможе бути вибрано, як описано вище. льник, настроює потужність передачі тощо) (етап В. Процедура S-RACH 634). Потім визначається, перевищена чи ні макВ одному з варіантів здійснення S-RACH викосимально допустима кількість спроб доступу по Sристовує схему довільного доступу ALOHA, якою RACH (етап 636). У випадку позитивної відповіді термінали користувача передають у випадковим термінал користувача залишається в стані доступу чином вибраних S-RACH слотах, намагаючись (етап 638), і процес завершується. У противному одержати доступ у систему. Хоча термінали коривипадку термінал користувача визначає час очікустувача намагаються передавати у визначених Sвання перед передачею S-RACH PDU для наступRACH слотах, не передбачається, що таймування ної спроби доступу. Час очікування може бути випередачі для передачі по S-RACH компенсоване значено, як описано вище для Фіг.5. Термінал по RTD. У результаті, якщо термінали користувача користувача очікує зазначений час (етап 640). Пісне мають хороших оцінок для їх RTD, поведінка Sля очікування протягом довільним чином вибраноRACH схожа на поведінку каналу ALOHA без такго часу очікування термінал користувача знову тування. визначає S-RACH параметри для поточного TDD На Фіг.6 показана блок-схема послідовності кадру, обробляючи ВСН повідомлення (етап 622), операцій варіанта здійснення процесу 430а, який випадковим чином вибирає S-RACH слот для певиконується терміналом користувача для одерредачі (етап 624) і передає S-RACH PDU у випаджання доступу в систему, використовуючи Sковим чином вибраному S-RACH слоті (етап 626). RACH. Процес 430а являє собою варіант здійсПроцедура S-RACH доступу, описана вище, нення процедури S-RACH доступу, яка виконуєтьвизначається доти, доки (1) термінал користувача ся на етапі 430 за Фіг.4. не одержить підтвердження від точки доступу (2) Перед першою передачею по S-RACH терміабо не буде перевищена максимально допустима нал користувача ініціалізує різні параметри, які кількість спроб доступу. використовуються для передачі по S-RACH (наС. RACH підтвердження приклад, кількість спроб, початкова потужність В одному з варіантів здійснення для підтверпередачі тощо) (етап 612). Потім процес переходження вірно прийнятого F/S-RACH PDU точка дить до циклу 620. доступу відправляє біт F/S-RACH підтвердження у Для кожної передачі по S-RACH термінал коВСН повідомленні і передає RACH підтвердження ристувача обробляє ВСН для одержання відповідпо FCCH. Можуть використовуватися окремі біти них параметрів для S-RACH для поточного TDD F-RACH та S-RACH підтвердження для F-RACH та кадру, таких як кількість доступних S-RACH слотів і S-RACH, відповідно. Може бути присутньою започаток S-RACH сегмента (етап 622). Потім термітримка між встановленням біта F/S-RACH підтвенал користувача випадковим чином вибирає один рдження у ВСН і відправленням RACH підтверз доступних S-RACH слотів для передачі S-RACH дження по FCCH, що може бути використане для PDU (етап 624). S-RACH PDU містить в собі Sурахування затримки планування тощо. Біт F/SRACH повідомлення, яке має поля, наведені в RACH підтвердження запобігає відключенню тертаблиці 3. RACH повідомлення містить в собі або міналів користувача і дає можливість швидкого призначений МАС ID, якщо термінал користувача відключення неуспішним терміналам користувача. зареєстрований у системі, або, у противному виПісля відправлення терміналам користувача падку, реєстраційний МАС ID. Потім термінал коF/S-RACH PDU він відслідковує ВСН та FCCH для ристувача передає S-RACH PDU у точку доступу у визначення того, чи був прийнятий PDU точкою вибраному S-RACH слоті (етап 626). Якщо термідоступу. Термінал користувача відслідковує ВСН налу користувача відомо RTD, тоді він може надля визначення, чи встановлений відповідний біт строїти таймування своєї передачі відповідним F/S-RACH підтвердження. Якщо біт встановлений, чином з урахуванням RTD. що вказує на те, що підтвердження для цього і/або будь-якого іншого термінала користувача може 19 90080 20 бути послане по FCCH, то термінал користувача тання в наступних передачах по висхідній лінії. додатково обробляє FCCH на предмет RACH підтRTD може бути визначений різними способами, вердження. У противному випадку, якщо цей біт не деякі з який описані нижче. встановлений, термінал користувача продовжує У першій схемі тривалість S-RACH слота вивідслідковувати ВСН або відновляє процедуру значають як перевищуючу найбільшу очікувану доступу. RTD для всіх терміналів користувача у системі. FCCH використовується для передачі підтверДля цієї схеми кожний переданий S-RACH PDU джень для успішних спроб доступу. Кожне RACH буде прийнятий таким, що починається в тому ж підтвердження містить МАС ID, зв'язаний з термісамому S-RACH слоті, для якого призначена пеналом користувача, для якого відправлене підтвередача. При цьому відсутня неоднозначність у рдження. Швидке підтвердження може бути виковідношенні того, який S-RACH слот був використаристане для інформування термінала користувача, ний для передачі S-RACH PDU. що його запит доступу був прийнятий, але не зв'яВ другій схемі RTD визначають частинами у заний із призначенням FCH/RCH ресурсів. Підтвепроцедурах доступу та реєстрації. Для цієї схеми рдження, основане на призначенні, пов'язане з тривалість S-RACH слота може бути визначена як призначенням FCH/RCH. Якщо термінал користуменша, ніж найбільша очікувана RTD. При цьому вача прийняв швидке підтвердження по FCCH, він переданий S-RACH PDU може бути прийнятий на переходить у сплячий стан. Якщо термінал кориснуль, один або множину S-RACH пізніше, ніж розтувача прийняв підтвердження, основане на призрахунковий S-RACH слот. RTD може бути розділеначенні, він одержує інформацію планування, що на на дві частини: (1) перша частина для цілої кіпосилається разом з підтвердженням, і починає лькості S-RACH слотів (перша частина може використання FCH/RCH, призначених системою. дорівнювати 0, 1, 2, або будь-якому іншому знаЯкщо термінал користувача виконує реєстраченню) і (2) друга частина для дробової частини Sцію, тоді він використовує реєстраційний МАС ID. RACH слота. Точка доступу може визначити дроДля незареєстрованого термінала користувача бову частину, основуючись на прийнятому SRACH підтвердження може викликати ініціацію RACH PDU. Під час реєстрації таймування перетерміналом користувача процедури реєстрації в дачі термінала користувача може бути настроєне системі. Через процедуру реєстрації встановлюдля компенсації дробової частини таким чином, ється унікальна ідентичність термінала користуващо передача від термінала користувача прибуває ча, наприклад, основуючись на електронному севирівняною по межі S-RACH слота. Потім під час рійному номері (ESN), який є унікальним для процедури реєстрації може бути визначена перша кожного термінала користувача в системі. Потім частина і повідомлена терміналу користувача. система призначає унікальний МАС ID терміналу У третій схемі S-RACH повідомлення визначекористувача (наприклад, через повідомлення прине, як таке, що включає в себе поле SLOT ID. Це значення МАС ID, відправлене по FCH). поле містить індекс визначеного S-RACH слота, в У випадку S-RACH усі незареєстровані терміякому був переданий S-RACH PDU. Точка доступу нали користувача використовують однаковий ремає можливість визначити RTD для термінала єстраційний МАС ID для доступу в систему. Таким користувача, основуючись на індексі слота, який чином, для множини незареєстрованих терміналів міститься в полі SLOT ID. користувача можлива одночасна передача в тому Поле SLOT ID може бути реалізоване різними самому S-RACH слоті. У цьому випадку, якщо точспособами. У першому варіанті здійснення тривака доступу має можливість знайти передачу в лість S-RACH повідомлення є збільшеною (наприцьому S-RACH слоті, система може (ненавмисно) клад, від двох до трьох символів OFDM), зберігаюініціювати процедуру реєстрації одночасно з мночи при цьому ту ж саму швидкість кодування. В жиною терміналів користувача. При процедурі редругому варіанті здійснення тривалість S-RACH єстрації (наприклад, за допомогою використання повідомлення зберігається, але швидкість кодуCRC або унікальних ESN для цих терміналів коривання збільшується (наприклад, від швидкості 1/4 стувача) система має можливість розв'язати кондо швидкості 1/2), що дає можливість передачі флікт. Одним з можливих наслідків є те, що систебільшої кількості інформаційних бітів. У третьому ма може бути не здатна вірно прийняти передачі варіанті здійснення тривалість S-RACH PDU зберівід будь-яких із зазначених терміналів користувагається (наприклад, чотири символи OFDM), але ча, оскільки вони створюють перешкоди один одчастина S-RACH повідомлення подовжується (наному, і в цьому випадку термінали користувача приклад, від двох до трьох символів OFDM), і поможуть почати заново процедуру доступу. Як альсилальна частина скорочується (наприклад, від тернатива, система може мати можливість вірного двох до одного символу OFDM). прийому передачі від найбільш сильного термінаСкорочення посилальної частини S-RACH ла користувача, і в цьому випадку більш слабкий PDU зменшує якість прийнятого сигналу для цього термінал (термінали) користувача може почати посилання, що може збільшити імовірність невиязаново процедуру доступу. влення S-RACH передачі (тобто більш висока імоD. Визначення RTD вірність пропущеного виявлення). У цьому випадку Передача від незареєстрованого термінала поріг виявлення (який використовується для вказікористувача може проводитися без компенсації вки, є присутнім або ні S-RACH передача) може RTD і може прибувати в точку доступу без вирівбути зменшений для досягнення необхідної імовінювання по межі S-RACH слота. Як частина прорності пропущеного виявлення. Більш низький цедури доступу/реєстрації визначається RTD і поріг виявлення збільшує імовірність визначення надається в термінал користувача для викорисприйнятої S-RACH передачі у випадку її відсутнос 21 90080 22 ті (тобто більш висока імовірність невірного сповіКожний модулятор (MOD) 822 приймає та обробщення). Однак значення CRC, яке міститься в коляє відповідний потік символів передачі, забезпежному S-RACH повідомленні, може бути викорисчуючи відповідний модульований сигнал висхідної тане для досягнення прийнятної імовірності лінії, який потім передається через зв'язану антену невірного виявлення. 724. У четвертій схемі індекс слота є вбудованим у У точці доступу 110x Nap антен 852а-852ар значення CRC для S-RACH повідомлення. Дані приймають передані по висхідній лінії модульовані для S-RACH повідомлення (наприклад, МАС ID, сигнали від терміналів користувача, і кожна антена для варіанта здійснення, наведеного в таблиці 3) і надає прийнятий сигнал у відповідний демодуляіндекс слота можуть бути надані в CRC генератор і тор (DEMOD) 854. Кожний демодулятор 854 виковикористовуватися для генерації значення CRC. нує обробку, комплементарну виконуваній у модуMAC ID і значення CRC (але не індекс слота) потім ляторі 822, і надає прийняті символи. Потім передають у S-RACH повідомленні. У точці доступриймальний (RX) просторовий процесор 856 випу прийняте S-RACH повідомлення (наприклад, конує просторову обробку прийнятих символів від прийнятий МАС ID) і очікуваний індекс слота викоусіх демодуляторів 854а-854ар, забезпечуючи відристовують для генерації значення CRC для приновлені символи, які є оцінками символів модуляйнятого повідомлення. Згенероване значення CRC ції, переданих терміналами користувача. Далі RX потім порівнюють зі значенням CRC у прийнятому процесор 858 даних виконує обробку (наприклад, S-RACH повідомленні. У випадку вірного CRC точвиконує зворотне відображення символів, зворотка доступу констатує успіх і переходить до обробки не перемежовування і декодування) відновлених повідомлення. У випадку невірного CRC точка досимволів для забезпечення декодованих даних ступу констатує невдачу та ігнорує повідомлення. (наприклад, відновлених RACH повідомлень), які Е. F-RACH та S-RACH передачі можуть бути надані в споживач 860 даних для На Фіг.7 показана ілюстративна передача по збереження і/або контролер 870 для подальшої S-RACH. Термінал користувача вибирає визначеобробки. RX просторовий процесор 856 також моний S-RACH слот (наприклад, слот 3) для передачі же виконувати оцінку і надавати SNR при прийомі S-RACH PDU. Однак якщо S-RACH передача продля кожного термінала користувача, яка може бути водиться без компенсації RTD, то переданий Sвикористана для визначення, F-RACH або S-RACH RACH PDU може не прибути вирівняним за часом повинний використовуватися для доступу в систез початком вибраного S-RACH слота відносно му. таймування точки доступу. Точка доступу має моОбробка у випадку низхідної лінії може бути жливість визначити RTD, як описано вище. такою самою або відмінною від обробки у випадку На Фіг.7 показана ілюстративна передача по висхідної лінії. Дані з джерела 888 даних і сигналіF-RACH. Термінал користувача вибирає визначезація (наприклад, RACH підтвердження) з контроний F-RACH слот (наприклад, слот 5) для передачі лера 870 і/або планувальника 880 обробляються F-RACH PDU. F-RACH передача проводиться з (наприклад, кодуються, перемежовуються і модукомпенсацією RTD, і переданий F-RACH PDU прилюються) у ТХ процесорі 890 даних і згодом підбуває практично вирівняним за часом з початком даються просторовій обробці в ТХ просторовому вибраного F-RACH слота в точці доступу. процесорі 892. Символи передачі з ТХ просторо3. Система вого процесора 892 далі обробляються модулятоДля простоти в нижченаведеному описі термін рами 854а-854ар для генерації Nap модульованих «RACH» може відноситися до F-RACH або Sсигналів низхідної лінії, які потім передаються чеRACH, або RACH залежно від контексту, в якому рез антени 852а-852ар. використовується даний термін. У кожному терміналі користувача 120 модуНа Фіг.8 показана блок-схема варіанта здійсльовані сигнали низхідної лінії приймаються антенення точки доступу 110х і двох терміналів корисною (антенами) 824, демодулюються в демодулятувача 120х та 120у у системі 100. Термінал кориторі (демодуляторах) 822 та обробляються RX стувача 120х обладнаний однією антеною, а просторовим процесором 840 і RX процесором термінал користувача 120у обладнаний Nut анте842 даних способом, комплементарним виконуванами. У загальному випадку точка доступу і терміному у точці доступу. Декодовані дані для низхіднал користувача можуть бути обладнаними будьної лінії можуть бути надані в споживач 844 даних якою кількістю передавальних/приймальних антен. для збереження і/або контролер 830 для подальУ випадку висхідної лінії зв'язку в кожному тешої обробки. рміналі користувача передавальний (ТХ) процесор Контролери 830 та 870 керують роботою різ810 даних приймає дані трафіка з джерела 808 них блоків обробки в терміналі користувача і точці даних і сигналізацію та інші дані (наприклад для доступу, відповідно. Запам'ятовуючі пристрої 832 RACH повідомлень) з контролера 830. ТХ процета 872 зберігають дані і коди програм, які викориссор 810 даних форматує, кодує, виконує переметовуються контролерами 830 та 870, відповідно. жовування і модуляцію даних, надаючи символи На Фіг.10 показана блок-схема варіанта здійсмодуляції. Якщо термінал користувача обладнанення ТХ процесора 810а даних, який виконаний з ний однією антеною, тоді ці символи модуляції можливістю обробки даних для F-RACH та Sвідповідають потоку символів передачі. Якщо терRACH і який може бути використаний як ТХ процемінал користувача обладнаний множиною антен, сори 810х та 810у даних за Фіг.8. то ТХ просторовий процесор 820 приймає і викоУ ТХ процесорі 810а даних CRC генератор 912 нує просторову обробку символів модуляції, наприймає дані для RACH PDU. RACH дані містять в даючи потік символів передачі для кожної з антен. собі тільки МАС ID для варіантів здійснення, пока 23 90080 24 заних у таблицях 2 та 3. CRC генератор 912 генебітів, основуючись на конкретній схемі перемежорує CRC значення для МАС ID, якщо S-RACH вивування. Блок 924 відображення символів відокористовується для доступу в систему. Пристрій бражає дані, піддані перемежовуванню, відповідно 914 розбиття на кадри мультиплексує МАС ID та до конкретної схеми модуляції, надаючи символи CRC значення (для S-RACH PDU), формуючи осмодуляції. Потім мультиплексор (MUX) 926 прийновну частину RACH повідомлення, як показано в має та мультиплексує символи модуляції з пілоттаблицях 2 та 3. Пристрій 916 скремблювання виними символами, надаючи потік мультиплексоваконує скремблювання розбитих на кадри даних, них символів. Кожний із блоків ТХ процесора 810а рандомізуючи дані. даних описаний більш докладно нижче. Кодер 918 приймає і мультиплексує скремб4. Варіанти здійснення F-RACH та S-RACH льовані дані з бітами заповнення, і далі кодує муЯк вказувалося вище, для F-RACH та S-RACH льтиплексовані дані і біти заповнення відповідно використовуються різні варіанти здійснення для до обраної схеми кодування, надаючи кодовані полегшення швидкого доступу в систему для забіти. Потім блок 920 повторення/виколювання пореєстрованих терміналів користувача і мінімізації вторює або виколює (тобто видаляє) деякі з кодообсягу системних ресурсів, необхідних для здійсваних бітів для одержання необхідної швидкості нення RACH. У таблиці 4 показані різні параметри кодування. Перемежовувач 922 потім виконує педля ілюстративних варіантів здійснення F-RACH ремежовування (тобто змінює порядок) кодованих та S-RACH. Таблиця 4 Параметр Довжина PDU CRC Швидкість кодування Схема модуляції Спектральна ефективність F-RACH 1 Ні 2/3 BPSK 0,67 S-RACH 4 Так 1/4 BPSK 0,25 Одиниці Символи OF DM Біт/сек/Гц На Фіг.10 показана блок-схема варіанта здійснення CRC генератора 912, який реалізує нижченаведений восьмибітний генератор полінома: На Фіг.10А також показаний варіант здійснення пристрою 916 скремблювання, що здійснює наведений нижче генератор полінома: g(x)=x8+x7+x3+x+1 G(x)=x7+x4+x рівняння (1) Також для CRC можуть бути використані інші генератори поліномів, і це знаходиться в межах обсягу даного винаходу. CRC генератор 912 містить в собі вісім елементів (D) 1012a-1012h затримки і п'ять суматорів 1014а-1014е, які з'єднані послідовно і реалізують генератор полінома за рівнянням (1). Перемикач 1016а надає RACH дані, наприклад, МАС ID у генератор для обчислення CRC значення і N нулів у генератор, коли CRC значення зчитується, де N являє собою кількість бітів у CRC і дорівнює 8 для генератора полінома за рівнянням (1). Для варіанта здійснення, описаного вище, в якому m-бітний індекс слота вбудований у CRC, перемикач 1016а може функціонувати, надаючи m-бітний індекс слота, за яким випливають N-m нулів (замість N нулів), коли зчитується CRC значення. Перемикач 1016b забезпечує зворотний зв'язок для генератора під час обчислення CRC значення, і нулі для генератора, коли CRC значення зчитуються. Суматор 1014е надає CRC значення після того, як усі біти RACH даних були надані в генератор. Для варіанта здійснення, описаного вище, перемикачі 1016а та 1016b спочатку знаходяться в положенні UP (вверх) для десяти бітів (для МАС ID) і потім у положенні DOWN (вниз) для восьми бітів (для CRC значення). На Фіг.10А також показаний варіант здійснення пристрою 914 розбиття на кадри, який містить перемикач 1020, який спочатку вибирає RACH дані (або МАС ID), і потім необов'язкове CRC значення (якщо повинно бути передане S-RACH PDU). рівняння (2) Пристрій 916 скремблювання містить в собі сім елементів 1032a-1032g затримки, з'єднаних послідовно. Для кожного такту суматор 1034 виконує додавання по модулю для двох бітів, збережених в елементах 1032d та 1032g затримки, і надає скремблючий біт в елемент 1032а затримки. Розбиті на кадри біти (d1 d2 d3...) надаються в суматор 1036, який також приймає скремблючі біти із суматора 1034. Суматор 1036 виконує додавання по модулю для кожного біта dn з відповідним скремблючим бітом, надаючи скрембльований біт qn. На Фіг.10В показана блок-схема варіанта здійснення кодера 918, який реалізує бінарний згортковий код зі швидкістю 1/2, постійної довжини 7 (K=7) з генераторами 133 та 171 (восьмеричними). У кодері 918 мультиплексор 1040 приймає і мультиплексує скрембльовані дані і біти заповнення. Кодер 918 також містить в собі шість елементів 1042а-1042f затримки, з'єднаних послідовно. Чотири суматора 1044a-1044d також з'єднані послідовно і використовуються для реалізації першого генератора (133). Аналогічно чотири суматора 1046a-1046d з'єднані послідовно і використовуються для реалізації другого генератора (171). Суматори додатково з'єднані з елементами затримки способом, який реалізує два генератори 133 та 171, як показано на Фіг.10В. Мультиплексор 1048 приймає та мультиплексує два потоки кодованих бітів із двох генераторів в один потік кодованих бітів. Для кожного вхідного біта qn генеруються два кодованих біти аn та bn, що дає швидкість кодування 1/2. 25 90080 26 На Фіг.10В також показаний варіант здійснення PDU для одержання рознесення по частоті (як для блоку 910 повторення/виколювання, який може S-RACH, так і F-RACH) і часового рознесення (для бути використаний для генерації інших швидкосS-RASH). Для варіанта здійснення, показаного в тей кодування, виходячи з основної швидкості котаблиці 2, F-RACH PDU містить в собі 16 бітів дадування 1/2. У блоці 920 кодовані зі швидкістю 1/2 них, які кодуються, використовуючи швидкість кобіти з кодера 918 надаються в блок 1052 повтодування 2/3 для генерації 24 кодованих бітів, які рення і блок 1054 виколювання. Блок 1054 повтопередаються в 24 піддіапазонах даних в одному рення повторює кожний кодований зі швидкістю символі OFDM, використовуючи BPSK. 1/2 біт один раз для одержання ефективної швидУ таблиці 5 показане перемежовування піддіакості кодування 1/4. Блок 1054 виколювання видапазонів для F-RАСН. Для кожного F-RACH PDU ляє деякі з кодованих зі швидкістю 1/2 бітів, осноперемежовувач 922 спочатку призначає індекси вуючись на конкретному патерні виколювання для елементарних сигналів з 0 по 23 для 24 кодованих забезпечення необхідної швидкості кодування. В бітів для F-RACH PDU. Кожний кодований біт потім одному з варіантів здійснення швидкість 2/3 для Fвідображається в конкретний піддіапазон даних, RACH забезпечується. Основуючись на патерні основуючись на його індексі елементарного сигнавиколювання «1110», який визначає, що кожний лу, як показано в таблиці 5. Наприклад, кодований четвертий кодований зі швидкістю 1/2 біт видалябіт з індексом 0 елементарного сигналу відобрається для одержання ефективної швидкості кодужається в піддіапазон 24, кодований біт з індексом вання 2/3. 1 елементарного сигналу відображається в піддіаЯк показано на Фіг.9, перемежовувач 922 зміпазон - 12, кодований біт з індексом 2 елементарні нює порядок кодованих бітів для кожного RACH сигнали відображається в піддіапазон 2 тощо. Таб Перемежовування пілотних символів та піддіапазонів даних для F-RACH Індекс піддіапазону -32 -31 -30 -29 -28 -27 -26 -25 -24 -23 -22 -21 -20 -19 -18 -17 Пілотний Індекс елемеПілотний Індекс елемеПілотний Індекс елемеПілотний Індекс е Індекс підІндекс підІндекс підсимвол нтарного сигсимвол нтарного сигсимвол нтарного сигсимвол нтарног діапазону діапазону діапазону (р(k)) налу (р(k)) налу (р(k)) налу (р(k)) нал 0 -16 8 0 0 16 15 0 -15 1+j 1 -1-j 17 1-j 0 -14 20 2 2 18 7 0 -13 1+j 3 -1-j 19 -1-j 0 -12 1 4 14 20 19 0 -11 1+j 5 1+j 21 -1-j -1+j -10 13 6 6 22 11 -1+j -9 1-j 7 -1-j 23 -1-j 0 -8 5 8 16 24 23 -1-j -7 -1+j 9 1-j 25 -1+j 12 -6 17 10 10 26 1-j -1-j -5 -1-j 11 1+j 27 0 4 -4 9 12 22 28 0 -1-j -3 -1+j 13 1-j 29 0 16 -2 21 14 3 30 0 -1-j -1 -1+j 15 -1+j 31 0 Для варіанта здійснення, показаного в таблиці 3, S-RACH PDU містить в собі 24 біта даних, які передаються по 48 піддіапазонах даних у двох символах OFDM, використовуючи BPSK. У таблиці 6 показане перемежовування піддіапазонів для S-RACH. Для кожного S-RACH PDU перемежовувач 922 спочатку формує дві груп з 48 кодованих бітів. У кожній групі 48 кодованих бітів призначають індекси елементарних сигналів з 0 по 47. Кожний кодований біт потім відображають на конкретний піддіапазон даних, основуючись на його індексі елементарного сигналу, як показано в таблиці 6. Наприклад, кодований біт з індексом 0 елементарного сигналу відображається в піддіапазон -26, кодований біт з індексом 1 елементарного сигналу відображається в піддіапазон 1, кодований біт з індексом 2 елементарні сигнали відображається в піддіапазон -17 тощо. 27 90080 28 Таб Перемежовування пілотних символів та піддіапазонів даних для S-RACH Індекс піддіапазону -32 -31 -30 -29 -28 -27 -26 -25 -24 -23 -22 -21 -20 -19 -18 -17 Пілотний Індекс елемеПілотний Індекс елемеПілотний Індекс елемеПілотний Індекс е Індекс підІндекс підІндекс підсимвол нтарного сигсимвол нтарного сигсимвол нтарного сигсимвол нтарног діапазону діапазону діапазону (р(k)) нал) (р(k)) налу (р(k)) налу (р(k)) нал 0 -16 -1+j 8 0 0 16 -1+j 39 0 -15 1-j 14 1 1-j 1 17 -1+j 45 0 -14 1+j 20 2 -1-j 7 18 1-j 5 0 -13 1-j 26 3 -1-j 13 19 1+j 11 0 -12 1-j 32 4 -1-j 19 20 -1+j 17 0 -11 -1-j 38 5 -1+j 25 21 1+j -1-j 0 -10 -1-j 44 6 1+j 31 22 -1+j 23 -1+j 6 -9 1-j 4 7 -1-j 23 1+j 29 -1+j 12 -8 -1-j 10 8 -1+j 37 24 -1+j 35 -1+j 18 -7 1+j 9 -1-j 43 25 1-j 41 -1-j 24 -6 -1+j 16 10 -1-j 3 26 -1-j 47 -1-j -5 -1-j 22 11 1+j 9 27 0 1+j 30 -4 -1+j 28 12 1-j 15 28 0 -1-j 36 -3 -1+j 34 13 -1+j 21 29 0 -1+j 42 -2 1-j 40 14 -1-j 27 30 0 1+j 2 -1 -1+j 46 15 1+j 33 31 0 Блок 924 відображення символів відображає піддані перемежовуванню біти для одержання символів модуляції. В одному з варіантів здійснення BPSK використовується як для F-RACH, так і SRACH. Для BPSK кожний підданий перемежовуванню кодований біт («0» або «1») може бути відображений у відповідний символ модуляції, наприклад, у такий спосіб: «0» -l+j° та «1» 1+j°. Символи модуляції з блоку 924 також називаються символами даних. Мультиплексор 926 мультиплексує символи даних з пілотними символами для кожного RACH PDU. Мультиплексування може виконуватися різними способами. Конкретні варіанти здійснення для F-RACH та S-RACH описані нижче. В одному з варіантів здійснення для F-RACH символи даних і пілотні символи мультиплексуються по піддіапазонах. Кожний F-RACH PDU містить в собі 28 пілотних символів, мультиплексованих з 24 символами даних, як показано в таблиці 5. Мультиплексування піддіапазонів виконують таким чином, що кожний символ даних оточений з двох сторін пілотними символами. Пілотні символи можуть використовуватися для оцінки відклику каналів для піддіапазонів даних (наприклад, за допомогою усереднення відкликів каналів для пілотних піддіапазонів з кожної сторони кожного піддіапазону даних), що може бути використане для демодуляції даних. В одному з варіантів здійснення для S-RACH символи даних і пілотні символи мультиплексуються з часовим розподілом, як показано на Фіг.3B. Кожний S-RACH PDU містить в собі пілотний символ OFDM для кожного з перших двох періодів символів і два символи OFDM даних для наступних двох періодів символів. В одному з варіантів здійснення пілотний символ OFDM містить 52 символи модуляції QPSK (або пілотних символів) для 52 піддіапазонів і нульові значення сигналів для 12 піддіапазонів, що залишилися, як показано в таблиці 6. 52 пілотних символи вибирають таким чином, що сигнал, який генерується на ос нові цих пілотних символів, має мінімальну дисперсію відношення пікового значення до середнього. Така характеристика дозволяє передавати пілотний символ OFDM при більшому рівні потужності без генерації надлишкових спотворень. Мультиплексування також може бути виконане для S-RACH та F-RACH, основуючись на інших схемах, і це знаходиться в межах обсягу даного винаходу. У будь-якому випадку мультиплексор 926 надає послідовність мультиплексованих символів даних і пілотних символів (позначений як s(n)) для кожного RACH PDU. Кожний термінал користувача може бути обладнаний однією або множиною антен. Для термінала користувача з множиною антен RACH PDU може передаватися через множину антен з використанням спрямованого променя, сформованого променя, рознесення при передачі, просторового мультиплексування тощо. У випадку спрямованого променя RACH PDU передають по одному просторовому каналу, зв'язаному з найкращою продуктивністю (тобто найвищим SNR при прийомі). У випадку рознесення при передачі дані для RACH PDU передаються з надмірністю через множину антен та піддіапазонів для забезпечення рознесення. Спрямування променя може бути виконане, як описано нижче. У випадку висхідної лінії канал ΜΙΜΟ формується Nut антенами термінала та Nap антенами точки доступу і може характеризуватися матрицею Н(k) відклику каналу, k K, де K представляє набір піддіапазонів, які представляють інтерес (наприклад, K={-26...26}). Кожна матриця Н(k) містить в собі NapNut елементів, причому елемент hij(k) для і {1...Nap} та j {1...Nut} являє собою з'єднання (тобто комплексне посилення) між j-ою антеною термінала користувача та і-ою антеною точки доступу для k-ого піддіапазону. Матриця Н(k) відклику каналу висхідної лінії для кожного піддіапазону може бути «діагоналізована» (наприклад, використовуючи декомпозицію за власним значенням або декомпозицію за сингу 29 90080 30 ~ k являє собою вектор для k-ого піддіапазолярним значенням) для одержання власних мод x для цих піддіапазонів. Декомпозиція за сингулярну для спрямування променя. ним значенням матриці Н(k) може бути виражена На Фіг.11 показана блок-схема варіанта здійстаким способом: нення ТХ просторового процесора 820у, який виконує просторову обробку для спрямування проH рівняння(3) Н(k)=U(k) (k)V (k) для k K меня. У процесорі 820у демультиплексор 1112 приймає і демультиплексує піддані перемежовуде U(k) являє собою (NapxNap) унітарну матриванню дані та пілотні символи s(n) на K підпотоків цю лівих власних векторів Н(k); (позначені як s(1)-s(k)) для K піддіапазонів, які ви(k) являє собою (NapxNut) діагональну матрикористовуються для передачі символів даних та цю сингулярних значень Н(k); і пілотних символів. Кожний підпотік містить в собі V(k) являє собою (NutxNut) унітарну матрицю один символ для F-RACH PDU і чотири символи для S-RACH PDU. Кожний підпотік надається у правих власних векторів Н(k). відповідний ТХ процесор 1120 піддіапазону спряДекомпозиція за власним значенням може бумування променя, який виконує обробку за рівнянти виконана незалежно для матриці Н(k) відклику ням (6) для одного піддіапазону. для кожного піддіапазону, що представляє інтерес, У кожному ТХ процесорі 1120 піддіапазону для визначення власних мод для цього піддіапаспрямування променя підпотік символів надається зону. Сингулярне значення для кожної діагональв Nut помножувачів 1122а-1122ut, які також відпоної матриці (k) може бути упорядковане таким відно приймають Nut елементів ~1 k ~N k ночином, що { 1(k) 2(k) ... Ns(k)}, де 1(k) є найбіut льшим сингулярним значенням і Ns(k) є найрмованого власного вектора ~ k . Кожний помноменшим сингулярним значенням для k-ого піддіажувач 1122 помножує кожний прийнятий символ пазону. Коли сингулярне значення для кожної на його нормалізоване значення в ~1 k власного діагональної матриці (k) упорядковане, власні вектора для одержання відповідного символу певектора (або стовпці) зв'язаної матриці V(k) також редачі. Помножувачі 1122a-1122ut забезпечують є упорядкованими, відповідно. Власна мода «смуNut потоків символів передачі в буфеги» може бути визначена як набір власних мод, які ри/мультиплексори 1130а-1130ut, відповідно. Кожмають однаковий порядок для всіх піддіапазонів ний буфер/мультиплексор 1130 приймає і мультипісля упорядкування. «Основна» власна мода смуплексує символи передачі з ТХ процесорів 1120аги являє собою власну моду, зв'язану з найбіль1120k піддіапазону керування променя, забезпешим сингулярним значенням кожної з матриць (k) чуючи потік символів передачі, хi(n) для однієї анпісля упорядкування. тени. При спрямовуванні променя використовується Обробка для спрямування променя описана тільки фазова інформація з власних векторів v1(k), більш докладно у вищезгаданій попередній заявці для k K, для основної власної моди смуги і норна патент №60/421,309 і в заявці на патент США малізують кожний власний вектор таким чином, що №10/228,393, озаглавленій «Beam-Steering and всі елементи власного вектора мають однакові ~k Beam-Forming for Wideband MIMO/MISO Systems», v величини. Нормалізований власний вектор поданій 27 серпня 2002, яка належить правовласдля k-ого піддіапазону може бути виражений як: нику даної заявки на патент і включеній в даний опис у всій своїй повноті як посилання. RACH PDU також можуть передаватися багатоантенними терівняння (4) рміналами користувача, використовуючи рознесення при передачі, формування променя, або де А являє собою константу (наприклад, А=1); просторове мультиплексування, що також описано і у вищезгаданій попередній заявці на патент США i(k) являє собою фазу для k-ого піддіапазону №60/421,309. 1-ої антени термінала користувача, яка дається як: На Фіг.12А показана блок-схема варіанта здійснення OFDM модулятора 822х, який може бути використаний як з MOD 822 за Фіг.8. В OFDM морівняння (5) дуляторі 822х блок 1212 зворотного швидкого перетворення Фур'є (IFFT) приймає потік символів передачі, хi(n), і перетворює кожну послідовність з 64 символів передачі в її представлення в часоводе . му домені, (який також називається «перетвореним» символом), використовуючи 64 точкове звоПросторова обробка для спрямованого проротне перетворення Фур'є (де 64 відповідає меня при цьому може бути виражена як: загальній кількості піддіапазонів). Кожний перет~ k ~ k s k для k K ворений символ містить 64 вибірки в часовому x v рівняння (6) домені. Для кожного перетвореного символу генератор 1214 циклічного префікса повторює частину де s(k) являє собою дані для пілотного симвоперетвореного символу для формування відповідлу, призначеного для передачі по k-ому піддіапаного символу OFDM. В одному з варіантів здійсзону; і нення циклічний префікс містить 16 вибірок, і кожний символ OFDM містить 80 вибірок. 31 90080 32 На Фіг.12В показаний символ OFDM. Символ Для розуміння способи довільного доступу буOFDM містить дві частини: циклічний префікс, який ли описані для конкретних варіантів здійснення. У має тривалість, наприклад, 16 вибірок, і перетвоцих варіантах здійснення можуть бути зроблені рений символ із тривалістю 64 вибірки. Циклічний різні модифікації, і це знаходиться в межах обсягу префікс являє собою копію останніх 16-ти вибірок даного винаходу. Наприклад, бажано мати більш (тобто циклічне продовження) перетвореного симніж два різних типи RACH для довільного доступу. волу і вставляється перед перетвореним симвоКрім цього RACH дані можуть бути оброблені з лом. Циклічний префікс гарантує, що символ використанням інших схем кодування, перемежоOFDM збереже властивість ортогональності в вування та модуляції. умовах розкиду затримок, зв'язаного з багатопроСпособи довільного доступу можуть бути вименевим поширенням, тим самим поліпшуючи користані в різних безпровідних комунікаційних продуктивність в умовах спотворюючих ефектів системах із множинним доступом. Одна з таких шляху поширення, таких як багатопроменеве посистем являє собою безпровідну систему ΜΙΜΟ із ширення, і дисперсія в каналі, викликана частотномножинним доступом, описану у вищезгаданій селективним завмиранням. попередній заявці на патент США №60/421,309. У Генератор 1214 циклічного префікса надає позагальному випадку ці системи можуть використотік символів OFDM у блок 1216 передавача вувати або можуть не використовувати OFDM, або (TMTR). Блок 1216 передавача перетворить потік можуть використовувати будь-яку іншу схему мосимволів OFDM в один або декілька аналогових дуляції з множиною несучих замість OFDM і мосигналів і додатково підсилює, фільтрує і підвищує жуть використовувати або можуть не використовучастоту аналогового сигналу (сигналів), генеруючи вати ΜΙΜΟ. модульований сигнал висхідної лінії, що підходить Способи довільного доступу, використані в для передачі через зв'язану з ним антену. даному описі можуть забезпечити різні переваги. 5. Обробка в точці доступу По-перше, F-RACH дозволяє визначеним термінаДля кожного TDD кадру точка доступу оброблам користувача (наприклад, тим, що зареєстроляє F-RACH та S-RACH для виявлення F/S-RACH вані у системі і мають можливість компенсувати PDU, відправлених терміналами користувача, які RTD) швидко одержати доступ у систему. Це є бажають одержати доступ у систему. Оскільки Fособливо бажаним для прикладень пакетної переRACH та S-RACH мають різну структуру і мають дачі даних, які звичайно характеризуються довгирізні вимоги для таймування передачі, точкою досми періодами мовчання, які епізодично перериватупу можуть використовуватися різні способи обються сплесками трафіка. Швидкий доступ у робки в приймачі для виявлення F-RACH та Sсистему дозволяє при цьому терміналам користуRACH PDU. вача швидко одержати ресурси системи для таких У випадку F-RACH таймування передачі для Fепізодичних сплесків даних. По-друге, комбінація RACH PDU компенсує RTD, і прийнятий F-RACH F-RACH та S-RACH дає можливість ефективного PDU практично вирівняний по межах F-RACH слокерування терміналами користувача в різних опета в точці доступу. Розв'язувальний детектор, що раційних станах та умовах (наприклад, зареєстропрацює в частотному домені, може бути викорисвані і незареєстровані термінали користувача з таний для виявлення F-RACH PDU. В одному з високим і низьким SNR при прийомі тощо). варіантів здійснення розв'язувальний детектор Способи, викладені в даному описі, можуть обробляє усі F-RACH слоти в F-RACH сегменті, бути реалізовані за допомогою різних засобів. Наодин слот одноразово. Для кожного слота детекприклад, ці способи можуть бути реалізовані у тор визначає, чибула енергія прийнятого сигналу вигляді апаратних засобів, програмних засобів або для OFDM символу, прийнятого в цьому слоті, їх комбінації. У випадку реалізації у вигляді апарадосить високою. У випадку позитивної відповіді тних засобів блоки обробки, які використовуються символ FDM додатково декодує для відновлення для полегшення довільного доступу в терміналі F-RACH повідомлення. користувача і точці доступу, можуть бути реалізоУ випадку S-RACH таймування передачі для вані в одній або декількох орієнтованих на приклаS-RACH PDU може не компенсувати RTD, і таймудення інтегральних схемах (ASIC), цифрових сигвання прийнятих S-RACH PDU невідомо. Детектор нальних процесорах (DSP), цифрових сигнальних з ковзною кореляцією, який працює в часовому процесорних пристроях (DSPD), програмованих домені, може бути використаний для виявлення Sлогічних пристроях (PLD), внутрішньосхемно проRACH PDU. В одному з варіантів здійснення детеграмованих вентильних матрицях (FPGA), процектор переглядає S-RACH сегмент, один період сорах, контролерах, мікроконтролерах, мікропровибірки одноразово. Для кожного періоду вибірки, цесорах, інших електронних блоках, виконаних з який відповідає гіпотезі, детектор визначає, чи був можливістю виконання функцій, викладених у даприйнятий сигнал з достатньою енергією для двох ному описі або їх комбінації. пілотних символів OFDM для S-RACH PDU, щодо У випадку здійснення у вигляді програмних заякого перевіряється гіпотеза, що він приймається, собів способи довільного доступу можуть бути починаючи з даного періоду вибірки. У випадку реалізовані за допомогою модулів (наприклад, позитивної відповіді S-RACH PDU додатково декопроцедур, функцій тощо), які виконують функції, дують для відновлення S-RACH повідомлення. викладені в даному описі. Програмні коди можуть Способи виявлення і демодуляції F-RACH та зберігатися в запам'ятовуючому пристрої (наприS-RACH передач докладно описані у вищезгаданій клад, запам'ятовуючому пристрої 832 та 8722 за заявці на патент США №60/432,626. Фіг.8) і виконуватися процесором, наприклад, контролерами 830 та 870. Запам'ятовуючий пристрій 33 90080 34 може бути виконаний в процесорі або як зовнішній жливість будь-якому фахівцю в даній галузі техніки стосовно процесора, причому в цьому випадку він використовувати даний винахід. Різні модифікації може бути з'єднаний з можливістю обміну даними у відношенні зазначених варіантів здійснення поз процесором за допомогою різних засобів, відовинні бути очевидні для фахівців у даній галузі мих у даній галузі техніки. техніки, і загальні принципи, викладені в даному Заголовки включені в даний опис для посиописі, застосовні до інших варіантів здійснення без лання і для допомоги в пошуку визначених роздівідступу від суті та обсягу даного винаходу, таким лів. Зазначені заголовки не слід розглядати як чином, даний винахід не слід обмежувати варіанобмежуючі обсяг концепцій в озаглавлених ними тами здійснення, розкритими в даному описі, але розділах, і ці концепції можуть застосовуватися в навпаки, він відповідає самому широкому обсягу, інших розділах по всьому описі. який сумісний з принципами та новими відмінними Наведений вище опис розкритих варіантів рисами, розкритими в даному описі. здійснення представлений для того, щоб дати мо 35 90080 36 37 90080 38 39 90080 40 41 90080 42 43 90080 44 45 90080 46 47 90080 48 В описі до патенту на винахід графічні зображення та текст подаються в редакції заявника Комп’ютерна верстка О. Гапоненко Підписне Тираж 28 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601