способ и устройство для высокоскоростной передачи пакетных данных и передачи данных с малой задержкой

Формула изобретения

1. Беспроводное устройство, выполненное с возможностью приема пакетных данных посредством, по меньшей мере, одного из первого множества каналов, содержащее процессор, выполненный с возможностью приема сообщений по каналу сигнализации и для определения информации о назначенном получателе и информации кодирования из принятого сообщения, идентифицирующего назначенного получателя, причем назначенный получатель является по меньшей мере одним из множества получателей, при этом канал сигнализации отделен от первого множества каналов; блок определения скорости передачи данных, выполненный с возможностью вычисления скорости передачи данных для приема пакетных данных по, по меньшей мере, одному из первого множества каналов в соответствии с информацией о назначенном получателе и информацией кодирования; и передатчик, выполненный с возможностью передавать вычисленную скорость передачи данных на передающую базовую станцию в качестве запроса данных.

2. Устройство по п.1, функционирующее в системе беспроводной связи, поддерживающей высокоскоростные передачи пакетных данных и передачи данных с малой задержкой.

3. Устройство по п.1, дополнительно содержащее: буфер, подключенный к процессору, причем буфер выполнен с возможностью хранения пакетных данных, принятых посредством, по меньшей мере, одного из первого множества каналов, и декодер, подключенный к процессору, причем декодер выполнен с возможностью декодирования принятых пакетов данных в случае, если беспроводное устройство является назначенным получателем, идентифицированным принятым сообщением, и игнорирования пакетов данных в случае, если беспроводное устройство не является назначенным получателем.

4. Устройство по п.1, в котором информация назначенного получателя идентифицирует нескольких назначенных получателей.

5. Устройство по п.1, в котором информация кодирования заранее определена передатчиком и используется для кодирования пакетных данных, и при этом устройство дополнительно содержит декодер, подключенный к процессору, причем декодер выполнен с возможностью декодирования принятых пакетных данных в зависимости от информации кодирования.

6. Устройство по п.2, в котором беспроводное устройство представляет собой терминал мобильного пользователя, который является назначенным получателем, и принятое сообщение происходит из передающей станции.

7. Устройство по п.2, в котором скорость передачи данных связана с высокоскоростными передачами пакетных данных по, по меньшей мере, одному из первого множества каналов.

8. Устройство по п.7, в котором скорость передачи данных пропорциональна мощности передачи и качеству, по меньшей мере, одного из первого множества каналов.

9. Устройство по п.7, в котором, по меньшей мере, один из второго множества каналов используется для передач данных с малой задержкой, при этом канал сигнализации отделен от второго множества каналов, причем скорость передачи данных для, по меньшей мере, одного из первого множества каналов основана на мощности передачи, доступной для передачи пакетных данных после передачи данных с малой задержкой.

10. Устройство по п.9, в котором блок определения скорости передачи данных выполнен с возможностью подсчета скорости передачи данных основываясь, по меньшей мере, частично на принятом отношении трафик/пилот.

11. Устройство по п.1, в котором информация назначенного получателя включает в себя локально определенную характеристику канала для, по меньшей мере, одного из первого множества каналов.

12. Устройство по п.11, в котором, по меньшей мере, одно из сообщений, принятых по каналу сигнализации, включает в себя информацию о доступной мощности для передающей станции, и локально определенная характеристика канала включает в себя отношение сигнал-шум.

13. Устройство по п.1, в котором скорость передачи данных представляет собой индикатор качества кадра.

14. Беспроводное устройство, выполненное с возможностью приема пакетных данных посредством, по меньшей мере, одного из первого множества каналов, содержащее средство для приема сообщений по каналу сигнализации и для определения информации о назначенном получателе и информации кодирования из принятого сообщения, идентифицирующего назначенного получателя, причем назначенный получатель является, по меньшей мере, одним из множества получателей, при этом канал сигнализации отделен от первого множества каналов; средство для вычисления скорости передачи данных для приема пакетных данных по, по меньшей мере, одному из первого множества каналов в соответствии с информацией о назначенном получателе и информацией кодирования; и средство для передачи вычисленной скорости передачи данных на передающую базовую станцию в качестве запроса данных.

15. Устройство по п.14, функционирующее в системе беспроводной связи, поддерживающей высокоскоростные передачи пакетных данных и передачи данных с малой задержкой, причем скорость передачи данных связана с высокоскоростными передачами пакетных данных по, по меньшей мере, одному из первого множества каналов.

16. Устройство по п.15, в котором информация кодирования заранее определена передатчиком и используется для кодирования высокоскоростных пакетных данных, и при этом устройство дополнительно содержит средство для декодирования принятых высокоскоростных пакетных данных.

17. Устройство по п.14, в котором, по меньшей мере, одно из сообщений, принятых по каналу сигнализации, включает в себя информацию о доступной мощности для передающей станции, и информация назначенного получателя является локально определенной, включая в себя отношение сигнал-шум.

18. Способ функционирования беспроводного приемника для приема пакетных данных посредством, по меньшей мере, одного из первого множества каналов, содержащий этапы, на которых: принимают сообщения по каналу сигнализации и определяют информацию о назначенном получателе и информацию кодирования из принятого сообщения, идентифицирующего назначенного получателя, причем назначенный получатель является, по меньшей мере, одним из множества получателей, при этом канал сигнализации отделен от первого множества каналов; вычисляют скорость передачи данных для приема пакетных данных по, по меньшей мере, одному из первого множества каналов в соответствии с информацией о назначенном получателе и информацией кодирования; и

передают вычисленную скорость передачи данных на передающую базовую станцию в качестве запроса данных.

19. Способ по п.18, в котором беспроводной приемник функционирует в системе беспроводной связи, поддерживающей высокоскоростные передачи пакетных данных и передачи данных с малой задержкой, причем скорость передачи данных связана с высокоскоростными передачами пакетных данных по, по меньшей мере, одному из первого множества каналов.

20. Способ по п.19, в котором скорость передачи данных пропорциональна мощности передачи и качеству, по меньшей мере, одного из первого множества каналов.

21. Способ по п.19, в котором информация кодирования заранее определена передатчиком и используется для кодирования высокоскоростных пакетных данных.

22. Способ по п.18, в котором информация назначенного получателя идентифицирует нескольких назначенных получателей.

23. Способ по п.18, в котором, по меньшей мере, одно из сообщений, принятых по каналу сигнализации, включает в себя информацию о доступной мощности для передающей станции, и определенная характеристика канала включает в себя локальное отношение сигнал-шум.

24. Способ по п.18, в котором скорость передачи данных представляет собой индикатор качества кадра.

25. Процессор для передачи и приема пакетных данных, содержащий схему обработки беспроводного приемника, выполненную с возможностью:

приема пакетных данных посредством, по меньшей мере, одного из первого множества каналов;

приема сообщений по каналу сигнализации и определения информации о назначенном получателе и информации кодирования из принятого сообщения, идентифицирующего назначенного получателя, причем назначенный получатель является, по меньшей мере, одним из множества получателей, при этом канал сигнализации отделен от первого множества каналов;

вычисления скорости передачи данных в соответствии с информацией о назначенном получателе и информацией кодирования; и передачи вычисленной скорости передачи данных на передающую базовую станцию в качестве запроса данных.

26. Процессор по п.25, в котором схема обработки беспроводного приемника функционирует в системе беспроводной связи, поддерживающей высокоскоростные передачи пакетных данных и передачи данных с малой задержкой, причем скорость передачи данных связана с высокоскоростными передачами пакетных данных по, по меньшей мере, одному из первого множества каналов.

27. Процессор по п.26, в котором скорость передачи данных пропорциональна мощности передачи и качеству, по меньшей мере, одного из первого множества каналов.

28. Процессор по п.25, в котором, по меньшей мере, одно из сообщений, принятых по каналу сигнализации, включает в себя информацию о доступной мощности для передающей станции, и информация назначенного получателя включает в себя локально определенное отношение сигнал-шум.

29. Машиночитаемый носитель, содержащий одну или более инструкций для приема пакетных данных посредством, по меньшей мере, одного из первого множества каналов системы беспроводной связи, которые при выполнении их процессором предписывают процессору:

принимать сообщения по каналу сигнализации и определять информацию о назначенном получателе и информацию кодирования из принятого сообщения, идентифицирующего назначенного получателя, причем назначенный получатель является, по меньшей мере, одним из множества получателей, при этом канал сигнализации отделен от первого множества каналов;

вычислять скорость передачи данных для приема пакетных данных по, по меньшей мере, одному из первого множества каналов в соответствии с информацией о назначенном получателе и информацией кодирования и

передавать вычисленную скорость передачи данных на передающую базовую станцию в качестве запроса данных.

30. Машиночитаемый носитель по п.29, в котором беспроводной приемник функционирует в системе беспроводной связи, поддерживающей высокоскоростные передачи пакетных данных и передачи данных с малой задержкой, причем скорость передачи данных связана с высокоскоростными передачами пакетных данных по, по меньшей мере, одному из первого множества каналов.

31. Машиночитаемый носитель по п.30, в котором скорость передачи данных пропорциональна мощности передачи и качеству, по меньшей мере, одного из первого множества каналов.

32. Машиночитаемый носитель по п.29, в котором, по меньшей мере, одно из сообщений, принятых по каналу сигнализации, включает в себя информацию о доступной мощности для передающей станции, и определенная характеристика канала включает в себя локальное отношение сигнал-шум.

33. Устройство базовой станции, выполненное с возможностью передачи пакетных данных посредством, по меньшей мере, одного из первого множества каналов, причем беспроводное устройство содержит:

процессор, выполненный с возможностью передачи высокоскоростных пакетных данных по, по меньшей мере, одному из первого множества каналов и передачи данных с малой задержкой по, по меньшей мере, одному из второго множества каналов, причем процессор выполнен с возможностью передавать сообщения, идентифицирующие назначенного получателя и содержащие информацию для определения скорости передачи данных, по каналу сигнализации для назначенного получателя, и в ответ принимать скорость передачи данных для, по меньшей мере, одного из первого множества каналов от назначенного получателя, причем скорость передачи данных, по меньшей мере, частично основана на информации в одном или более сообщений, при этом назначенный получатель является, по меньшей мере, одним из множества получателей; и

блок передачи, соединенный с процессором и выполненный с возможностью выбора скорости передачи передаваемых данных для передачи высокоскоростных пакетных данных по, по меньшей мере, одному из первого множества каналов в соответствии с принятой скоростью передачи данных.

34. Устройство по п.33, в котором скорость передачи данных по, по меньшей мере, одному из первого множества каналов основана на мощности передачи, доступной после передачи данных с малой задержкой.

35. Устройство по п.33, дополнительно содержащее

кодер, подключенный к процессору, причем кодер выполнен с возможностью кодирования пакетов высокоскоростных данных для передачи.

36. Устройство по п.33, в котором устройство представляет собой передающую станцию, которая передает высокоскоростные пакетные данные со скоростью передачи данных по, по меньшей мере, одному из первого множества каналов множеству мобильных станций.

37. Устройство по п.33, в котором скорость передачи данных пропорциональна мощности передачи и качеству, по меньшей мере, одного из первого множества каналов.

38. Устройство по п.33, в котором процессор дополнительно выполнен с возможностью принимать скорость передачи данных от приемника, обслуживаемого, по меньшей мере, одним из первого множества каналов.

39. Устройство по п.33, в котором процессор дополнительно выполнен с возможностью диспетчеризации передач высокоскоростных передач пакетных данных в соответствии с мощностью, доступной после удовлетворения передач данных с малой задержкой.

40. Устройство по п.33, в котором, по меньшей мере, одно из сообщений, передаваемых по каналу сигнализации, включает в себя информацию мощности передачи, доступной после передачи данных с малой задержкой.

41. Устройство по п.33, в котором назначенный получатель представляет собой беспроводную мобильную станцию и скорость передачи данных представляет собой индикатор качества кадра.

42. Устройство базовой станции, выполненное с возможностью передачи пакетных данных посредством, по меньшей мере, одного из первого множества каналов, причем беспроводное устройство содержит:

средство для передачи высокоскоростных пакетных данных по, по меньшей мере, одному из первого множества каналов и для передачи данных с малой задержкой по, по меньшей мере, одному из второго множества каналов;

средство для передачи сообщений, идентифицирующих назначенного получателя и содержащих информацию для определения скорости передачи данных, по каналу сигнализации для назначенного получателя, причем скорость передачи данных, по меньшей мере, частично основана на информации в одном или более сообщений, при этом назначенный получатель является, по меньшей мере, одним из множества получателей; и

средство для приема скорости передачи данных для, по меньшей мере, одного из первого множества каналов от назначенного получателя, и для выбора скорости передачи передаваемых данных для передачи высокоскоростных пакетных данных по, по меньшей мере, одному из первого множества каналов в соответствии с принятой скоростью передачи данных.

43. Устройство по п.42, в котором скорость передачи данных по, по меньшей мере, одному из первого множества каналов основана на мощности передачи, доступной после передачи данных с малой задержкой.

44. Устройство по п.42, дополнительно содержащее средство для кодирования пакетов высокоскоростных данных для передачи.

45. Устройство по п.42, в котором скорость передачи данных пропорциональна мощности передачи и качеству, по меньшей мере, одного из первого множества каналов.

46. Устройство по п.42, дополнительно содержащее средство для диспетчеризации передач высокоскоростных передач пакетных данных в соответствии с мощностью, доступной после удовлетворения передач данных с малой задержкой.

47. Устройство по п.42, в котором, по меньшей мере, одно из сообщений, передаваемых по каналу сигнализации, включает в себя информацию мощности передачи, доступной после передачи данных с малой задержкой.

48. Способ функционирования базовой станции для передачи пакетных данных посредством, по меньшей мере, одного из первого множества каналов, содержащий этапы, на которых:

передают высокоскоростные пакетные данные по, по меньшей мере, одному из первого множества каналов и передают данные с малой задержкой по, по меньшей мере, одному из второго множества каналов;

передают сообщения, идентифицирующие назначенного получателя и содержащие информацию для определения скорости передачи данных, по каналу сигнализации для назначенного получателя, причем скорость передачи данных, по меньшей мере, частично основана на информации в одном или более сообщений, при этом назначенный получатель является, по меньшей мере, одним из множества получателей; и

принимают скорость передачи данных для, по меньшей мере, одного из первого множества каналов от назначенного получателя и выбирают скорость передачи передаваемых данных для передачи высокоскоростных пакетных данных по, по меньшей мере, одному из первого множества каналов в соответствии с принятой скоростью передачи данных.

49. Способ по п.48, в котором скорость передачи данных по, по меньшей мере, одному из первого множества каналов основана на мощности передачи, доступной после передачи данных с малой задержкой.

50. Способ по п.49, в котором, по меньшей мере, одно из сообщений, передаваемых по каналу сигнализации, включает в себя информацию мощности передачи, доступной после передачи данных с малой задержкой.

51. Способ по п.48, в котором скорость передачи данных пропорциональна мощности передачи и качеству, по меньшей мере, одного из первого множества каналов.

52. Способ по п.51, в котором мощность передачи предоставляется назначенному получателю в сообщениях, передаваемых по каналу сигнализации.

53. Способ по п.48, дополнительно содержащий диспетчеризацию передач высокоскоростных передач пакетных данных в соответствии с мощностью, доступной после удовлетворения передач данных с малой задержкой.

54. Способ по п.48, в котором назначенный получатель представляет собой беспроводную мобильную станцию и скорость передачи данных представляет собой индикатор качества кадра.

55. Процессор для передачи и приема пакетных данных, содержащий схему обработки базовой станции, выполненную с возможностью: передавать высокоскоростные пакетные данные по, по меньшей мере, одному из первого множества каналов и передавать данные с малой задержкой по, по меньшей мере, одному из второго множества каналов; передавать сообщения, идентифицирующие назначенного получателя и содержащие информацию для определения скорости передачи данных, по каналу сигнализации для назначенного получателя, причем скорость передачи данных, по меньшей мере, частично основана на информации в одном или более сообщений, при этом назначенный получатель является, по меньшей мере, одним из множества получателей; и

принимать скорость передачи данных для, по меньшей мере, одного из первого множества каналов от назначенного получателя,

и выбирать скорость передачи передаваемых данных для передачи высокоскоростных пакетных данных по, по меньшей мере, одному из первого множества каналов в соответствии с принятой скоростью передачи данных.

56. Процессор по п.55, в котором скорость передачи данных по, по меньшей мере, одному из первого множества каналов основана на мощности передачи, доступной после передачи данных с малой задержкой.

57. Процессор по п.56, в котором, по меньшей мере, одно из сообщений, передаваемых по каналу сигнализации, включает в себя информацию мощности передачи, доступной после передачи данных с малой задержкой.

58. Процессор по п.55, в котором скорость передачи данных пропорциональна мощности передачи и качеству, по меньшей мере, одного из первого множества каналов.

59. Процессор по п.55, в котором схема обработки базовой станции дополнительно выполнена с возможностью диспетчеризации передач высокоскоростных передач пакетных данных в соответствии с мощностью, доступной после удовлетворения передач данных с малой задержкой.

60. Машиночитаемый носитель, содержащий одну или более инструкций для передачи пакетных данных посредством, по меньшей мере, одного из первого множества каналов системы беспроводной связи, которые при выполнении их процессором предписывают процессору:

передавать высокоскоростные пакетные данные по, по меньшей мере, одному из первого множества каналов и передавать данные с малой задержкой по, по меньшей мере, одному из второго множества каналов;

передавать сообщения, идентифицирующие назначенного получателя и содержащие информацию для определения скорости передачи данных, по каналу сигнализации для назначенного получателя, причем скорость передачи данных, по меньшей мере, частично основана на информации в одном или более сообщений, при этом назначенный получатель является, по меньшей мере, одним из множества получателей; и

принимать скорость передачи данных для, по меньшей мере, одного из первого множества каналов от назначенного получателя, при этом высокоскоростные пакетные данные передаются по, по меньшей мере, одному из первого множества каналов в соответствии с принятой скоростью передачи данных.

61. Машиночитаемый носитель по п.60, в котором скорость передачи данных по, по меньшей мере, одному из первого множества каналов основана на мощности передачи, доступной после передачи данных с малой задержкой, причем доступную мощность передачи предоставляют назначенному получателю в сообщениях по каналу сигнализации.

62. Машиночитаемый носитель по п.61, в котором скорость передачи данных пропорциональна мощности передачи и качеству, по меньшей мере, одного из первого множества каналов.

63. Машиночитаемый носитель по п.61, в котором, по меньшей мере, одно из сообщений, передаваемых по каналу сигнализации, включает в себя информацию мощности передачи, доступной после передачи данных с малой задержкой.

Описание изобретения к патенту

Ссылка на родственные совместно рассматриваемые заявки на патент

Настоящее изобретение имеет отношение к следующим заявкам на патент США:

заявке на патент США № 08/963,386, озаглавленной «СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫСОКОСКОРОСТНОЙ ПЕРЕДАЧИ ПАКЕТНЫХ ДАННЫХ», поданной 3 ноября 1997 г. и принадлежащей тому же патентовладельцу, которая включена в настоящее описание в виде ссылки;

и к заявке на патент США № 09/697,372, озаглавленной «СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СКОРОСТИ ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ В БЕСПРОВОДНОЙ СИСТЕМЕ ВЫСОКОСКОРОСТНОЙ ПЕРЕДАЧИ ПАКЕТНЫХ ДАННЫХ» поданной совместно с ней и принадлежащей тому же патентовладельцу, которая включена в настоящее описание в виде ссылки.

Область техники

Настоящее изобретение относится к беспроводной передаче данных. В частности, настоящее изобретение относится к новым и усовершенствованным способу и устройству высокоскоростной передачи пакетных данных и передачи данных с малой задержкой в системе беспроводной связи.

Предшествующий уровень изобретения

Растущие потребности в беспроводной передаче данных и расширение спектра услуг, предоставляемых посредством технологии беспроводной связи, привели к развитию особого вида услуг передачи данных. Одна из таких услуг называется «высокоскоростная передача данных» [High Data Rate] (HDR). Иллюстративная система типа HDR опубликована в сборнике «Технические условия на радиоинтерфейс HDR TL80-54421-1», и именуемая «Технические условия HAI». В целом, HDR предусматривает эффективный способ передачи пакетов данных в системе беспроводной связи. Трудности возникают тогда, когда требуется передавать как голосовые, так и пакетные данные. Системы голосовой связи считаются системами передачи данных с малой задержкой, поскольку голосовая связь является интерактивной и, следовательно, предусматривает обработку сигналов в реальном масштабе времени. В качестве других систем передачи данных с малой задержкой можно указать системы передачи видеоизображения, мультимедийной информации и других данных в режиме реального масштаба времени. Системы HDR не пригодны для голосовой связи, но способны оптимизировать передачу данных за счет того, что базовая станция в системе HDR циклически переключается от одного мобильного пользователя к другому, каждый раз посылая данные только одному мобильному пользователю. Такое циклическое переключение приводит к задержке в передаче данных. Такая задержка в процессе передачи данных допустима, поскольку информация не используется в режиме реального масштаба времени. Напротив, в процессе голосовой связи задержка, обусловленная циклическим переключением, неприемлема.

Таким образом, существует потребность в комбинированной системе, способной осуществлять высокоскоростную передачу информации в виде пакетных данных и, одновременно, передачу данных с малой задержкой, например, голосовой информации. Кроме того, существует потребность в способе определения скорости передачи данных для высокоскоростной передачи информации в виде пакетных данных в комбинированной системе связи такого типа.

Раскрытие изобретения

Раскрытые варианты осуществления предусматривают новый и усовершенствованный способ высокоскоростной передачи пакетных данных и передачи данных с малой задержкой в системе беспроводной связи. Согласно одному из вариантов осуществления, базовая станция в системе беспроводной связи, прежде всего, назначает высокий приоритет данным с малой задержкой, после чего диспетчеризует услуги пакетных данных в соответствии с мощностью, доступной с учетом приоритета передачи данных с малой задержкой. Услуга пакетных данных предусматривает передачу пакетных данных одному мобильному пользователю в каждый отдельный момент времени. Согласно альтернативным вариантам осуществления, пакетные данные можно одновременно передавать нескольким мобильным пользователям, распределяя доступную мощность между ними. В каждый момент времени того или иного пользователя выбирают назначенным получателем, на основании качества канала. Базовая станция определяет отношение доступной мощности к мощности пилот-канала и сообщает это отношение выбранному мобильному пользователю. Это отношение называется отношением трафик/пилот-сигнал или отношение Т/П. Мобильные пользователи используют это отношение для расчета скорости передачи данных и направляют сгенерированную информацию в обратном направлении на базовую станцию.

Согласно одному из вариантов осуществления, базовая станция сообщает мобильному пользователю отношение «вещательная передача/пилот-сигнал или отношение В/П, где в числителе стоит мощность вещательного сигнала, т.е. вся имеющаяся мощность передачи базовой станции, а в знаменателе стоит мощность пилот-сигнала, т.е. часть мощности вещания, используемая на пилот-канале. Мобильный пользователь определяет нормализованную скорость передачи данных, чтобы сделать соответствующий запрос на базовую станцию, причем нормализованная скорость передачи данных является функцией В/П. Нормализованную скорость передачи данных посылают на базовую станцию, которая принимает решение о надлежащей скорости передачи данных. Информация о выбранной скорости передачи данных посылают мобильному пользователю.

Согласно одному из проиллюстрированных вариантов осуществления, для предоставления мобильному пользователю информации отношения Т/П используется параллельный канал сигнализации. Параллельный канал сигнализации можно реализовать с использованием отдельной несущей частоты или каким-либо иным способом генерации отдельного канала.

Согласно другому варианту осуществления, отношение Т/П сообщают по каналу трафика пакетных данных, при этом отношение Т/П включают в заголовок пакетных данных или передают непрерывно, совместно с пакетными данными. В альтернативных вариантах осуществления могут использоваться другие метрики для оценки С/Ш канала трафика на основании С/Ш пилот-канала, причем метрику сообщают мобильному пользователю, чтобы он мог определить скорость передачи данных. Мобильный пользователь запрашивает связь на определенной им скорости передачи данных или более низкой скорости. Согласно одному из аспектов, система беспроводной связи, предназначенная для передачи пакетных данных и данных с малой задержкой по совокупности каналов связи, содержит первое множество каналов в совокупности каналов связи, предназначенное для передачи пакетных данных, которые передаются в виде кадров, второе множество каналов в совокупности каналов связи, предназначенное для передачи данных с малой задержкой, канал сигнализации в совокупности каналов связи, предназначенный для передачи сообщений, каждое из которых идентифицирует назначенного получателя пакетных данных.

Согласно одному из аспектов, в системе беспроводной связи, поддерживающей передачу пакетных данных и передачу данных с малой задержкой по совокупности каналов связи, способ предусматривает передачу пакетных данных посредством множества каналов пакетных данных и передачу управляющей информации, связанной с пакетными данными, по каналу сигнализации, который функционирует отдельно от множества каналов пакетных данных, причем управляющая информация идентифицирует назначенного получателя соответствующих пакетных данных.

Согласно другому аспекту, беспроводное устройство, способное принимать пакетные данные посредством, по меньшей мере, одного канала из первого множества каналов, содержит процессор, способный принимать сообщения по каналу сигнализации и определять информацию назначенного получателя и информацию кодирования на основании принятых сообщений, и блок определения скорости передачи данных, способный вычислять скорость передачи данных в соответствии с информацией назначенного получателя и информацией кодирования.

Краткое описание чертежей

Признаки, задачи и преимущества предлагаемых способа и устройства поясняются в нижеприводимом описании, к которому прилагаются чертежи, снабженные сквозной системой обозначений, в числе которых:

фиг.1 изображает блок-схему согласно одному из вариантов осуществления системы беспроводной связи по протоколу высокоскоростной передачи данных (HDR);

фиг.2 - диаграмму состояний, описывающую работу системы HDR, представленной на фиг.1;

фиг.3 - графики, демонстрирующие потребление системных ресурсов несколькими пользователями услуг пакетных данных в системе беспроводной связи HDR, представленной на фиг.1;

фиг.4 - диаграмму мощности, принимаемой пользователем в системе беспроводной связи HDR, представленной на фиг.1;

фиг.5 - блок-схему системы беспроводной связи HDR для пользователей услуг данных с малой задержкой, согласно одному из вариантов осуществления;

фиг.6-8 - графики мощности принимаемой пользователями системы беспроводной связи HDR, согласно различным вариантам осуществления;

фиг.9 - блок-схему части приемника в системе беспроводной связи HDR, согласно одному из вариантов осуществления;

фиг.10 - логическую блок-схему, демонстрирующую способ обработки данных трафика в системе беспроводной связи, реализующей канал сигнализации, согласно одному из вариантов осуществления;

фиг.11 - логическую блок-схему, демонстрирующую способы определения скорости передачи данных для осуществления связи в системе беспроводной связи, согласно одному из вариантов осуществления.

Подробное описание предпочтительных вариантов осуществления изобретения

Объединение в одной системе услуг высокоскоростной передачи пакетных данных и услуг передачи данных с малой задержкой, например, голосовых сигналов, сталкивается с трудностями, обусловленными значительными различиями в передаче голосовых сигналов и в передаче данных. В частности, передача голосовых сигналов подчиняется строгим и вполне определенным требованиям относительно задержи. Обычно полная задержка речевых кадров в одном направлении должна составлять менее 100 мс. В отличие от случая передачи голосового сигнала, задержка данных может представлять собой переменный параметр, который используется для оптимизации эффективности системы передачи данных. Поскольку состояние канала связи с данным пользователем изменяется с течением времени, можно выбирать оптимальное время для передачи пакетов на основании состояния канала.

Другое различие между службой голосовой связи и службой передачи данных состоит в том, что служба голосовой связи должна удовлетворять требованию фиксированной и общей категории обслуживания (GOS) для всех пользователей. Например, в системе цифровой связи GOS предусматривает фиксированную и равную скорость передачи для всех пользователей, причем задержка не должна превышать максимально допустимого значения, определяемого частотой кадровой ошибки (FER) для речевых кадров. Служба передачи данных, напротив, не предусматривает фиксированной GOS, которая может меняться от пользователя к пользователю. Применительно к службе передачи данных, GOS может представлять собой параметр, оптимизируемый для повышения общей эффективности системы передачи данных. В системах передачи данных GOS обычно определяют как полную задержку, полученную при переносе определенного объема данных, именуемого в дальнейшем пакетом данных.

Еще одно существенное различие между службой голосовой связи и службой передачи данных состоит в том, что первая требуют надежной линии связи, которая, в иллюстрируемой системе связи МДКР, обеспечивается за счет мягкой передачи обслуживания или мягкого перераспределения каналов связи. Мягкая передача обслуживания предусматривает установление избыточных каналов связи от двух или более базовых станций для повышения надежности связи. Однако для передачи данных такая дополнительная надежность не требуется, поскольку пакеты данных, принятые с ошибками, можно передать повторно. Услуги передачи данных позволяют более эффективно использовать передаваемую мощность, необходимую для поддержки мягкой передачи обслуживания, чтобы передавать дополнительные данные.

В отличие от передачи голосовых сигналов и других данных с малой задержкой, в высокоскоростной передаче данных обычно используются методы коммутации пакетов, а не методы коммутации каналов. Данные группируют в небольшие блоки, к которым, в качестве заголовка и/или хвоста, присоединяют управляющую информацию. Данные в сочетании с управляющей информацией образует пакет. В процессе прохождения по системе пакеты приобретают различные задержки, и даже не исключается потеря одного или нескольких пакетов и/или одного или нескольких фрагментов пакета. В системе HDR и других системах передачи пакетных данных обычно допустимо переменное время задержки пакетов, а также потеря пакетов. Допустимость задержек в системах пакетных данных можно использовать для диспетчеризации передачи в соответствии с оптимальным состоянием каналов. Согласно одному из вариантов осуществления, диспетчеризация передач, адресованных нескольким пользователям, осуществляется в соответствии с качеством каждой линии связи. При передаче данных одному из нескольких пользователей в конкретное время задействуется вся доступная мощность. Это обуславливает переменную задержку, поскольку множественные пользователи могут заранее не располагать информацией о назначенном получателе, расписании передач, скорости передачи данных и/или конфигурации канала связи, включающей в себя схему модуляции, характеристики канального кодирования и пр. Согласно одному из вариантов осуществления каждый приемник не оценивает эту информацию самостоятельно, а запрашивает скорость передачи данных и соответствующую конфигурацию. Расписание передач определяется алгоритмом диспетчеризации и пересылается в сообщении синхронизации.

Прежде, чем запросить информацию о скорости передачи данных, приемник определяет оптимальную скорость передачи данных, возможно, в зависимости от доступной мощности передачи. Скорость передачи данных пропорциональна мощности передачи и качеству канала. Рассматриваемая здесь комбинированная система представляет собой систему, пригодную как для передачи данных с малой задержкой, так и для передачи пакетных данных. В комбинированной системе, способной осуществлять передачу голосового сигнала и пакетных данных, доступная мощность, а значит, и доступная скорость передачи данных, изменяется в времени в зависимости от голосовой активности. Приемник, определяющий скорость передачи данных, не располагает информацией о голосовой активности системы. В качестве комбинированной системы можно рассматривать широкополосную систему множественного доступа с кодовым разделением каналов, например, «Проект стандарта ANSI J-STD-01 для стандарта совместимости радиоинтерфейса W-CDMA (Wideband Code Division Multiple Access) с приложениями ПУС (персональных услуг связи) 1.85-1.99 ГГц», именуемый «W-CDMA». Другие системы того же типа отвечают стандарту TIA/EIA/IS-2000 для систем расширения по спектру cdma200, именуемому «стандартом cdma2000» или другим схемам индивидуального подключения пользователей.

На фиг. 1 изображена система 20 пакетных данных, согласующаяся с протоколами, заданными в технических условиях HAI. В системе 20 базовая станция 22 осуществляет связь с мобильными станциями 26-28. Для идентификации мобильных станций 26-28 используется индекс, принимающий значения от 0 до N, где N - полное количество мобильных станций в системе 20. Для иллюстрации коммутируемого соединения канал 24 пакетных данных изображен в виде мультиплексора. Базовую станцию 22 можно рассматривать как «устройство терминалов доступа» для предоставления пользователям возможности соединения, в частности, одному пользователю в каждый отдельный момент времени. Следует отметить, что терминал доступа обычно подключен к вычислительному устройству, например портативному компьютеру или карманному компьютеру. Терминал доступа также может представлять собой сотовый телефон с возможностями доступа к сети. Аналогично, канал 24 пакетных данных можно рассматривать как «сеть доступа» для предоставления возможности передачи данных между сетью передачи данных с коммутацией пакетов и устройством терминалов доступа. Согласно одному из примеров, базовая станция 22 подключает мобильные станции 26-28 к Интернету.

В типовой системе HDR передача пакетных данных осуществляется по одной линии связи, выделенной выбранному получателю, причем канал 24 пакетных данных в любой отдельный момент времени подключен к одной из мобильных станций 26-28. По каналу прямого трафика осуществляется передача данных от базовой станции, а по каналу обратного трафика осуществляется передача данных от мобильных станций 26-28. Система 20 пакетных данных предусматривает диспетчеризацию пользователей, при которой в данный момент времени действует одна линия связи для одного пользователя. В этом состоит отличие от систем передачи данных с малой задержкой, которая одновременно поддерживает несколько линий связи. Использование одной линии связи позволяет повышать скорость передачи данных в выбранной линии связи и оптимизировать передачи путем оптимизации состояния канала для, по меньшей мере, одной линии связи. В идеале, базовая станция использует канал только тогда, когда он находится в оптимальном состоянии.

Пользователь(и) мобильных станций 26-28, которым требуется(ются) услуг(и) передачи данных, сообщают скорость передачи данных в канале прямого трафика по каналу управления скоростью передачи данных (УСПД) на базовую станцию 22. Диспетчеризация пользователей осуществляется в соответствии с качеством принятого сигнала, причем гарантируется также диспетчеризация пользователей согласно критериям равноправия. Критерий равноправия, например, не позволяет системе отдавать предпочтение мобильным пользователям, находящимся вблизи базовой станции, перед другими, находящимися на удалении. Запрашиваемая скорость передачи данных зависит от качества сигналов, принимаемых пользователем, на которого пал выбор в процессе диспетчеризации. При определении скорости передачи данных для организации связи измеряется и используется отношение несущая/шум (Н/Ш).

На фиг.2 показана диаграмма состояний, поясняющая работу системы 20, представленной на фиг.1, например, системы HDR, отвечающей техническим условиям HAI. Диаграмма состояния описывает работу с одним мобильным пользователем, МС(i). В состоянии 30, обозначенном «ИНИЦ», базовая станция 22 получает доступ к каналу 24 пакетных данных. В этом состоянии инициализации предусмотрено получение прямого пилот-сигнала и управляющего сигнала синхронизации. По завершении инициализации система переходит в состояние 32, обозначенное «НЕЗАН». В состоянии незанятости соединение с пользователем заблокировано, и канал 24 пакетных данных ожидает дальнейшей команды на открытие соединения. Когда выбор диспетчеризации падает на какую-либо мобильную станцию, например МС(i), система переходит в состояние 34, обозначенное «ПЕРЕД». В состоянии 34 происходит обмен трафиком с МС(i), причем МС(i) использует канал обратного трафика, а базовая станция 22 использует канал прямого трафика. Если передача или соединение прерывается, или передача заканчивается, то система возвращается в состояние «НЕЗАН» 32. Передача может закончиться, когда, в процессе диспетчеризации, выбор падает на другого пользователя из числа мобильных станций 26-28. При появлении в процессе диспетчеризации нового пользователя, помимо мобильных станций 26-28, например МС(j), система возвращается в состояние «ИНИЦ» 30 для установления соединения. Таким образом, система 20 способна осуществлять диспетчеризацию среди пользователей 26-28, а также пользователей, подключенных через альтернативную сеть доступа.

Диспетчеризация пользователей позволяет системе 20 оптимизировать обслуживание мобильных станций 26-28, обеспечивая многопользовательское разнесение. На фиг.3 приведены характеристики потребления системных ресурсов для трех (3) мобильных станций, МС(0), МС(i) и МС(N), входящих в состав мобильных станций 26-28. Принимаемая каждым пользователем мощность в дБ отражена на графике как функция времени. В момент времени t₁ МС(N) принимает сильный сигнал, а МС(0) и МС(i) принимают менее сильный сигнал. В момент времени t ₂ самый сильный сигнал принимает МС(i), а в момент времени t₃ самый сильный сигнал принимает МС(0). Это дает возможность системе 20 организовать связь с МС(N) в окрестности момента t₁, с МС(i) в окрестности момента t₂ и с МС(0) в окрестности момента t₃. Базовая станция 22 определяет диспетчеризацию, по меньшей мере, частично, на основании сигнала УСПД, принимаемого от каждой мобильной станции 26-28.

На фиг.4 проиллюстрирована иллюстративная передача HDR в системе 20. Передача пилот-канала осуществляется попеременно с каналом пакетных данных. Например, пилот-канал использует всю доступную мощность с момента времени t₀ до t₁ и, аналогично, с t₂ до t₃ . Канал пакетных данных использует всю доступную мощность с момента времени t₁ до t₂ и с t₃ и т.д. Каждая мобильная станция 26-28 вычисляет скорость передачи данных, исходя из полной доступной мощности, используемой пилот-каналом. Скорость передачи данных пропорциональна доступной мощности. Когда система 20 пакетных данных передает на мобильные станции 26-28 только пакетные данные, пилот-канал позволяет точно учесть доступную мощность. Однако, когда та же система беспроводной связи параллельно осуществляет услуги передачи голосового сигнала и других данных с малой задержкой, расчет усложняется.

На фиг.5 показана система 50 беспроводной связи МДКР, согласно одному из вариантов осуществления. Базовая станция 52 осуществляет связь с несколькими мобильными пользователями, которые могут пользоваться службами связи, в том числе, но не исключительно, службами передачи только данных с малой задержкой, например, службами голосовой связи, службами передачи данных с малой задержкой и пакетных данных и/или службами передачи только пакетных данных. Для осуществления служб передачи пакетных данных система использует протокол, совместимый с cdma2000, который одновременно пригоден для служб передачи данных с малой задержкой. В текущий момент времени мобильные станции 58 и 60 (МС1 и МС2) пользуются только службой передачи пакетных данных, мобильная станция 56 (МС3) пользуется службой передачи пакетных данных и службой передачи данных с малой задержкой, и мобильная станция 62 (МС4) пользуется только службой голосовой связи. Базовая станция 52 поддерживает связь с МС4 62 по прямому и обратному каналам 72 и с МС3 56 по прямому и обратному каналам 70. В отношении связи HDR базовая станция 52 осуществляет диспетчеризацию пользователей для передачи данных по каналу 54 пакетных данных. Согласно чертежу, связь HDR с МС3 56 осуществляется по каналу 64, с МС1 58 - по каналу 66 и с МС2 60 - по каналу 68. Каждый пользователь услуги пакетных данных сообщает информацию о скорости передачи данных на базовую станцию 52 по соответствующему каналу УСПД. Согласно одному из вариантов осуществления, система 50 осуществляет диспетчеризацию, выделяя в данный период времени только одну линию передачи пакетных данных. Согласно альтернативным вариантам осуществления, может быть предусмотрено одновременное выделение нескольких линий связи, каждая из которых использует лишь часть доступной мощности.

Работа системы 50, согласно одному из вариантов осуществления, проиллюстрирована графически на фиг.6. Пилот-канал действует непрерывно, что является традиционным для систем передачи данных с малой задержкой. Мощность, потребляемая каналом данных с малой задержкой, изменяется непрерывно с течением времени по мере того, как передача начинается, продолжается и оканчивается, и согласно особенностям связи. Канал пакетных данных использует мощность, оставшуюся неизрасходованной пилот-каналом и службой передачи данных с малой задержкой. Канал пакетных данных также называют совокупным вспомогательным каналом (СВК), содержащим ресурсы системы, оставшиеся после выделения ресурсов выделенному и общему каналам. Согласно фиг.6, динамическое выделение ресурсов предусматривает объединение всей неиспользуемой мощности и кодов расширения по спектру, например кодов Уолша, для формирования СВК. Для СВК доступна максимальная мощность вещания, которую можно именовать I_ormax.

Согласно одному из вариантов осуществления, формат канала СВК предусматривает наличие параллельных подканалов, каждый из которых имеет уникальный код расширения по спектру. Один кадр данных кодируют, перемежают и модулируют. Полученный сигнал демультиплексируют по подканалам. На приемнике сигналы суммируют для восстановления кадра. Схема кодирования с переменной длиной кадра обеспечивает более длинные кадры при более низких скоростях передачи кадра в расчете на канальный интервал. Каждый кодированный пакет разрезают на подпакеты, и каждый подпакет передают в одном или нескольких канальных интервалах, обеспечивая повышенную избыточность.

В отличие от фиг.4, добавление данных с малой задержкой к передачам HDR вносит в измерение доступной мощности переменный фоновый уровень. В частности, в системе передачи чисто пакетных данных, показанной на фиг.4, на выбранной линии связи доступны для использования все коды расширения по спектру, например, коды Уолша. При добавлении к службам передачи пакетных данных служб голосовой связи или данных с малой задержкой количество доступных кодов становится переменным, зависящим от времени. При изменении количества услуг служб голосовой связи или служб передачи данных с малой задержкой изменяется количество кодов, предоставляемых для передачи данных.

Согласно фиг.6, связь с МС1 запланирована на период времени от t₀ до t₁, а с МС2 - на период времени от t₁ до t₂. В период времени от t₂ до t₃ действует несколько каналов передачи пакетных данных, в том числе, для МС1, МС3 и МС4. В период времени от t₃ до t₄ повторно запланирована только связь с МС1. Согласно примеру, на протяжении периодов времени от t₀ до t₄, мощность, потребляемая каналом данных с малой задержкой, непрерывно изменяется, что оказывает влияние на мощность, согласованную для передачи пакетных данных. В связи с тем, что каждая мобильная станция вычисляет скорость передачи данных до приема данных, в ходе передачи может возникать проблема, если согласованная мощность снизится без соответствующего изменения скорости передачи данных. Чтобы сообщать мобильной(ым) станции(ям) 56-60 текущую информацию о согласованной мощности, базовая станция 52 определяет отношение согласованной мощности к мощности пилот-сигнала. Отношение называется здесь «отношением трафик/пилот» или «отношение Т/П». Базовая станция 52 направляет сообщение об этом отношении мобильной(ым) станции(ям) 56-60, осуществляющей(их) связь по расписанию. Мобильная(ые) станция(и) 56-60 использует(ют) отношение Т/П совместно с С/Ш пилот-канала, именуемым здесь «С/Ш пилота», для определения скорости передачи данных. Согласно одному из вариантов осуществления, С/Ш пилотного сигнала регулируют в зависимости от отношения Т/П для вычисления «С/Ш трафика», причем С/Ш трафика коррелирует со скоростью передачи данных. Затем мобильная(ые) станция(и) 56-60 передает(ют) информацию о скорости передачи данных по каналу УСПД в обратном направлении на базовую станцию 52 в качестве запроса скорости передачи данных.

Согласно одному из вариантов осуществления, отношение Т/П включают в заголовок пакета данных, или же внедряют в канал высокоскоростной передачи пакетных данных методом перфорации или вставки, перемежая с трафиком пакетных данных. Согласно фиг.7, информацию отношения Т/П передают перед трафиком и предоставляют мобильной(ым) станции(ям) 56-60 обновленную информацию о согласованной мощности как результат изменений на канале данных с малой задержкой. Такие изменения также влияют на количество кодов, например кодов Уолша, предоставляемых для расширения информационных сигналов. Снижение доступной мощности и уменьшение количества доступных кодов приводит к уменьшению скорости передачи данных. Например, согласно одному из вариантов осуществления, пакетные данные, адресованные данному пользователю, или же всем пользователям, при наличии нескольких линий передачи пакетных данных, передают по каналам, соответствующим кодам Уолша 16-19 в системе МДКР.

Согласно варианту осуществления, показанному на фиг.8, для предоставления мобильному пользователю информации отношения Т/П используется параллельный канал сигнализации. Параллельный канал сигнализации представляет собой низкоскоростной канал, переносимый отдельным кодом Уолша. По параллельному каналу сигнализации поступает информация о назначенном получателе, каналах, используемых для переноса трафика, а также об используемом типе кодирования. Параллельный канал сигнализации можно реализовать с использованием отдельной несущей частоты или каким-либо иным способом формирования отдельного канала.

Следует отметить, что пакетные данные, адресованные отдельному пользователю, передают по одному или нескольким заранее выбранным каналам. Например, согласно одному из вариантов осуществления системы беспроводной связи МДКР, для передачи данных выделяют коды Уолша 16-19. Согласно варианту осуществления, представленному на фиг.8, управляющее сообщение передают по отдельному каналу, имеющему низкую скорость передачи. Управляющее сообщение можно посылать одновременно с пакетом данных. В управляющем сообщении указаны назначенный получатель пакета данных, каналы передачи пакета данных, а также используемая схема кодирования. Для передачи управляющего сообщения можно использовать отдельный код Уолша или мультиплексировать его по времени в канал высокоскоростной передачи данных методом перфорации или вставки.

Согласно одному из вариантов осуществления, управляющее сообщение кодируют в более короткий кадр, чем кадр пакета данных, например, в заголовок, позволяющий приемнику декодировать управляющее сообщение и принимать соответствующее(ие) решение(я) относительно обработки. Принятые данные, которые могут быть адресованы приемнику, буферизуются в ожидании решения(й) относительно обработки. Например, если приемник не является назначенным получателем данных, то приемник может отказаться от буферизованных данных или может прервать любую обработку данных, например, буферизацию и т.д. Если канал сигнализации не содержит данных для приемника, то приемник отказывается от буфера, в противном случае, приемник декодирует буферизованные данные с использованием параметров, указанных в управляющем сообщении, что снижает любую задержку, вносимую системой.

Согласно одному из вариантов осуществления, параллельный канал сигнализации передают множественным пользователям. Если многочисленные пользователи способны различать данные, адресованные разным пользователям, то каждый из пользователей также способен принимать общий(е) пакет(ы) данных. Таким образом, информация конфигурации предоставляется посредством управляющего сообщения, и каждый пользователь способен извлекать и декодировать пакет(ы). Один из вариантов осуществления предусматривает вещание сообщения на многочисленных пользователей, сопровождающееся вещанием идентификатора группы. Мобильным пользователям, принадлежащим к группе, заранее известен идентификатор группы. Идентификатор группы может размещаться в информации заголовка. Идентификатор группы может представлять собой уникальный код Уолша или иное средство идентификации группы. Согласно одному из вариантов осуществления, мобильный(е) пользователь(и) может(гут) принадлежать более, чем одной группе.

На фиг.9 показана часть мобильной станции 80, приспособленная к службе передачи пакетных данных в системе 50. Информация об отношении Т/П поступает на процессор 82 Т/П. Пилот-сигнал поступает на блок 84 измерения С/Ш, который вычисляет С/Ш принятого пилот-сигнала. Выходные сигналы процессора Т/П и блока С/Ш пилот-сигнала поступают на умножитель 86, который выдает С/Ш трафика. С/Ш трафика поступает на коррелятор скорости передачи данных, который осуществляет адаптивное отображение С/Ш трафика в соответствующую скорость передачи данных. Коррелятор 88 скорости передачи данных генерирует информацию о скорости передачи данных, подлежащую передаче по каналу УСПД. Функции этой части мобильной станции 80 можно реализовать посредством специального оборудования, программными средствами, программно-аппаратными средствами или их комбинацией.

Отношение Т/П можно передавать с использованием параллельного канала сигнализации, как показано на фиг.8. Если приемник определяет скорость передачи данных на основании отношения Т/П, то скорость передачи данных можно не включать в управляющее сообщение. На основании полученного сообщения синхронизации, приемник определяет хронирование поступления данных. Согласно одному из вариантов осуществления, для передачи информации хронирования генерируется отдельное управляющее сообщение. Управляющее сообщение передают параллельно данным. Согласно альтернативному варианту осуществления, управляющее(ие) сообщение(я) внедряют в данные методом перфорации.

На фиг. 10 представлен способ 100 обработки данных в комбинированной системе беспроводной связи, пригодной для передачи пакетных данных и данных с малой задержкой, согласно одному из вариантов осуществления. На этапе 102, мобильная(ые) станция(и) принимает(ют) кадр трафика, который представляет собой информацию, принимаемую по каналу трафика. На этапе 104 кадр трафика буферизуют. Буферизация позволяет мобильной(ым) станции(ям) откладывать обработку информации, не теряя переданных данных. Например, принятые данные можно буферизовать, одновременно осуществляя другую обработку. Или, согласно данному варианту осуществления, буферизация задерживает обработку данных, пока мобильная(ые) станция(и) не определит(ят) назначенного получателя данных. Данные, адресованные другим мобильным станциям, не обрабатываются, но игнорируются, что позволяет повышать производительность обработки. Распознав себя как назначенного получателя, мобильная(ые) станция(и) может извлечь и обработать буферизованные данные. Буферизованные данные представляют собой дискретизированный принятый радиосигнал. Согласно альтернативным вариантам осуществления, можно определять скорость передачи данных, подлежащую передаче без буферизации информации, что предполагает обработку принятых данных без предварительного сохранения в буфере.

Согласно фиг.10, на этапе 104, мобильная(ые) станция(и) декодирует(уют) информацию получателя, связанную с кадром трафика. Этап 108 предусматривает определение, совпадает ли данная мобильная станция с назначенным получателем. При отсутствии совпадения процесс переходит к этапу 110, что означает отказ от принятого кадра трафика. Затем следует возврат к этапу 102 для приема следующего кадра трафика. Если мобильный пользователь совпадает с назначенным получателем, то кадр канала трафика декодируется на этапе 112, и процесс возвращается к этапу 102. Возможность декодировать малый фрагмент передачи и избегать ненужного декодирования и обработки данных повышает эффективность работы мобильного пользователя и снижает связанное с этим потребление мощности.

На фиг.11 представлены разные способы определения скорости передачи данных в комбинированной системе беспроводной связи, согласно одному из вариантов осуществления. На этапе 122, мобильная(ые) станция(и) принимает(ют) сигналы по каналам трафика и пилот-сигнала. На этапе 124, мобильная(ые) станция(и) определяет(ют) «С/Ш пилота» на основании принятого пилот-сигнала. Согласно настоящему варианту осуществления, пилот-сигнал передают по единственному каналу, предназначенному для передачи пилот-сигнала. Согласно альтернативным вариантам осуществления, пилот-сигнал можно перфорировать в одну или несколько передач на одном или нескольких каналах. Согласно одному из вариантов осуществления, пилот-сигнал передают на определенной частоте, отличной от частоты канала трафика. Для передачи пакетных данных базовая станция и каждая мобильная станция определяет скорость передачи данных. Согласно одному из вариантов осуществления, базовая станция определяет скорость передачи данных и сообщает ее мобильной станции. Согласно другому варианту осуществления, мобильная станция определяет скорость передачи данных и сообщает ее базовой станции. Согласно еще одному варианту осуществления, базовая станция и мобильная станция согласуют между собой скорость передачи данных посредством взаимного обмена информацией. На этапе 126 разделяют процесс в зависимости от того, где осуществляется принятие решения о скорости передачи данных. Если решение о скорости передачи данных принимает мобильная станция, то обработка переходит к этапу 136. Если мобильная станция не принимает решения о скорости передачи данных, то обработка переходит к этапу 128.

Согласно одному из вариантов осуществления, способ определения скорости передачи данных предусматривает согласование между мобильной станцией и базовой станцией. При согласовании, мобильная станция определяет максимально достижимую скорость передачи данных. Максимально достижимая скорость передачи данных это скорость передачи данных, которая возможна, если базовая станция передает только на данную мобильную станцию. В этом случае мобильной станции выделяется вся передаваемая мощность, которую способна развить базовая станция. Согласно чертежу, на этапе 128, мобильная станция принимает отношение вещательная передача/пилот-сигнал или отношение В/П. Мощность вещания равна полной передаваемой мощности базовой станции. Мощность пилот-сигнала - это мощность, выделяемая базовой станцией для передачи пилот-сигнала. Мобильная станция определяет нормализованную скорость передачи данных как функцию отношения В/П и С/Ш пилота. Нормализованная скорость передачи данных соответствует скорости передачи данных, которую запросил бы мобильный пользователь, если бы вся мощность вещания была бы доступна для трафика данных на мобильного пользователя и пилот-сигнала, а все другие пользователи системы, например системы 50, изображенной на фиг.5, игнорировались бы. Другими словами, нормализованная скорость передачи данных это максимально достижимая скорость передачи данных. На этапе 132, нормализованную скорость передачи данных передают на базовую станцию по каналу нормализованной скорости передачи данных (КНСПД). Базовая станция принимает КНСПД от каждой мобильной станции и определяет соответствующие скорости передачи данных для каждого мобильного пользователя. Затем, на этапе 134, на каждую мобильную станцию передают сообщение, указывающее скорость передачи данных. После этого, на этапе 144, мобильная станция принимает трафик на скорости передачи данных, и, наконец, обработка возвращается к этапу 122.

Отношение В/П представляет собой константу, которая обычно относительно медленно изменяется с течением времени. Базовой станции известно отношение полной мощности вещания и мощности, используемой для пилот-канала. Альтернативные варианты осуществления могут реализовать другие сообщения, указывающие об имеющейся мощности, например, использующие другое(ие) выражение(я) энергии передаваемых сигналов, спектральной плотности мощности сигналов и т.д.

Согласно фиг.11, альтернативный способ определения скорости передачи данных предусматривает, что решение о скорости передачи данных принимает мобильная станция. Согласно этому варианту осуществления, на этапе 136, мобильная станция принимает информацию об отношении трафик/пилот, отношении Т/П. На этапе 138 мобильная станция использует вычисленное отношение С/Ш пилот-сигнала для генерации С/Ш трафика, регулируя С/Ш пилота в соответствии с мощностью, доступной для передачи трафика. Согласно данному варианту осуществления, отношение Т/П используется для регулировки С/Ш пилот-сигнала. С/Ш трафика отражает оценку С/Ш трафика, передаваемого с управляющей использованием мощности. На этапе 140, значению С/Ш трафика ставят в соответствие скорость передачи данных. С/Ш трафика можно ставить в соответствие с отношением несущая/шум или другим указателем качества сигнала. Согласно одному из вариантов осуществления, значения С/Ш трафика и соответствующие скорости передачи данных хранят в таблице поиска. Затем, на этапе 142, информацию о скорости передачи данных передают в качестве запроса на базовую станцию по каналу запроса данных (КЗД). Затем обработка переходит к этапу 144.

Согласно альтернативному варианту осуществления, мобильная станция оценивает отношение Т/П с использованием принятого пилот-сигнала. Принятый пилот-сигнал обеспечивает оценку канала, используемую для декодирования информации трафика. Для фильтрации шумовых компонентов из принятого пилот-сигнала можно использовать фильтр низких частот. Фильтрация обеспечивает оценку шума, принятого с пилот-сигналом. Затем, на основании результатов фильтрации оценивают отношение Т/П. Рассмотрим, например, модель системы, описываемую следующим образом:

где r_k ^t и r_k ^p - трафиковый и пилотный сигналы, соответственно, принятые на мобильной станции. Канальный коэффициент усиления, с, является комплексным числом. Шум, связанный с трафиковым и пилотным сигналами, обозначен, соответственно, n _k ^t и n_k ^p. Общая мощность пилотного и трафикового сигналов, соответственно, выражается как P и T. Согласно описанию, T = E_c ^tG_t и P = E_c ^pG_p, где

E_c ^t и E_c ^p представляют собой энергию в расчете на чип для трафикового и пилотного каналов, соответственно, и где G _t и G_p - соответствующие коэффициенты усиления обработки. Необходимо отметить, что шумы n_k ^t и n_k ^p считаются независимыми в силу ортогональности различных кодовых каналов, причем оба имеют нулевые математическое ожидание и дисперсию N_t. Для вышеописанной модели системы оценка отношения трафик/пилот-сигнал выражается следующим образом:

Оценку максимального правдоподобия (МП) для отношения трафик/пилот можно найти с использованием следующей оценки:

(3)

С некоторой степенью приближения, выражение (3) можно свести к:

причем считается, что созвездие имеет единичную среднюю мощность.

Оценки в (3) и (4) могут быть трудны для вычисления, поскольку в уравнения входит последовательность данных {s_k}, выражающая передаваемый сигнал. Однако эти уравнения предполагают, что является достаточной статистикой, которую можно использовать в алгоритме оценивания отношения Т/П.

Согласно одному из вариантов осуществления, алгоритм оценивания отношения Т/П сначала оценивает с и дисперсией шума N_t из r_k ^p. Затем алгоритм задает оценку отношения Т/П как:

,

причем оценка (5) является асимптотически несмещенной. Необходимо отметить, что оптимальная оценка учитывает первый момент испытательных статистик, тогда как оценка (5) имеют тенденцию оценивать момент второго порядка. Хотя оба подхода приводят к несмещенным оценкам, момент второго порядка обычно вносит более значительную дисперсию оценки. Следует также принять во внимание, что с использованием момента первого порядка, необходимая последовательность данных недоступна, и мобильная станция использует изначально конкретный формат созвездия.

Согласно другому варианту осуществления, алгоритм оценивания отношения Т/П оценивает с и получает эмпирическую функцию плотности вероятности (ФПВ) в виде . Следует отметить, что при достаточно больших М , x_k можно считать приблизительно гауссовой с математическим ожиданием Rs_k. В этом случае возможно извлечь оценку R из ФПВ x_k. При этом имеются различные способы оценивания R на основании ФПВ x _k. При извлечении отношения трафик/пилот из ФПВ можно использовать несколько свойств. Например, для модуляции высокого порядка, например, связанной с высоким С/Ш, функции x _k группируются в несколько кластеров или групп абонентов сети. Распределение центров кластеров подобно распределению созвездия s_k. Для M-АИМ (М-кратной амплитудно-импульсной модуляции), M-КAM (М-кратной квадратурной амплитудной модуляции) и M-ФМн (М-кратной фазовой манипуляции), точки созвездия равноудалены. Следует также отметить, что распределение каждого кластера приблизительно соответствует гауссовой ФПВ. При кодировании исходного сигнала, например, при сжатии и/или кодирования речи, и канальном кодировании, передаваемые символы равновероятны.

Алгоритм может продолжаться в частотной области или во временной области. Для анализа в частотной области, точки созвездия могут располагаться эквидистантно, как и кластеры ФПВ x_k, указывая, что ФПВ является периодической. Путем анализа в частотной области определяют промежуток или период. Например, создавая гистограмму путем вычисления ДПФ (дискретного преобразования Фурье) функции ФПВ, алгоритм обнаруживает главный период. R можно вычислять на основании главного периода и периода между двумя точками созвездия. Для M-КАМ, двухмерную ФПВ можно рассматривать как две отдельные одномерные функции. Альтернативно, свойство эквидистантности можно использовать во временной области. Например, вычислив автокорреляционную функцию ФПВ, на основании положения первого бокового пика, граничащего с нулевым смещением, можно получить оценку среднего периода между центрами двух соседних кластеров.

Согласно еще одному варианту осуществления, сначала определяют N центров кластеров ФПВ. Этот способ предусматривает, что оцененные центры представляют собой {d_k} для k=0,1, ,N-1, и точки созвездия {a_k} для k=0,1, ,N-1 располагаются в одном и том же порядке. Применение алгоритма наименьших квадратов дает следующую оценку R:

Следует отметить, что центры функции ФПВ можно определять разными способами.

Поскольку точки созвездия равновероятны, способ предусматривает, в первую очередь, нахождение функции интегральной вероятности (ФИВ) из ФПВ. Кластеризация или группирование осуществляется с применением пороговой схемы к ФИВ. Затем вычисляют центр каждой группы путем усреднения по группе с использованием момента первого порядка. Согласно альтернативным вариантам осуществления, можно применять такие методы, как извлечение признака, используемый в обработке изображений, где, например, в качестве признака может выступать пик или шаблон, в зависимости от степени приближения к гауссовой ФПВ. Необходимо также отметить, что методы сегментации изображения, например, кластеризация и выращивание областей, обеспечивают способы группирования точек эмпирической ФПВ. Сравнив (6) и (4), можно увидеть аналогию между процессом кластеризации и жесткого декодирования, в котором фактический сигнал s_k в (4) заменяется жестко-декодированным символом a _m в (6).

В типовой системе HDR, например, системе 20, проиллюстрированной на фиг.1, с базовой станцией в каждый отдельный момент времени устанавливается одна линия связи. Согласно одному из вариантов осуществления, система беспроводной связи расширяется, чтобы поддерживать нескольких пользователей в каждый отдельный момент времени. Другими словами, система 50, изображенная на фиг.5, позволяет базовой станции 52 одновременно передавать данные нескольким пользователям данных на мобильных блоках 56, 58 и 60. Следует отметить, что, хотя на фиг.5 изображены три мобильных блока, в системе 50, осуществляющей связь с помощью базовой станции 52, может присутствовать любое количество мобильных блоков. Расширение до нескольких пользователей обеспечивает множественные передачи по каналу 54 пакетных данных. В данный момент времени пользователи, поддерживаемые каналом пакетных данных, называются «активными приемниками». Каждый активный приемник декодирует управляющее сообщение(я), чтобы определить отношение Т/П канала 54 пакетных данных. Каждый активный приемник обрабатывает отношение Т/П без учета потенциала для другого(их) активного(ых) приемника(ов). Базовая станция принимает запросы относительно скорости передачи данных от каждого активного приемника и пропорционально распределяет мощность.

Согласно фиг.1, в традиционной системе связи HDR, большой объем информации известен заранее, в том числе, но не исключительно, известны информация созвездия, схема кодирования, идентификация каналов и мощность, доступная для передачи пакетных данных. Информация созвездия относится к схеме модуляции, используемой для модуляции несущей цифровой информацией для передачи. Схемы модуляции включают в себя, помимо прочего, блоки двоичной фазовой манипуляции, квадратурной фазовой манипуляции (КФМн), квадратурной амплитудной модуляции (КАМ) и т.д. Схема кодирования охватывает аспекты кодирования исходной информации в цифровую форму, включая, но не без ограничения, турбокодирование, сверточное кодирование, кодирование ошибок, например, проверку циклической избыточности (CRC), наборы скоростей и т.д. Приемник может запрашивать информацию созвездия и кодирования по каналу УСПД. Идентификация каналов включает в себя, но без ограничения, коды расширения в системе связи с расширением по спектру, например, коды Уолша, и может включать в себя несущую частоту. Идентификация каналов может быть заранее заданной и фиксированной. Мощность передачи, согласованную для передачи пакетных данных, обычно определяют на основании полной согласованной передаваемой мощности и известной мощности пилот-сигнала.

В комбинированной системе пакетных данных и данных с малой задержкой некоторая часть вышеупомянутой информации заранее неизвестна, но подлежит изменению по причине совместного использования имеющейся мощности и имеющихся каналов с данными с малой задержкой, например, передач голосовых данных. Сравнение приведено в нижеследующей таблице.

Таблица 1 Информация, доступная в системах HDR
	HDR	КОМБИНАЦИЯ	КОМБИНАЦИЯ
ИНФОРМАЦИЯ	ТОЛЬКО ПАКЕТНЫЕ ДАННЫЕ	Т/П	КАНАЛ СИГНАЛИЗАЦИИ
Назначенный получатель	ДЕКОДИРУЕТ пакет	ДЕКОДИРУЕТ пакет	Сообщение
Группа	УСПД	УСПД	УСПД
Кодирование	УСПД	УСПД	УСПД
Канал(ы)	ФИКСИРОВАННЫЙ	Неизвестны	Сообщение
Мощность трафика для данных	ФИКСИРОВАННАЯ	Т/П	Неизвестна

Использование канала сигнализации, показанного на фиг.8, обеспечивает большую часть этой информации для приемника. Сообщение идентифицирует назначенного(ых) получателя(ей) и канал(ы) для передачи пакетных данных. Информация УСПД запрашивает скорость передачи данных, задавая созвездие и кодирование. Предоставление указателя согласованной мощности трафика, который, согласно одному варианту осуществления, представляет собой отношение согласованной мощности трафика к интенсивности пилот-сигнала, обеспечивает меру для определения скорости передачи данных. Согласно одному из вариантов осуществления, реализующему отдельный параллельный канал сигнализации, информация, касающаяся назначенного получателя, созвездия и кодирования, передается по каналу трафика и/или УСПД, тогда как информация, касающаяся канала(ов) и мощности трафика для данных, передается по параллельному каналу сигнализации.

Применение вышеприведенных вариантов осуществления и комбинаций вариантов осуществления позволяют объединять передачу пакетных данных с передачей данных с малой задержкой в системе беспроводной связи. Как указывалось, объединение голосовых данных с пакетными данными привносит переменные в процесс передачи. Применение отдельного каналообразования сигнализации обеспечивает информацию для приемников в системе беспроводной связи без снижения качества связи. Сообщение канала сигнализации может идентифицировать информацию назначенного(ых) получателя(ей). Передача указателя доступной мощности на приемник обеспечивает информацию, которая помогает приемнику определять скорость передачи данных, запрашиваемую у передатчика. Аналогично, когда указатель трафика используется несколькими приемниками, каждый из которых вычисляет из него скорость передачи данных, передатчик принимает информацию, которая помогает передатчику выделять каналы передачи для передачи пакетных данных на несколько приемников.

Таким образом, были описаны новые и усовершенствованные способ и устройство для высокоскоростной передачи данных в системе беспроводной связи. Хотя рассмотренный здесь иллюстративный вариант осуществления описывает систему МДКР, различные варианты осуществления применимы к любому способу беспроводного подключения отдельных пользователей. Чтобы добиться эффективной связи, проиллюстрированный вариант осуществления описан применительно к HDR, но также может быть эффективным в применении к IS-95, W-CDMA, IS-2000, GSM, TDMA и т.д.

Для специалистов в данной области представляется понятным, что данные, инструкции, команды, информация, сигналы, биты, символы и чипы, упомянутые в вышеприведенном описании, предпочтительно, выражаются напряжениями, токами, электромагнитными волнами, магнитными полями или частицами, оптическими полями или частицами или любой их комбинацией.

Для специалистов в данной области также представляется очевидным, что различные проиллюстрированные логические блоки, модули, схемы и этапы алгоритмов, описанные в связи с раскрытыми в данном описании вариантами осуществления, можно реализовать в виде электронного оборудования, компьютерного программного обеспечения или комбинации этих средств. Различные проиллюстрированные компоненты, блоки, модули, схемы и этапы были описаны, в целом, в отношении их функций. Реализация этих функций аппаратными или программными средствами зависит от конкретного применения и конструктивных ограничений, налагаемых на систему в целом. Для инженеров, специализирующихся в данной области техники, представляется очевидной взаимозаменяемость аппаратных и программных средств в этих условиях, и лучшие варианты реализации описанных функций для каждого конкретного применения.

В качестве примеров, различные блоки, модули, схемы и этапы алгоритмов, описанные в связи с раскрытыми в данном описании вариантами осуществления, могут быть реализованы с помощью цифрового сигнального процессора (ЦСП), специализированной интегральной схемы (СИС), перепрограммируемой вентильной матрицы (ППВМ) или иного программируемого логического устройства, например регистров и очереди обратного магазинного типа (FIFO), процессора, выполняющего набор зашитых команд, любого традиционного программируемого программного модуля и процессора или любой их комбинации, пригодной для осуществления описанных выше функций. Процессор может, в предпочтительном варианте осуществления, представлять собой микропроцессор, но, альтернативно, процессор может представлять собой любой традиционный процессор, контроллер, микроконтроллер или машину состояний. Программные модули могут размещаться в оперативной памяти (ОЗУ), флэш-памяти, постоянной памяти (ПЗУ), электрически программируемом ПЗУ (ЭППЗУ), электрически перепрограммируемом ПЗУ (ЭПППЗУ), регистрах, на жестком диске, сменном диске, компакт-диске (CD-ROM) или любом ином носителе информации, известном в технике. Процессор может размещаться в СИС (не показано). СИС может размещаться в телефоне (не показано). Альтернативно, процессор может размещаться в телефоне. Процессор может быть реализован в виде комбинации ЦСП и микропроцессора или в виде двух микропроцессоров в сочетании с ядром ЦСП и т.д.

Вышеприведенное описание предпочтительных вариантов осуществления предназначено для того, чтобы любой специалист в данной области мог использовать настоящее изобретение. Специалисты в данной области могут без труда предложить различные модификации приведенных вариантов осуществления и применить установленные здесь общие принципы к другим вариантам осуществления, не прибегая к изобретательской деятельности. Таким образом, настоящее изобретение не ограничивается описанными в материалах заявки вариантами осуществления, но его следует рассматривать более широко в рамках новых признаков и принципов, раскрытых в описании.