專利名稱：通信系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通信協(xié)議方面，尤其是用于多用戶無線通信系統(tǒng)的通信協(xié)議方面。
本發(fā)明進(jìn)一步涉及一種使用這些協(xié)議的通信系統(tǒng)，一種用于在接入點(diǎn)和多個(gè)用戶單元之間無線通信的方法，以及一種用于在接入點(diǎn)和用戶單元之間傳輸?shù)臒o線電信號(hào)。
背景技術(shù)：
在多用戶無線系統(tǒng)中，尤其是在固定的無線接入(FWA)系統(tǒng)中，單個(gè)接入點(diǎn)(AP)與多個(gè)用戶單元(SU)進(jìn)行通信。由于接入點(diǎn)通常比用戶單元昂貴得多，且安裝費(fèi)用也較高，因此一個(gè)接入點(diǎn)最好應(yīng)能夠與盡可能多的用戶單元通信。然而，在無線系統(tǒng)中，帶寬通常會(huì)受到限制，因此盡可能有效地利用帶寬就很重要了。
用戶業(yè)務(wù)通常包括數(shù)據(jù)和話音業(yè)務(wù)。由于在無線鏈路上可以幾乎可以任意地對(duì)話音信道進(jìn)行分段以適合系統(tǒng)操作員所使用的通信協(xié)議，因此對(duì)系統(tǒng)操作員來說處理話音業(yè)務(wù)相對(duì)容易些。處理數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)相對(duì)難是因?yàn)槠渖婕案鶕?jù)不同用戶各自的要求在不同的時(shí)間段為他們提供變化很大的帶寬。
在傳統(tǒng)系統(tǒng)里，在將數(shù)據(jù)有效地打包到系統(tǒng)操作員的通信協(xié)議中時(shí)將出現(xiàn)問題。例如，在無線網(wǎng)絡(luò)中使用有固定長(zhǎng)度幀的通信協(xié)議更佳，因?yàn)閷?duì)無線接收機(jī)來說，很容易與這樣的結(jié)構(gòu)同步。
國(guó)際專利申請(qǐng)No.WO96/38930就是一個(gè)實(shí)例，其中揭示了一種用于在無線電信系統(tǒng)中建立和維護(hù)通信路徑的裝置和方法。用戶終端的接收機(jī)把下行鏈路信號(hào)的主碼序列的碼子和相位與接收機(jī)的從屬碼序列的碼子和相位進(jìn)行比較。接收機(jī)調(diào)整從屬碼序列的相位直到它能與主碼序列的相位匹配為止。下行鏈路信號(hào)包括帶有功率控制信號(hào)，碼同步信號(hào)及幀定位信號(hào)的開銷信道。中央終端的接收機(jī)監(jiān)視用戶終端的發(fā)射機(jī)所發(fā)射的上行鏈路信號(hào)，并提供碼同步信號(hào)的變化以使發(fā)射機(jī)與接收機(jī)同步。接收機(jī)監(jiān)視下行鏈路信號(hào)以識(shí)別幀定位信號(hào)，并在識(shí)別出兩個(gè)連續(xù)的幀定位信號(hào)時(shí)建立下行鏈路通信路徑。在下行鏈路通信路徑建立期間的捕獲模式中，以高功率級(jí)別和低發(fā)射率發(fā)射下行鏈路信號(hào)。在下行鏈路通信路徑建立后的備用待機(jī)模式中，以低功率級(jí)別和低發(fā)射率發(fā)射下行鏈路信號(hào)。在請(qǐng)求無線通信傳輸時(shí)的業(yè)務(wù)模式中，以高功率級(jí)別和高發(fā)射率發(fā)射下行鏈路信號(hào)。
然而，在用戶發(fā)送不同類型的業(yè)務(wù)時(shí)，在固定長(zhǎng)度的幀內(nèi)有效使用帶寬將會(huì)出現(xiàn)問題。
本發(fā)明的目的就是克服傳統(tǒng)系統(tǒng)的這些和其他限制。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了在所附獨(dú)立權(quán)利要求中定義的通信協(xié)議的各個(gè)方面，現(xiàn)在就參考這些方面。在附屬權(quán)利要求中定義了本發(fā)明優(yōu)選的或更佳特征。
在第一個(gè)方面，本發(fā)明提供了一種用于無線電系統(tǒng)的通信協(xié)議，其中在下行鏈路，可變長(zhǎng)度的幀分散在同步突發(fā)的有規(guī)律的，周期性的結(jié)構(gòu)周圍。每個(gè)同步突發(fā)都包含一個(gè)指示下一幀開始的指示符。用戶單元因此就能夠與有規(guī)律的同步突發(fā)同步并使用它們來發(fā)現(xiàn)幀結(jié)構(gòu)，而系統(tǒng)能夠根據(jù)用戶需求將數(shù)據(jù)有效打包到可變長(zhǎng)度的幀內(nèi)。
每一幀以信頭開始更佳。這個(gè)信頭不僅描述AP已經(jīng)預(yù)定的幀的內(nèi)容，而且描述指示下一個(gè)下行鏈路幀開始的指示符。連續(xù)解碼下行鏈路幀的用戶單元因此能夠在不必參照每個(gè)同步突發(fā)的情況下保持同步。
在本發(fā)明的另一方面，上行鏈路攜帶可變長(zhǎng)度的幀，其中AP能夠有效調(diào)度來自各個(gè)SU的數(shù)據(jù)傳輸。在每個(gè)下行鏈路信頭內(nèi)的上行鏈路描述中描述這些上行鏈路幀的內(nèi)容更佳。如果要求的話，例如如果下行鏈路幀比其后的上行鏈路幀要長(zhǎng)，那么可以在一個(gè)下行鏈路幀內(nèi)調(diào)度一個(gè)或多個(gè)額外的上行鏈路描述。這有利于確保上行鏈路的有效利用。
當(dāng)初始化或接通一個(gè)SU時(shí)，該SU可接收下行鏈路，但在它能夠在上行鏈路上有效傳輸之前需要訓(xùn)練獲取上行鏈路信道的詳細(xì)資料。在本發(fā)明的另一方面，AP有規(guī)律地廣播基本信息，這些基本信息與SU對(duì)下行鏈路的觀察結(jié)合在一起有利于允許SU發(fā)射一個(gè)初始訓(xùn)練突發(fā)。AP給SU在一個(gè)寬的訓(xùn)練時(shí)隙內(nèi)發(fā)射這個(gè)突發(fā)的機(jī)會(huì)，考慮到AP和SU之間的傳輸時(shí)延這個(gè)訓(xùn)練時(shí)隙足夠?qū)?。每個(gè)訓(xùn)練突發(fā)都包含發(fā)送它的SU的地址，因此在一個(gè)寬的時(shí)隙內(nèi)成功接收到訓(xùn)練突發(fā)后，AP會(huì)發(fā)送信息給SU以改進(jìn)其后續(xù)發(fā)射。AP能夠優(yōu)選調(diào)度另外的窄訓(xùn)練時(shí)隙(比寬訓(xùn)練時(shí)隙占用較少上行鏈路帶寬)，以允許已經(jīng)具有用于補(bǔ)償傳輸時(shí)延的時(shí)序信息的SU發(fā)射訓(xùn)練突發(fā)。這些訓(xùn)練機(jī)會(huì)允許SU追隨上行鏈路傳輸信道隨時(shí)間的變化。
在本發(fā)明另一方面，AP能夠調(diào)度爭(zhēng)用時(shí)隙，其中希望發(fā)送數(shù)據(jù)的SU能夠發(fā)送爭(zhēng)用突發(fā)。AP也許不能提前知道是哪個(gè)SU正在發(fā)送一個(gè)特別的爭(zhēng)用突發(fā)，因此SU預(yù)失真它們的爭(zhēng)用突發(fā)(優(yōu)選使用在訓(xùn)練過程期間獲得的信息)以由AP接收。AP能夠不使用均衡器接收爭(zhēng)用突發(fā)更佳。爭(zhēng)用突發(fā)識(shí)別發(fā)送它的SU，因此當(dāng)成功接收到一個(gè)爭(zhēng)用突發(fā)時(shí)，AP能夠就SU的帶寬要求進(jìn)入與SU的對(duì)話狀態(tài)，并且最終能夠按照要求為SU調(diào)度上行鏈路帶寬。
本發(fā)明的通信系統(tǒng)采用異步傳送模式(ATM)信元在上行和下行鏈路上傳輸控制和數(shù)據(jù)信息更佳。這就允許高效地打包數(shù)據(jù)到可變長(zhǎng)度的幀內(nèi)。
在無線電通信系統(tǒng)里，信道條件有可能導(dǎo)致接收所發(fā)射信息失敗。在這些情況下，渴望有一個(gè)有效的確認(rèn)過程，以確保重發(fā)任何丟失的數(shù)據(jù)。本發(fā)明的另一方面致力于解決這個(gè)問題。當(dāng)SU接收到來自于AP的預(yù)定的ATM信元時(shí)，如同傳統(tǒng)的ATM傳輸一樣對(duì)這些信元按順序編號(hào)。如果成功接收了所有信元，SU就確認(rèn)它們的接收，但是如果有任何信元的接收失敗，SU就會(huì)發(fā)送包含用以識(shí)別第一個(gè)失敗信元的序號(hào)的確認(rèn)信息。于是AP只需重新調(diào)度后續(xù)信元的發(fā)送。在本發(fā)明的另一優(yōu)選方面，確認(rèn)信息可包含在一個(gè)在信元序列內(nèi)識(shí)別成功接收和失敗接收的信元的位圖，以使AP只需重新調(diào)度接收失敗的信元的發(fā)送。


現(xiàn)在通過參考附圖舉例來描述本發(fā)明的具體實(shí)施例，其中；圖1示意了分散在物理層同步突發(fā)周圍的可變長(zhǎng)度的下行鏈路幀；圖2示意了在同步突發(fā)內(nèi)使用偏移指示符以定位下行鏈路幀；圖3示意了下行鏈路幀的信頭；圖4示出了下行鏈路幀之間的偏移指示符的使用；圖5示意了在下行鏈路幀信頭內(nèi)用以定位上行鏈路幀結(jié)構(gòu)的偏移指示符的用法；圖6示出了一個(gè)額外的上行鏈路幀描述符；圖7示出了在圖6的額外的上行鏈路幀描述符內(nèi)的補(bǔ)償指示符的使用；圖8示意了下行鏈路幀的結(jié)構(gòu)；圖9示意了在下行鏈路幀信頭內(nèi)的下行鏈路事件描述符字段的使用；圖10示出了包含一個(gè)額外上行鏈路幀描述符的下行鏈路幀的結(jié)構(gòu)；圖11示意了下行鏈路幀的結(jié)構(gòu)以及額外的上行鏈路幀描述符的使用；圖12示意了在上行鏈路幀描述符內(nèi)包含的上行鏈路事件描述符字段；圖13示意了上行鏈路的結(jié)構(gòu)；
圖14示意了上行鏈路上的訓(xùn)練時(shí)隙的使用；圖15示意了SU發(fā)送的上行訓(xùn)練突發(fā)；圖16示意了SU注冊(cè)協(xié)議的初始階段；圖17示意了SU訓(xùn)練協(xié)議；圖18示出了SU爭(zhēng)用協(xié)議；圖19是示意VCI尋址的使用的AP和SU的的結(jié)構(gòu)框圖；圖20示意了使用窄訓(xùn)練時(shí)隙的SU的訓(xùn)練協(xié)議；圖21示出了通信系統(tǒng)的同步層次；圖22示意了在下行鏈路上的信元傳輸和確認(rèn)；圖23示意了希望在上行鏈路上發(fā)送的SU的爭(zhēng)用協(xié)議；圖24示意了在上行鏈路上的信元傳輸和確認(rèn)；圖25示意了在上行鏈路信元傳輸協(xié)議中的恢復(fù)模式的等級(jí)；圖26示意了在該通信系統(tǒng)中使用的下行鏈路突發(fā)的結(jié)構(gòu)，以及圖27示意了在該通信系統(tǒng)中使用的上行鏈路突發(fā)的結(jié)構(gòu)。
具體實(shí)施例方式
系統(tǒng)特征下面描述的本發(fā)明的實(shí)施例是在多用戶固定無線接入(FWA)系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)的，在這個(gè)系統(tǒng)中，可從一個(gè)接入點(diǎn)(AP)為多達(dá)1000個(gè)用戶或使用者提供服務(wù)。在扇區(qū)化小區(qū)的系統(tǒng)中，AP的每個(gè)扇區(qū)都可為多達(dá)1000個(gè)用戶服務(wù)。系統(tǒng)采用頻分雙工(FDD)擴(kuò)頻發(fā)射，如碼分多址(CDMA)發(fā)射。從AP到用戶單元(SU)的下行鏈路在異步傳送模式(ATM)虛擬信道(VC)上在幀結(jié)構(gòu)內(nèi)傳輸控制信息和數(shù)據(jù)，從用戶單元到AP的上行鏈路也是如此。
物理層同步如圖1所示，AP發(fā)射的下行鏈路以精確的10ms間隔傳輸物理層同步突發(fā)(PHY-SYNC)2。圖2示出了每個(gè)同步突發(fā)的結(jié)構(gòu)，每個(gè)同步突發(fā)都包括一個(gè)112符號(hào)的相關(guān)序列PHY-1，一個(gè)16符號(hào)相關(guān)序列PHY-2，一個(gè)12位的幀偏移和4個(gè)奇偶校驗(yàn)位。術(shù)語符號(hào)指的是擴(kuò)頻通信系統(tǒng)中的符號(hào)。
每個(gè)SU使用相關(guān)序列PHY-1和PHY-2來鎖定同步突發(fā)，并把它們作為同步和訓(xùn)練序列用以設(shè)定接收機(jī)和調(diào)制解調(diào)器參數(shù)以與傳輸信道匹配。為達(dá)到同步，SU接收機(jī)上的軟件控制基于從SU調(diào)制解調(diào)器輸出的信號(hào)電平首先設(shè)置自動(dòng)增益控制(AGC)電平。SU調(diào)制解調(diào)器和媒體接入控制(MAC)然后啟動(dòng)有三種不同跟蹤模式的自動(dòng)頻率控制(AFC)。首先，例如當(dāng)初次接通一個(gè)SU或SU丟失了信道時(shí)，使用捕獲模式。在每個(gè)同步突發(fā)里，相關(guān)序列是SU能夠已知的預(yù)定的偽隨機(jī)序列。由于SU接收下行鏈路，因此相關(guān)器輸出在接收到這些序列時(shí)產(chǎn)生最大值。捕獲模式使用相關(guān)器最大值之間的定時(shí)偏移以初始化AFC和由此獲得下行鏈路信道。
接著，粗調(diào)AFC模式映射相關(guān)最大值到64個(gè)定時(shí)(T/4)時(shí)隙之一，并調(diào)整AFC直到相關(guān)器最大值每次都位于正確的時(shí)隙為止。
最后，細(xì)調(diào)模式調(diào)整相關(guān)器最大值的肩部至平坦。
定位下行鏈路幀結(jié)構(gòu)AP的媒體接入控制(MAC)在物理層同步突發(fā)之間交插的各幀內(nèi)發(fā)送控制信息和用戶數(shù)據(jù)。圖1示出了幀序列3及其在同步突發(fā)周圍的排列。由于幀的長(zhǎng)度是可變的，所以同步突發(fā)可能出現(xiàn)在幀之間或幀內(nèi)的任何位置。
每個(gè)SU都能利用上述的同步突發(fā)鎖定物理層。如圖2所示的每個(gè)突發(fā)2都包含一個(gè)12位的幀偏移4，這個(gè)幀偏移是指向下一個(gè)下行鏈路幀開始的指示符。以許多擴(kuò)頻符號(hào)(一個(gè)符號(hào)計(jì)數(shù))的形式提供偏移并允許每個(gè)SU定位下一個(gè)下行鏈路幀的開始。圖2示意了在3個(gè)連續(xù)的同步突發(fā)和每個(gè)后續(xù)幀之間的偏移4。
利用正交相移鍵控(QPSK)方式調(diào)制每一下行鏈路幀開始處的信頭。圖3是下行鏈路幀信頭6的結(jié)構(gòu)。它包括下行鏈路幀描述符8和其后的上行鏈路描述符10。下行鏈路幀描述符以與每個(gè)同步突發(fā)攜帶的16符號(hào)相關(guān)序列PHY-2相同的序列開始。這就允許SU上的相關(guān)器主動(dòng)識(shí)別幀的開始。在同步序列之后是一個(gè)16位的幀偏移12，這是一個(gè)到下一下行鏈路幀開始的符號(hào)計(jì)數(shù)；從而，一旦SU已經(jīng)鎖定幀結(jié)構(gòu)，只要它能夠繼續(xù)解碼該幀結(jié)構(gòu)，它就能在不用進(jìn)一步直接參考同步突發(fā)的情況下與每個(gè)下行鏈路幀的開始保持同步。下行鏈路描述14在偏移12之后，其描述幀的內(nèi)容。下行鏈路幀描述符以一個(gè)16位的循環(huán)冗余校驗(yàn)(CRC)結(jié)束。
圖4示意了使用下行鏈路(DL)幀偏移12以指示從一個(gè)DL幀(幀#n)的信頭到下一個(gè)DL幀(幀#n+1)的開始。圖4只示出了MAC DL幀，省略了同步突發(fā)。
定位上行鏈路幀結(jié)構(gòu)上行鏈路幀不全一樣長(zhǎng)。而且，上行鏈路幀不必具有和下行鏈路幀一樣長(zhǎng)的長(zhǎng)度，也不必同時(shí)開始。
如圖3所示，每個(gè)下行鏈路幀信頭攜帶的上行鏈路幀描述符6包含一個(gè)16位上行鏈路幀偏移22，在其后還有一個(gè)上行鏈路描述24和一個(gè)16位CRC。圖5示意了上行鏈路幀偏移22，其提供從目前的下行鏈路幀到下一個(gè)上行鏈路幀26開始的符號(hào)計(jì)數(shù)。圖5和圖4一樣為了簡(jiǎn)明起見省略了同步突發(fā)，只示出了MAC DL和上行鏈路(UL)幀。
由于傳輸時(shí)延，在下行鏈路幀信頭和下一個(gè)上行鏈路幀開始之間的偏移在每個(gè)SU將根據(jù)AP和SU之間的距離發(fā)生變化。因此，在優(yōu)選的實(shí)施例中，上行鏈路幀偏移22就是位于AP最遠(yuǎn)距離處的SU所經(jīng)歷的偏移，且每個(gè)SU必須給該偏移加上一個(gè)取決于各自距離SU的距離的時(shí)延。
如果下行鏈路幀在任何時(shí)候都明顯比上行鏈路幀長(zhǎng)，例如由于在下行鏈路和上行鏈路上的業(yè)務(wù)負(fù)荷的緣故，那么在每個(gè)下行鏈路幀只提供一個(gè)上行鏈路幀描述符就可導(dǎo)致上行鏈路的低利用率。因此在這些情況下可插入額外的上行鏈路幀描述符到下行鏈路幀，以宣布新的上行鏈路幀的開始。圖6示出了額外上行鏈路幀描述符28的結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)除了象所有上行鏈路突發(fā)一樣以PHY-2相關(guān)序列開始來改善在AP的同步外，與圖3所示的上行鏈路幀描述符10一樣，組成下行鏈路幀信頭的一部分。圖5示出了在下行鏈路幀信頭中使用單個(gè)上行鏈路幀偏移以指示后續(xù)上行鏈路幀26的開始。圖7同樣示出了一個(gè)長(zhǎng)得多的下行鏈路幀(DL幀#n)，該幀在其信頭內(nèi)攜帶了一個(gè)第一上行鏈路幀偏移22，在其攜帶的數(shù)據(jù)中間又有一個(gè)額外上行鏈路幀偏移30。通常用QPSK調(diào)制額外上行鏈路幀描述符，以便即使在下面所描述的更高級(jí)調(diào)制包圍該描述符時(shí)也能讓所有SU把它解調(diào)出來。
下行鏈路幀結(jié)構(gòu)在信頭之后，每個(gè)下行鏈路幀都攜帶SU的信息突發(fā)，這些突發(fā)可包括ATM信元或確認(rèn)(見下面)。正如上面所提到的那樣，用QPSK調(diào)制下行鏈路幀信頭。其它的信息突發(fā)可能用不同的方式調(diào)制，例如用16-QAM或64-QAM，但是在每一幀這些調(diào)制必須是以升序排列。從而，在QPSK信頭之后，圖8的下行鏈路幀#n包括QPSK確認(rèn)(ACK)和ATM信元16，16正交幅度調(diào)制(QAM)ACK和信元18，然后是64正交幅度調(diào)制(QAM)ACK和信元20。不同的SU可能具有不同的調(diào)制解調(diào)能力。全部SU必須能夠解調(diào)QPSK調(diào)制但SU可能合并具有較強(qiáng)解調(diào)16-QAM或64-QAM調(diào)制能力的調(diào)制解調(diào)器。因此，不是所有的SU都能夠保證解調(diào)整個(gè)幀，但所有的SU都能夠解調(diào)包括下行鏈路幀描述符8的QPSK信頭。
如果一個(gè)只能解調(diào)QPSK的調(diào)制解調(diào)器試圖解調(diào)圖8所示攜帶較高級(jí)調(diào)制的幀，那么就會(huì)由于試圖解調(diào)較高級(jí)別調(diào)制產(chǎn)生非常高的符號(hào)差錯(cuò)率(SER)阻止判決反饋均衡器(DFE)工作，造成相位鎖定和DFE反饋抽頭同步丟失。然而，只能解調(diào)AP所用的最低級(jí)調(diào)制的SU可通過使用QPSK同步突發(fā)來維持符號(hào)同步。
如上參考圖3所描述的，每個(gè)下行鏈路幀的信頭6所攜帶的下行鏈路幀描述符8攜帶訓(xùn)練序列PHY-2，下行鏈路幀偏移12，下行鏈路描述14和16位CRC。
PHY-2用于訓(xùn)練每個(gè)SU調(diào)制解調(diào)器的后端數(shù)字鎖相環(huán)(D-PLL)和裝入DFE反饋抽頭。不總是需要PHY-2，但如果先前的幀包含造成一些SU丟失DFE/D-PLL同步的較高級(jí)別調(diào)制的區(qū)域，就要求有PHY-2。
如上所述，下行鏈路偏移是到下一個(gè)下行鏈路描述符的開始，即到下一個(gè)下行鏈路幀的開始的符號(hào)計(jì)數(shù)。
下行鏈路描述14包含21個(gè)8位字節(jié)，并為下行鏈路幀內(nèi)預(yù)定的下行鏈路事件提供7個(gè)24位描述符字段。圖9示意了4種可預(yù)定的下行鏈路事件，標(biāo)號(hào)為類型0到類型3。在每個(gè)描述符字段的頭部的2個(gè)比特32攜帶類型號(hào)。如果幀包含的預(yù)定事件少于7個(gè)，用類型0來填充下行鏈路描述，其中只包含0。類型1描述確認(rèn)(ACK)事件，描述符為該事件攜帶一個(gè)2位的調(diào)制類型標(biāo)志QAM和一個(gè)12位的ATM虛擬信道標(biāo)志(VCI)。下行鏈路事件類型2是ATM信元的傳輸。在這種情況下描述符用2位識(shí)別調(diào)制類型(QAM)，12位識(shí)別ATM VCI，4位識(shí)別信元的長(zhǎng)度。類型3描述額外上行鏈路幀描述符；所有的類型3具有相同的結(jié)構(gòu)，因此在下行鏈路事件描述符字段內(nèi)不要求有信息，用0填充。在下行鏈路描述內(nèi)的7個(gè)描述符字段的順序與幀內(nèi)的下行鏈路事件的順序匹配。
總共有3種類型下行鏈路事件，信元(類型2)，確認(rèn)(類型1)和額外上行鏈路幀描述符(類型3)。上行鏈路和下行鏈路幀描述符必須總是處于AP所支持的最低級(jí)調(diào)制，如QPSK。因此，出現(xiàn)在幀后一部分的額外上行鏈路幀描述符明顯破壞了調(diào)制必須處于升序的規(guī)則。SU應(yīng)該仍然能夠通過識(shí)別位于開端的額外上行鏈路幀描述符的相關(guān)序列PHY-2來識(shí)別額外上行鏈路幀描述符。
圖10示意了下行鏈路幀包含信頭6，其后是以調(diào)制的遞增順序排列的確認(rèn)和信元，以及下行鏈路幀在更高級(jí)調(diào)制之間另外包含一個(gè)額外的上行鏈路幀描述符28。
圖11詳細(xì)示意了在下行鏈路幀信頭內(nèi)的上行鏈路幀偏移，擴(kuò)展了如圖8的下行鏈路幀(DL幀#n)和下行鏈路幀信頭的內(nèi)容，并示出了上行鏈路幀偏移22提供給下一個(gè)上行鏈路幀(UL幀#n+1)的開始的鏈路。
每個(gè)下行鏈路幀可使用不同的調(diào)制方法為SU攜帶突發(fā)。因此任何給出的SU只能保證解調(diào)QPSK DL幀描述符。每個(gè)上行鏈路幀描述符都包含一個(gè)指向下一個(gè)UL幀開始的指示符，所以即使在SU不能解調(diào)較高級(jí)調(diào)制時(shí)也可定位上行鏈路幀描述符。
如上所述，下行鏈路幀信頭包括一個(gè)上行鏈路幀描述符。這是隱含的，不必在下行鏈路事件描述符字段對(duì)其做一描述。
上行鏈路幀結(jié)構(gòu)沒有標(biāo)準(zhǔn)的上行鏈路幀結(jié)構(gòu)，但一般說來每個(gè)上行鏈路幀包括爭(zhēng)用時(shí)隙，上行鏈路請(qǐng)求，上行確認(rèn)和上行信元。也可提供寬的和窄的訓(xùn)練時(shí)隙以及輪詢信號(hào)。下面將描述這些幀元素或事件的功能。
如上所述，在下行鏈路上或者在下行鏈路幀信頭內(nèi)，或者作為額外上行鏈路幀描述符攜帶上行鏈路幀描述符。圖12示意了上行鏈路幀描述符尤其是上行鏈路描述36的結(jié)構(gòu)。上行鏈路描述包括21個(gè)8位字節(jié)，為預(yù)定的上行鏈路事件提供可變數(shù)量的描述符字段。上行鏈路事件共有6種類型。
共有7種類型的描述符，包括如果要求的話，用以填充上行鏈路描述的0000類型。0000類型包含4位類型號(hào)碼和其后的另外4個(gè)0。用0010類型描述符指示輪詢事件；該描述符攜帶4位的類型號(hào)碼0010和一個(gè)12位的ATM VCI。爭(zhēng)用事件(時(shí)隙)描述符包括4位的類型號(hào)碼0011并指示SU為接入寬帶可能競(jìng)爭(zhēng)的爭(zhēng)用時(shí)隙；該描述符字段包含類型號(hào)碼0011及其后面的4個(gè)0。0100類型指示寬訓(xùn)練時(shí)隙，SU能夠在這個(gè)時(shí)隙里傳輸訓(xùn)練序列；該描述符字段只包含4位的類型號(hào)碼。0101類型為SU指示用以傳輸訓(xùn)練序列的窄訓(xùn)練時(shí)隙；該描述符字段包含4位的類型號(hào)碼0101和一個(gè)12位的ATMVCI。類型11是確認(rèn)事件；其描述符字段包含2位的類型號(hào)碼，2位的調(diào)制級(jí)標(biāo)識(shí)符和一個(gè)12位的ATM VCI。類型10指示SU的信元傳輸；該描述符字段包含2位的類型號(hào)碼10，一個(gè)2位的調(diào)制級(jí)指示符，一個(gè)12位ATM VCI和一個(gè)4位的信元長(zhǎng)度指示，最后面是4個(gè)0。
上行鏈路描述內(nèi)的這些字段規(guī)定了下一個(gè)上行鏈路幀的內(nèi)容和在上行鏈路描述之前的上行鏈路幀偏移所指示的該幀的開始。圖13示出了上行鏈路幀的一部分。上行鏈路信元以突發(fā)的形式從希望發(fā)送的SU送出。在上行鏈路描述中已經(jīng)用信元描述符調(diào)度了突發(fā)(見圖12)。圖13示出了來自SU#1和#2的突發(fā)38和40。用保護(hù)時(shí)間把各個(gè)突發(fā)分離開來以避免發(fā)生沖突。除已經(jīng)在信元描述符中傳送VCI而不需要再攜帶VCI的信元外，其它信元都是傳統(tǒng)的ATM信元。每個(gè)突發(fā)都以一個(gè)隱含的上行鏈路請(qǐng)求42開始，緊隨請(qǐng)求之后的是大量信元44。上行鏈路請(qǐng)求以訓(xùn)練序列PHY-2開始，以允許AP去解決相位抖動(dòng)并訓(xùn)練其DFE反饋抽頭，在PHY-2后是一個(gè)用以指示要傳輸?shù)男旁?hào)碼的4位字段(NUM)，一個(gè)12位VCI和一個(gè)16位CRC。實(shí)際上VCI和NUM字段都是多余的并且可以省略掉，如下面所述，AP已經(jīng)為正在發(fā)送的SU分配了一個(gè)ATM VCI和大量信元并能識(shí)別后面的信元的VCI和從上行鏈路幀內(nèi)信元的位置識(shí)別SU的身份。然而，傳輸全部上行鏈路請(qǐng)求可改善在AP上的同步并有利于增加上行鏈路的可靠性。
上行鏈路訓(xùn)練—機(jī)制當(dāng)一個(gè)SU首次接入或首次注冊(cè)到AP上時(shí)，它也許不知道自己和AP之間的距離。它能夠接收和鎖定下行鏈路信號(hào)，但因它離AP有距離所產(chǎn)生的傳輸時(shí)延影響了下行鏈路和上行鏈路信號(hào)之間的偏移。把用以解決此傳輸時(shí)延的初始定時(shí)補(bǔ)償稱做預(yù)延遲補(bǔ)償。
在上行鏈路幀內(nèi)相對(duì)少的調(diào)度預(yù)補(bǔ)償時(shí)隙或如圖12提到的寬訓(xùn)練時(shí)隙。這是因?yàn)樗鼈冃枰拈L(zhǎng)度是AP和任意SU之間的最大傳輸時(shí)延的兩倍加上SU將要傳輸?shù)挠?xùn)練突發(fā)的長(zhǎng)度，因此要占用大量帶寬。圖14示意了包含寬訓(xùn)練時(shí)隙46的上行連路幀，并詳細(xì)示出了寬訓(xùn)練時(shí)隙。圖15示出了上行訓(xùn)練突發(fā)48的結(jié)構(gòu)。
為了允許預(yù)延遲補(bǔ)償，AP MAC利用上行鏈路幀描述符調(diào)度一個(gè)寬訓(xùn)練時(shí)隙，并且任何要求時(shí)延補(bǔ)償?shù)腟U在寬訓(xùn)練時(shí)隙發(fā)送一個(gè)上行訓(xùn)練突發(fā)。當(dāng)這樣做時(shí)，SU假設(shè)傳播時(shí)延為零。因此AP在寬訓(xùn)練時(shí)隙的開始等于AP和SU之間傳播時(shí)延的兩倍時(shí)接收每個(gè)SU的訓(xùn)練時(shí)隙(由于時(shí)延對(duì)下行鏈路和上行鏈路都有影響)。如圖15所示，每個(gè)上行訓(xùn)練突發(fā)都包括發(fā)送它的SU的身份(SUID)50，由此AP就能通知SU它的傳播時(shí)延。
當(dāng)SU發(fā)射上行訓(xùn)練突發(fā)時(shí)，它可能預(yù)先沒有從AP處接收到任何為了補(bǔ)償信道而校準(zhǔn)它的功率或均衡的反饋。為了努力確保AP能夠解碼上行訓(xùn)練突發(fā)，SU因此就使用估計(jì)的發(fā)射功率并按照如下方式預(yù)失真訓(xùn)練突發(fā)。
SU能接收到下行鏈路信號(hào)，并因此產(chǎn)生一個(gè)接收信號(hào)強(qiáng)度指示符(RSSI)。為了估計(jì)它的初始發(fā)射功率，SU也有必要知道AP的發(fā)射功率。AP會(huì)如下面所描述的定期廣播它的發(fā)射功率。為了預(yù)失真上行訓(xùn)練突發(fā)，SU評(píng)估下行鏈路信號(hào)并假設(shè)上行鏈路和下行鏈路信道具有相同的特性?？墒褂萌缭诿绹?guó)專利號(hào)US 6031866或國(guó)際專利申請(qǐng)?zhí)朠CT/GB00/00589內(nèi)描述的預(yù)失真技術(shù)。
如圖15所示，每個(gè)上行鏈路訓(xùn)練突發(fā)都以有112個(gè)符號(hào)的PHY-1和有16個(gè)符號(hào)的PHY-2相關(guān)序列開始，隨后是16位的SUID。由于AP知道這些相關(guān)序列，因此即使在對(duì)SU的功率和預(yù)失真評(píng)估不準(zhǔn)確的情況下，AP也能相對(duì)容易的解碼出相關(guān)序列。
經(jīng)過初始時(shí)延補(bǔ)償訓(xùn)練之后，SU應(yīng)不需要使用寬上行鏈路訓(xùn)練時(shí)隙。于是可使用窄訓(xùn)練時(shí)隙47在常規(guī)的上行鏈路結(jié)構(gòu)內(nèi)對(duì)時(shí)延補(bǔ)償后的SU調(diào)度定期上行鏈路再訓(xùn)練。預(yù)補(bǔ)償后的SU可在窄訓(xùn)練時(shí)隙內(nèi)發(fā)送一個(gè)上行訓(xùn)練突發(fā)供AP使用，以使AP反饋信息給SU，從而改善SU的發(fā)射功率控制和均衡。
上行鏈路訓(xùn)練-協(xié)議圖16示意了攜帶SU請(qǐng)求注冊(cè)的信息的AP的廣播發(fā)射，如果要求的話，后面調(diào)度有使用上行鏈路幀描述符的寬訓(xùn)練時(shí)隙。廣播信息包括AP或服務(wù)提供商的身份，最大時(shí)延(信元范圍)，AP的發(fā)射功率，CNR衰落界限以及SUID空間。可能會(huì)定位一個(gè)SU，使這個(gè)SU能從不止一個(gè)AP或在不止一個(gè)AP扇區(qū)接收信號(hào)，但它只能注冊(cè)與其中一個(gè)通信。當(dāng)它鎖定到一個(gè)下行鏈路信號(hào)時(shí)，接收到AP或服務(wù)商的身份就會(huì)阻止它試圖進(jìn)行不正確的注冊(cè)。
圖17示意了使用寬訓(xùn)練時(shí)隙的同步協(xié)議。當(dāng)如圖16所示調(diào)度了一個(gè)這樣的時(shí)隙時(shí)，如果SU希望訓(xùn)練就發(fā)送一個(gè)上行訓(xùn)練突發(fā)到寬時(shí)隙。AP試圖通過軟件解碼該突發(fā)。如果解碼失敗或在訓(xùn)練時(shí)隙上的來自兩個(gè)或多個(gè)SU的上行訓(xùn)練突發(fā)之間存在沖突，于是就使用AAL5廣播VCI通知SU。廣播信息在指定號(hào)碼的幀上通知所有失敗訓(xùn)練的SU。一接到這樣的廣播，SU就知道訓(xùn)練失敗并于一個(gè)隨機(jī)補(bǔ)償周期之后在后一寬訓(xùn)練時(shí)隙上再發(fā)送一個(gè)訓(xùn)練突發(fā)。
如果AP成功解碼上行鏈路訓(xùn)練突發(fā)，它就發(fā)送包含SU的SUID、功率控制糾正以及延時(shí)補(bǔ)償信息的廣播信息。這就給了SU正確的發(fā)送功率、時(shí)序和有效的SUID。AP于是在新的SUID缺省管理VCI(SU-VCI＝0)上發(fā)送64個(gè)相關(guān)結(jié)果。這就給SU分配了上行鏈路信道。
在訓(xùn)練過程期間，AP分配SUID給SU。最初包括在SU的訓(xùn)練序列里的SUID是一個(gè)隨機(jī)號(hào)碼。在成功地解碼上行訓(xùn)練突發(fā)后，AP就分配SUID給SU用以進(jìn)一步通信。
均衡策略在本實(shí)施例中，一個(gè)SU只需與一個(gè)AP通信而一個(gè)AP可能需要管理多達(dá)1024個(gè)SU。希望借助在上行鏈路上發(fā)送的短突發(fā)和爭(zhēng)用實(shí)現(xiàn)有效的媒體接入控制。不利的是，實(shí)時(shí)均衡策略將在每個(gè)上行鏈路突發(fā)的開始要求太多的訓(xùn)練符號(hào)。因此本實(shí)施例使用離線均衡和定期再訓(xùn)練并使復(fù)雜性分散到SU中。因此使用寬訓(xùn)練時(shí)隙的初始訓(xùn)練階段允許SU和AP分解上行鏈路和下行鏈路信道。一接到上行鏈路訓(xùn)練突發(fā)，AP就為每個(gè)SU預(yù)加載正確的后光標(biāo)(post-cursor)抽頭。于是每個(gè)SU就使其調(diào)度的后續(xù)預(yù)定傳輸預(yù)失真，以減少前光標(biāo)(pre-cursor)失真并降低噪聲。如下所述，為了爭(zhēng)用上行鏈路(沒有為單個(gè)SU調(diào)度)，每個(gè)SU都使其爭(zhēng)用突發(fā)完全預(yù)失真以使AP不需要均衡器或?qū)Πl(fā)送特殊爭(zhēng)用突發(fā)的SU有任何固有的了解。
圖18詳細(xì)示意了均衡策略，它展示AP只需充分均衡相對(duì)稀少的訓(xùn)練突發(fā)。如圖18所示，AP廣播下行鏈路信號(hào)而SU為下行鏈路信道離線訓(xùn)練。如上所述，SU使用DFE并估計(jì)初始發(fā)射功率，預(yù)失真在寬訓(xùn)練時(shí)隙內(nèi)發(fā)送的第一訓(xùn)練突發(fā)。AP離線解碼訓(xùn)練突發(fā)并使用訓(xùn)練突發(fā)中的SUID返送上行鏈路信道的細(xì)節(jié)給SU。這就使SU能了解上行鏈路的特點(diǎn)并改進(jìn)其它傳輸?shù)念A(yù)失真。如下所述，當(dāng)SU接下來發(fā)送爭(zhēng)用突發(fā)時(shí)，在爭(zhēng)用突發(fā)到來之前AP不知道是哪個(gè)SU在發(fā)送。因此SU使用完全預(yù)失真發(fā)送爭(zhēng)用突發(fā)，以使AP不需要使用均衡器。如下所述當(dāng)SU接著發(fā)送一個(gè)預(yù)定的上行鏈路突發(fā)時(shí)，AP知道是那一個(gè)SU發(fā)送突發(fā)并因此能夠使用預(yù)加載單個(gè)SU的反饋抽頭的DFE解碼該突發(fā)。SU因此使用線性預(yù)失真發(fā)送預(yù)定的上行鏈路突發(fā)(拆除前光標(biāo))。
SUID/VCI的關(guān)系每個(gè)AP和SU都包含一個(gè)ATM信元開關(guān)/復(fù)用器，用以從接收端口攜帶ATM信元到MAC，到控制模塊(RAMP)，或者離開接線方的發(fā)送端口。這些選項(xiàng)在圖19的AP和SU的框圖中的編號(hào)分別為3，2和1。
對(duì)每個(gè)SU的RAMP控制使用默認(rèn)的VCI。只在接線端口承認(rèn)這個(gè)VCI并且在功率升高對(duì)每個(gè)單元有同樣的默認(rèn)值，一旦SU在接入點(diǎn)集中器(APC)或用戶駐地網(wǎng)(CPE)的本地控制下，就可能重新分配該默認(rèn)值。用一個(gè)16位VCI掩碼(V)為AP或在多區(qū)域系統(tǒng)中AP的一個(gè)區(qū)域選擇VCI空間?？罩蠽CI是一個(gè)12位VCI子集。如同圖19的示意，下面的例子示意使用VCI掩碼為系統(tǒng)的不同部分產(chǎn)生VCI地址。
例VCI1011 0011 1001 0110 在AP接線端口的VCI掩碼(f) 1111 0000 0000 0000系統(tǒng)掩碼(可配置)掩碼(v) 1011 0000 0000 0000 區(qū)域掩碼值，即這個(gè)AP及其SU的VCI
VCI&f 1011 0000 0000 0000 VCI&fVCI&v 1011 0000 0000 0000 VCI&f＝VCI&V，因此該VCI用于這個(gè)區(qū)域NOT f0000 1111 1111 1111VCI&NOT f0000 0011 1001 0110 得出“空中VCI”＝a+b，其中a 0011 SUID(對(duì)這個(gè)區(qū)域而言a的寬為4位)b1001 0110 SU-VCIv+b 1001 0000 1001 0110 在SU的接線端口的VCI(獨(dú)立的NB SUID)廣播當(dāng)一個(gè)SU首先鎖定一個(gè)AP的發(fā)射時(shí)，它不能判斷這個(gè)AP是否在它自己所在的網(wǎng)絡(luò)里，并且不了解物理層參數(shù)如AP的發(fā)射功率或最大信元半徑，這些對(duì)初始上行鏈路功率控制和延時(shí)補(bǔ)償來說是必須的。廣播VCI用于允許未注冊(cè)的SU了解網(wǎng)絡(luò)和物理層。下行鏈路在預(yù)定的廣播VCI上每隔一段距離包含AAL5信元。因此，如圖16所示，AP在VCI 0000 0000 0000(AAL5 VCI)上發(fā)送廣播信息。該信息包括AP到SU的最大時(shí)延(AP的信元范圍)、用于該信元的SUID空間、AP MAC地址和/或通過AP操作的服務(wù)提供商的地址、AP的發(fā)射功率以及載噪比的衰落界限(dB)。
周期性的上行鏈路再訓(xùn)練由于本實(shí)施例的系統(tǒng)采用離線均衡，SU可能跟蹤不到信道的變化。因此渴望有定期再訓(xùn)練。這可通過AP為再訓(xùn)練調(diào)度一個(gè)特殊的SU或由SU在一個(gè)寬上行鏈路訓(xùn)練時(shí)隙自動(dòng)再訓(xùn)練來發(fā)起。圖20示意了預(yù)定的再訓(xùn)練過程。
如果AP判定SU的上行鏈路性能在降低或已經(jīng)超過預(yù)定時(shí)間沒有從SU接收到上行鏈路通信，則通過發(fā)送用以識(shí)別SU的類型0101(窄訓(xùn)練時(shí)隙)的上行鏈路幀描述符來調(diào)度一個(gè)上行鏈路訓(xùn)練事件。于是SU就在窄上行鏈路訓(xùn)練時(shí)隙發(fā)送一個(gè)上行鏈路訓(xùn)練突發(fā)。AP試圖通過移開信道用軟件解碼該突發(fā)。如果解碼成功，AP就用AAL5管理VCI廣播校正的功率控制信息和相關(guān)樣值給SU。現(xiàn)在SU就有了正確的發(fā)射功率和上行鏈路信道參數(shù)。如果AP不能解碼上行訓(xùn)練突發(fā)，則通知SU，SU將重新發(fā)起或努力恢復(fù)通信。
恢復(fù)同步每個(gè)SU試圖通過在下行鏈路尋找相關(guān)序列和幀偏移來維持同步。每個(gè)包含偏移指示符的下行鏈路突發(fā)也有一個(gè)用以檢錯(cuò)的CRC。假如CRC檢錯(cuò)失敗，則SU將不能用偏移指示符找到下一個(gè)幀。那樣SU就必須如圖21所示回復(fù)到原先的幀等級(jí)水平以實(shí)現(xiàn)再同步。因此，如果CRC或奇偶校驗(yàn)在解碼下行鏈路同步突發(fā)時(shí)失敗，SU就回復(fù)到尋找同步序列產(chǎn)生的下一個(gè)相關(guān)峰值。如果CRC檢測(cè)解碼下行鏈路幀描述符8失敗，則SU回復(fù)到尋找下行鏈路同步突發(fā)的偏移。如果CRC在檢測(cè)上行鏈路幀描述符10失敗，則SU回復(fù)到尋找下一個(gè)下行鏈路幀描述符。
調(diào)度下行鏈路業(yè)務(wù)當(dāng)要發(fā)送ATM信元給SU時(shí)，例如攜帶地址為SU的數(shù)據(jù)或發(fā)自AP的控制信息，AP就如圖22所示調(diào)度信元到下行鏈路。在信元將要發(fā)送到的幀的下行鏈路描述14上，AP插入類型2的信元描述符52(見圖9)。信元描述符包含該信元使用的調(diào)制級(jí)別，這個(gè)級(jí)別取決于SU的調(diào)制能力，一個(gè)12位的VCI地址和將要發(fā)送的消息的長(zhǎng)度(信元的數(shù)目)。VCI包含信元將要發(fā)送到的SU的SUID，因此在接收到信元描述符后，SU希望隨后在該幀內(nèi)能接收到信元。AP于是就按照預(yù)定在下行鏈路幀上發(fā)送信元54。除已經(jīng)在信元描述符上傳送了VCI而不需要再攜帶VCI外，這些信元都是傳統(tǒng)的ATM信元。SU接收信元并在上行鏈路上發(fā)送上行確認(rèn)56。
如圖22所示，上行確認(rèn)以一個(gè)16符號(hào)的相關(guān)序列PHY-2開始。它然后攜帶一個(gè)8位的序列號(hào)碼(SEQ)58和一個(gè)16位的位圖(MAP)60，這個(gè)位圖為AP指示是否丟失或不正確的接收在下行鏈路上發(fā)送的信元。用SEQ字段對(duì)在下行鏈路上發(fā)送的ATM信元按順序編號(hào)。上行確認(rèn)中的SEQ字段58攜帶沒有被正確接收的序列中的第一個(gè)信元的SEQ號(hào)碼。因此，假如發(fā)送了8個(gè)信元并且第四、第五和第七個(gè)信元沒有被正確接收，那么上行確認(rèn)的SEQ字段攜帶的SEQ值為4。位圖60于是攜帶該序列中的后續(xù)信元的位圖，值1指示成功接收到一個(gè)信元，值0指示沒有正確接收到一個(gè)信元。因此在上面所給的例子中，位圖字段將攜帶位圖0101，表明沒有接收到第五和第七個(gè)信元。(在一個(gè)可供選擇的實(shí)施例中，位圖可以以沒有被正確接收到的最后一個(gè)信元結(jié)束，它暗示后續(xù)信元被成功接收到。前一例子的位圖將讀為010。在第二個(gè)可供選擇的實(shí)施例中，從該位圖同樣省略了最后一個(gè)沒有被正確接收到的信元，在本例中給出較短的位圖01)。一接收到上行確認(rèn)，AP就調(diào)度重新發(fā)送那些在上行確認(rèn)中確定沒有被接收到的信元。如果沒有接收到確認(rèn)，則AP調(diào)度重新發(fā)送所有的信元。如果接到已經(jīng)接收到所有信元的確認(rèn)，AP就不采取進(jìn)一步行動(dòng)。
系統(tǒng)能從下行鏈路信元處理的錯(cuò)誤中恢復(fù)是很重要的。在下行鏈路接入狀態(tài)機(jī)的每個(gè)階段(發(fā)送下行鏈路日程調(diào)度，發(fā)送信元，接收確認(rèn))都有丟失或破壞突發(fā)的可能性。由于AP將重新調(diào)度和重新發(fā)送信元直到它接收到滿意的確認(rèn)為止，所以允許恢復(fù)確認(rèn)過程。
上行鏈路接入請(qǐng)求SU可通過兩種方式接入上行鏈路；爭(zhēng)用和輪詢。輪詢只用于實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)。因?yàn)闋?zhēng)用只轉(zhuǎn)達(dá)了SUID而沒有轉(zhuǎn)達(dá)帶寬具體細(xì)節(jié)，所以這兩種方法都使AP為分配帶寬輪詢SU。
圖23示意了爭(zhēng)用過程。如上所述，如果一個(gè)SU希望在上行鏈路上發(fā)送信元，它首先在一個(gè)窄訓(xùn)練/爭(zhēng)用時(shí)隙上以(接近)正確的時(shí)序和發(fā)射功率發(fā)送一個(gè)被完全預(yù)失真的上行鏈路爭(zhēng)用突發(fā)。爭(zhēng)用突發(fā)包含一個(gè)相關(guān)序列PHY-2、SU的SUID 64和6個(gè)奇偶校驗(yàn)位。AP試圖用軟件解碼爭(zhēng)用突發(fā)。如果解碼失敗，或在同一個(gè)訓(xùn)練時(shí)隙的兩個(gè)或多個(gè)SU發(fā)送的突發(fā)之間有沖突，AP不采取進(jìn)一步行動(dòng)。如果SU沒有接收到AP的響應(yīng)，它就假設(shè)它的爭(zhēng)用失敗并在一個(gè)隨機(jī)補(bǔ)償計(jì)時(shí)后重試爭(zhēng)用。
如果AP成功解碼了上行鏈路爭(zhēng)用突發(fā)，則借助后續(xù)幀的上行鏈路幀描述符10中的輪詢(POLL)66確認(rèn)SU的請(qǐng)求。這個(gè)描述符是圖12所示的0010類型的事件描述符。POLL 66攜帶一個(gè)12位的VCI，SU用這個(gè)VCI發(fā)送其上行鏈路接入需求。這個(gè)上行鏈路請(qǐng)求68包含SU要求的信元70的數(shù)目和由AP提供的VCI。
調(diào)度和確認(rèn)上行鏈路信元一旦AP知道SU的接入上行鏈路的申請(qǐng)，它就在上行鏈路為SU調(diào)度一個(gè)用以發(fā)送信元的時(shí)隙。圖24示意了這個(gè)過程。AP用上行鏈路幀描述的信元描述符字段(圖12的類型10)為SU調(diào)度發(fā)送SU信元的上行鏈路時(shí)隙。于是SU在另一個(gè)上行鏈路請(qǐng)求72之后以線性預(yù)失真方式發(fā)送信元。這個(gè)上行鏈路請(qǐng)求和SU在爭(zhēng)用和輪詢期間發(fā)送的上行鏈路請(qǐng)求相同，但在這個(gè)例子中，它只被AP用于同步的目的。
接收到信元之后，AP發(fā)送下行確認(rèn)74(在下行鏈路描述14的類型1描述符字段之后，見圖9)。下行確認(rèn)與上述的上行確認(rèn)56相似，只是省略了在下行鏈路上不要求的初始相關(guān)序列。因此，下行確認(rèn)包含序號(hào)SEQ和CRC位。如果下行確認(rèn)指出所有的信元被安全接收到，就不要求采取進(jìn)一步行動(dòng)。然而，如果下行確認(rèn)標(biāo)明了沒有安全接收到的信元，該確認(rèn)就告知SU哪些信元需要重發(fā)。AP因此用上行鏈路幀描述符的類型10描述符字段76為重發(fā)那些信元再一次分配帶寬。SU就又一次以線性預(yù)失真方式重發(fā)失敗了的信元。于是就按照要求重復(fù)下行確認(rèn)過程。
如果SU已經(jīng)請(qǐng)求接入并發(fā)送超出單個(gè)幀中所能調(diào)度數(shù)目的信元，則AP在接到用類型10上行鏈路描述符字段通知的信號(hào)后，按照要求將調(diào)度進(jìn)一步分配。
從上行鏈路信元處理過程中的錯(cuò)誤恢復(fù)在上行鏈路接入狀態(tài)機(jī)的每個(gè)階段都有可能丟失或破壞突發(fā)。如圖25所示，假如有突發(fā)失敗系統(tǒng)應(yīng)該通過重新調(diào)度來恢復(fù)。即使在有個(gè)別傳輸?shù)耐话l(fā)被丟失或破壞的情況下，也能確保健壯的通信。
下行鏈路和上行鏈路突發(fā)結(jié)構(gòu)這些結(jié)構(gòu)在上面已有描述，但仍在圖26和27列出以供參考。
權(quán)利要求
1.一種無線通信系統(tǒng)，在所述無線通信系統(tǒng)中，接入點(diǎn)(AP)發(fā)送下行鏈路信號(hào)給用戶單元(SU)用以接收，SU發(fā)送上行鏈路信號(hào)給所述AP用以接收，所述下行鏈路信號(hào)在預(yù)定的時(shí)刻攜帶同步突發(fā)以及在所述同步突發(fā)之間交織的幀內(nèi)包含的數(shù)據(jù)，每個(gè)同步突發(fā)都包括一個(gè)指向后續(xù)下行鏈路幀的開始的偏移指示符。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的通信系統(tǒng)，其中為了與所述下行鏈路信號(hào)實(shí)現(xiàn)同步，每個(gè)同步突發(fā)都包括一個(gè)可由所述SU檢測(cè)到的預(yù)定相關(guān)序列。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的通信系統(tǒng)，其中每個(gè)下行鏈路幀都包括一個(gè)攜帶指向下一個(gè)下行鏈路幀開始的指示符的信頭。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3的通信系統(tǒng)，其中每個(gè)下行鏈路幀都包括一個(gè)攜帶指向下一個(gè)上行鏈路幀開始的指示符的信頭。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的通信系統(tǒng)，其中下行鏈路幀還包括一個(gè)額外的指向第二上行鏈路幀的開始的指示符。
6.根據(jù)權(quán)利要求3的通信系統(tǒng)，其中每個(gè)下行鏈路幀的信頭包括一個(gè)下行鏈路描述，用以描述所述下行鏈路幀的數(shù)據(jù)部分的內(nèi)容。
7.根據(jù)權(quán)利要求4的通信系統(tǒng)，其中每個(gè)下行鏈路幀的信頭包括一個(gè)上行鏈路描述，用以描述下一個(gè)上行鏈路幀的數(shù)據(jù)部分的內(nèi)容。
8.根據(jù)前述任何一項(xiàng)權(quán)利要求的通信系統(tǒng)，其中所述AP能夠在上行鏈路上調(diào)度一個(gè)寬訓(xùn)練時(shí)隙，使所述SU能夠在上行鏈路上發(fā)送訓(xùn)練突發(fā)，所述AP通過反饋功率控制和時(shí)序信息給SU來響應(yīng)所述訓(xùn)練突發(fā)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的通信系統(tǒng)，其中所述SU評(píng)估所述下行鏈路信道，并且假設(shè)所述上行鏈路信道和所述下行鏈路相同，以便實(shí)現(xiàn)功率控制和預(yù)失真所述訓(xùn)練突發(fā)以由所述AP接收。
10.根據(jù)權(quán)利要求8或9的通信系統(tǒng)，其中所述AP在下行鏈路上廣播關(guān)于所述系統(tǒng)的信息，以允許所述SU實(shí)現(xiàn)功率控制和預(yù)失真所述訓(xùn)練突發(fā)以由AP接收。
11.根據(jù)前述任何一項(xiàng)權(quán)利要求的通信系統(tǒng)，其中所述AP能夠在上行鏈路上調(diào)度一個(gè)窄訓(xùn)練時(shí)隙，使所述SU能夠在上行鏈路上發(fā)送訓(xùn)練突發(fā)，所述AP通過反饋信道信息給SU來響應(yīng)所述訓(xùn)練突發(fā)。
12.根據(jù)前述任何一項(xiàng)權(quán)利要求的通信系統(tǒng)，其中所述AP可在上行鏈路上調(diào)度一個(gè)爭(zhēng)用時(shí)隙，使所述SU能夠在上行鏈路上發(fā)送一個(gè)包含其SU標(biāo)識(shí)符(SUID)的爭(zhēng)用突發(fā)，所述AP通過請(qǐng)求所述SU發(fā)送一個(gè)上行鏈路帶寬需求請(qǐng)求來響應(yīng)所述爭(zhēng)用突發(fā)。
13.根據(jù)權(quán)利要求12的通信系統(tǒng)，其中所述SU通過離線計(jì)算預(yù)失真后的爭(zhēng)用字，并將其存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中以在所述爭(zhēng)用時(shí)隙上傳輸，來預(yù)失真所述爭(zhēng)用字以由AP接收。
14.根據(jù)前述任何一項(xiàng)權(quán)利要求的通信系統(tǒng)，其中所述SU預(yù)失真上行鏈路傳輸以由所述AP接收。
15.根據(jù)前述任何一項(xiàng)權(quán)利要求的通信系統(tǒng)，其中所述AP發(fā)送下行鏈路給多個(gè)SU用以接收，而所述多個(gè)SU能夠發(fā)送上行鏈路信號(hào)給所述AP用以接收。
16.根據(jù)權(quán)利要求15的通信系統(tǒng)，其中每個(gè)SU完全預(yù)失真在沒有明確調(diào)度給它的上行鏈路時(shí)隙上的上行鏈路傳輸。
17.根據(jù)權(quán)利要求16的通信系統(tǒng)，其中所述AP不需要均衡器來解碼所述經(jīng)過完全預(yù)失真的上行鏈路傳輸。
18.根據(jù)權(quán)利要求15-17任何一項(xiàng)的通信系統(tǒng)，其中所有SU都能解碼最低級(jí)的調(diào)制，而一個(gè)或多個(gè)SU能夠解碼較高級(jí)的調(diào)制，其中以最低級(jí)的調(diào)制方法調(diào)制每個(gè)幀信頭，而且利用不同級(jí)別的調(diào)制方法來調(diào)制下行鏈路幀的內(nèi)容的不同元素，所述元素在所述幀內(nèi)按照調(diào)制級(jí)遞增的順序排列。
19.根據(jù)前述任何一項(xiàng)權(quán)利要求的通信系統(tǒng)，其中數(shù)據(jù)在下行鏈路和上行鏈路上，在異步傳送模式(ATM)信元中傳輸。
20.根據(jù)權(quán)利要求19的通信系統(tǒng)，其中在上行鏈路或下行鏈路上收到ATM消息后發(fā)送確認(rèn)(ACK)，每一條消息包括一個(gè)或多個(gè)按順序編號(hào)的ATM信元，而且在信元接收失敗的消息之后的每個(gè)ACK都標(biāo)識(shí)在所述消息中第一個(gè)接收失敗的信元的號(hào)碼，以便能夠重發(fā)失敗的信元。
21.根據(jù)權(quán)利要求19的通信系統(tǒng)，其中在上行鏈路或下行鏈路上收到ATM消息后發(fā)送確認(rèn)(ACK)，每一條消息包括一個(gè)或多個(gè)按順序編號(hào)的ATM信元，而且在信元接收失敗的消息之后的每個(gè)ACK都包括一個(gè)用以識(shí)別所述消息中的失敗信元的位圖，以便能夠重發(fā)失敗的信元。
22.一種通信系統(tǒng)，在該通信系統(tǒng)中，下行鏈路信號(hào)以預(yù)定時(shí)間攜帶同步突發(fā)以及包含在所述同步突發(fā)之間交織的幀內(nèi)的數(shù)據(jù)，每個(gè)同步突發(fā)都包括一個(gè)指向后續(xù)下行鏈路幀的開始的偏移指示符。
23.一種如前述任何一項(xiàng)權(quán)利要求定義的用于通信系統(tǒng)的接入點(diǎn)。
24.一種如前述權(quán)利要求1-22任何一項(xiàng)定義的用于通信系統(tǒng)的用戶單元。
25.一種用于在AP和SU之間傳輸?shù)臒o線電信號(hào)，所述無線電信號(hào)被編碼，以按照預(yù)定的時(shí)刻攜帶同步突發(fā)和包含在所述同步突發(fā)之間交織的幀內(nèi)的數(shù)據(jù)，每個(gè)同步突發(fā)都包括一個(gè)指向后續(xù)下行鏈路幀的開始的偏移指示符。
26.一種用于在一個(gè)AP和多個(gè)SU之間進(jìn)行無線通信的方法，包括步驟從所述AP發(fā)送下行鏈路信號(hào)，所述下行鏈路信號(hào)以預(yù)定時(shí)間攜帶同步突發(fā)以及包含在所述同步突發(fā)之間交織的幀內(nèi)的數(shù)據(jù)，每個(gè)同步突發(fā)都包括一個(gè)指向后續(xù)下行鏈路幀的開始的偏移指示符；以及在每個(gè)所述SU接收所述下行鏈路信號(hào)并利用所述同步突發(fā)與之同步，并利用至少一個(gè)所述偏移指示符定位后續(xù)下行鏈路幀的開始。
27.根據(jù)權(quán)利要求26的方法，包括步驟在每個(gè)下行鏈路幀的開始發(fā)送一個(gè)包含指示所述下一個(gè)下行鏈路幀開始的指示符、以及描述所述幀攜帶的事件的下行鏈路描述的信頭；以及在每個(gè)SU讀出每個(gè)下行鏈路幀的開始處的信頭，以正確地解碼所述幀內(nèi)的事件，并定位所述下一個(gè)下行鏈路幀的開始。
28.根據(jù)權(quán)利要求26的方法，包括步驟從所述SU發(fā)送在幀內(nèi)攜帶數(shù)據(jù)的上行鏈路，在所述上行鏈路幀內(nèi)的事件由所述AP調(diào)度；在每個(gè)下行鏈路幀的開始發(fā)送一個(gè)包含上行鏈路偏移指示符和上行鏈路描述的信頭，二者分別描述指示所述下一個(gè)上行鏈路幀開始的偏移和所述幀所攜帶的事件；以及在每個(gè)SU利用所述偏移指示符定位所述下一個(gè)上行鏈路幀的開始，并在為所述SU調(diào)度的上行鏈路上發(fā)送事件。
全文摘要
一種無線通信系統(tǒng)，其中接入點(diǎn)(AP)發(fā)送下行鏈路信號(hào)給一個(gè)或多個(gè)用戶單元(SU)接收，而用戶單元(SU)發(fā)送上行鏈路信號(hào)給AP接收。來自接入點(diǎn)(AP)的下行鏈路信號(hào)在預(yù)定的時(shí)刻攜帶同步突發(fā)(2)，和在所述同步突發(fā)之間交織的幀內(nèi)包含的數(shù)據(jù)。每個(gè)同步突發(fā)都包括一個(gè)指向后續(xù)下行鏈路幀的開始的偏移指示符(4)。
文檔編號(hào)H04L12/28GK1531802SQ02813824
公開日2004年9月22日 申請(qǐng)日期2002年7月10日 優(yōu)先權(quán)日2001年7月11日
發(fā)明者約翰·D·波特, 約翰 D 波特 申請(qǐng)人:劍橋?qū)拵в邢薰?br>