BRPI0608958A2 - método para transmissão de dados em um sistema de comunicação - Google Patents

Abstract

MéTODO PARA TRANSMISSãO DE DADOS EM UM SISTEMA DE COMUNICAçãO. Durante uma operação, os quadros de rádio são divididos em uma pluralidade de su.bquadros (301). Os dados são transmitidos pelos quadros de rádio em uma pluralidade de subquadros e tendo uma duração de quadro selecionada a partir de duas ou mais durações de quadro possíveis (701, 702, 703)

Description

MÉTODO PARA TRANSMISSÃO DE DADOS EM UM SISTEMA DE

COMUNICAÇÃO

Pedidos Relacionados Este pedido reivindica prioridade para o Pedido Provisório U.S. N° de Série 60/666.494, depositado em 30 de março de 2005.

Campo da Invenção

A presente invenção se refere geralmente a sistemas de comunicação e, em particular, a um método e um aparelho para a redução de latência de ida e volta e processamento em excesso em um sistema de comunicação.

Antecedentes da Invenção

Uma das exigências chaves para o desenvolvimento de um sistema de banda larga sem fio, tal como no projeto de parceria de terceira geração (3GPP) Long Term Evolution (Evolução de Longo Prazo) (LTE), é a redução da latência, de modo a se melhorar a experiência do usuário. De uma perspectiva de camada de enlace, o fator contribuinte chave para a latência é o atraso de ida e volta entre uma transmissão de um pacote e um reconhecimento da recepção do pacote. O atraso de ida e volta tipicamente é definido como um número de quadros, onde um quadro é a duração de tempo pela qual uma programação é realizada. O atraso de ida e volta em si determina o projeto de requisição de repetição automática (ARQ) geral, incluindo parâmetros de projeto tais como o atraso entre uma primeira e uma transmissão subseqüente de pacotes, ou o número de canais de ARQ híbridos (instâncias) . Uma redução na latência com o foco na definição da duração de quadro ótima, portanto, é chave no desenvolvimento de uma experiência de usuário melhoradanos futuros sistemas de comunicação. Esses sistemas incluem o Acesso por Rádio Terrestre Universal Evoluído (UTRA) e a Rede de Acesso por Rádio Terrestre Universal Evoluído (UTRAN) (também conhecidos como EUTRA e EUTRAN) no 3GPP, e evoluções de sistemas de comunicação em outras organizações de geração de especificação técnica (tal como 1Phase 2' em 3GPP2, e evoluções de 802.11, 802.16, 802.20 e 802.22 do IEEE).

Infelizmente, nenhuma duração de quadro única é melhor para tipos de tráfego diferentes requerendo características diferentes de qualidade de serviço (QoS) ou oferecendo tamanhos de pacote diferentes. Isto é especialmente verdadeiro quando o canal de controle e o processamento em excesso de piloto em um quadro são considerados. Por exemplo, se o processamento em excesso de canal de controle absoluto for constante por usuário por alocação de recurso e um usuário único for alocado por quadro, uma duração de quadro de 0,5 ms seria aproximadamente quatro vezes menos eficiente do que uma duração de quadro de 2 ms. Além disso, durações de quadro diferentes poderiam ser preferidas por fabricantes ou operadoras diferentes, tornando o desenvolvimento de um padrão de indústria ou um equipamento compatível difícil. Portanto, há uma necessidade de um método melhorado para redução da latência de ida e volta e do processamento em excesso em um sistema de comunicação. Breve Descrição dos Desenhos A FIG. 1 é um diagrama de blocos de um sistema de comunicação.

A FIG. 2 é um diagrama de blocos de um circuito usado para a realização de transmissão de enlace descendente e deenlace ascendente.

A FIG. 3 é um diagrama de blocos de um quadro de rádio.

A FIG. 4 mostra uma seqüência de quadros curtos consecutivos.

A FIG. 5 mostra uma seqüência de quadros longos consecutivos.

A FIG. 6 mostra uma tabela para um quadro de rádio de 10 ms e subquadros de aproximadamente 0,5 ms, 0,55556 ms, 0,625 ms e 0,67 ms.

A FIG. 7 mostra exemplos da terceira coluna de dados da Tabela 1, com subquadros de 0,5 ms e 6 subquadros por quadro longo (3 ms).

A FIG. 8 mostra dois exemplos de quadros de rádio com base em uma combinação de quadros longos de 2 ms e quadros curtos de 0,5 ms.

A FIG. 9 mostra um subquadro compreendido por j = 10 símbolos de OFDM cada com um prefixo cíclico 901 de 5,56 ps, o qual pode ser usado para uma transmissão de unidifusão.

A FIG. 10 mostra um subquadro de 'difusão' compreendido por j = 9 símbolos cada com um prefixo cíclico 1001 de 11,11 ps, o qual pode ser usado para uma transmissão de difusão.

A FIG. 11 mostra uma tabela que tem exemplos de três tipos de subquadro.

A FIG. 12 mostra um quadro longo composto inteiramente de subquadros de difusão ou composto inteiramente de subquadros normais (unidifusão).

A FIG. 13 mostra um quadro curto composto por umsubquadro normal ou um de difusão e um ou mais quadros curtos do tipo de difusão.

A FIG. 14 mostra um exemplo de um processamento em excesso de quadro de rádio.

A FIG. 15 mostra uma estrutura de Quadro de Rádio alternativa de tamanho arbitrário, onde a região de sincronização e controle (S+C) não é parte de um quadro de rádio, mas parte de uma estrutura de quadro hierárquica maior composta por quadros de rádio onde a região de (S+C) é vista com cada j Quadros de Rádio.

A FIG. 16 e a FIG. 17 ilustram uma estrutura de quadro hierárquica em que um superquadro é definido como sendo composto por n+1 quadros de rádio.

A FIG. 18 mostra os subquadros de enlace ascendente como sendo da mesma configuração que os quadros de enlace descendente.

As FIG. 19 a 21 mostram quadros longos de 2 ms compostos por subquadros de 0,5 ms que são de quadro de tipo longo de RACH, de Dados ou Compósito.

As FIG. 22 a 24 mostram alocações de recurso de freqüência seletiva (FS) e de freqüência diversa (FD) de quadro curto respectivamente para vários usuários.

Descrição Detalhada dos Desenhos

De modo a se dirigir à necessidade mencionada acima, um método e um aparelho para redução da latência de ida e volta são providos aqui. Durante uma operação, os quadros de rádio são divididos em uma pluralidade de subquadros. Os dados são transmitidos pelos quadros de rádio em uma pluralidade de subquadros, e tendo uma duração de quadro selecionada a partir de duas ou mais durações de quadropossíveis.

A presente invenção engloba um método para redução de latência de ida e volta em um sistema de comunicação. O método compreende as etapas de recebimento de dados a serem transmitidos por um quadro de rádio, onde o quadro de rádio é compreendido por uma pluralidade de subquadros. Uma duração de quadro é selecionada a partir de duas ou mais durações de quadro possíveis, onde um quadro é substancialmente igual a um múltiplo de subquadros. Os dados são postos nos múltiplos subquadros para a produção de múltiplos subquadros de dados, e o quadro é transmitido tendo o múltiplo de subquadros de dados pelo quadro de rádio.

A presente invenção adicionalmente compreende um método que compreende as etapas de recebimento de dados a serem transmitidos para um primeiro usuário por um quadro de rádio, onde o quadro de rádio é compreendido por uma pluralidade de subquadros. Uma duração de quadro é selecionada a partir de duas ou mais durações de quadro possíveis, onde um quadro é substancialmente igual a um múltiplo de subquadros. Os dados para o primeiro usuário são postos nos múltiplos subquadros para a produção de múltiplos subquadros de dados, e, então, transmitidos para o primeiro usuário tendo o múltiplo de subquadros de dados pelo quadro de rádio. Uma segunda duração de quadro é selecionada para o segundo usuário a partir das duas ou mais durações de quadro possíveis, onde um quadro é substancialmente igual a um múltiplo de subquadros. Os segundos dados para o segundo usuário são postos nos múltiplos subquadros para a produção de segundos múltiplossubquadros de dados, e o segundo quadro é transmitido para o segundo usuário tendo os segundos múltiplos subquadros de dados pelo quadro de rádio.

A presente invenção engloba um método para a transmissão de dados em um sistema de comunicação. O método compreende as etapas de recebimento de dados a serem transmitidos por um quadro de rádio, onde o quadro de rádio é compreendido por uma pluralidade de subquadros. Um comprimento de quadro é selecionado compreendendo múltiplos subquadros e um tipo de subquadro é selecionado a partir de um de dois ou mais tipos de subquadros para o múltiplo de subquadros. Os dados são postos nos múltiplos subquadros para a produção de múltiplos subquadros de dados, e o quadro é transmitido tendo os múltiplos subquadros de dados e o tipo de subquadro pelo quadro de rádio.

A presente invenção engloba um método para a transmissão de dados em um sistema de comunicação. O método compreende as etapas de recebimento de dados a serem transmitidos por um quadro de rádio, onde o quadro de rádio é compreendido por uma pluralidade de subquadros. Um quadro é selecionado, onde o quadro é substancialmente igual a um múltiplo de subquadros. Os dados são postos nos múltiplos subquadros para a produção de múltiplos subquadros de dados e um piloto comum é posto em cada subquadro dos múltiplos subquadros. O quadro tendo os múltiplos subquadros de dados é transmitido pelo quadro de rádio.

A presente invenção engloba um método para a transmissão de dados em um sistema de comunicação. O método compreende as etapas de determinação de uma largura de banda de sistema a partir de duas ou mais larguras de bandade sistema e o recebimento de dados a serem transmitidos por um quadro de rádio e a largura de banda. O quadro de rádio é compreendido por uma pluralidade de subquadros, e uma duração de quadro de rádio e uma duração de subquadro são baseadas na largura de banda do sistema. Um quadro é selecionado, onde um quadro é substancialmente igual a um múltiplo de subquadros. Os dados são postos nos múltiplos subquadros para a produção de múltiplos subquadros de dados, e o quadro é transmitido tendo os múltiplos subquadros de dados e o tipo de subquadro pelo quadro de rádio.

Um método para a transmissão de dados em um sistema de comunicação. O método compreende as etapas de determinação de uma largura de banda de portadora e o recebimento de dados a serem transmitidos por um quadro de rádio, onde o quadro de rádio é compreendido por uma pluralidade de subquadros. Um quadro é selecionado, onde o quadro é substancialmente igual a um múltiplo de subquadros e cada subquadro é compreendido por elementos de recurso, onde um elemento de recurso compreende múltiplos de subportadoras de modo que uma largura de banda de portador seja dividida em vários elementos de recurso. Os dados são postos nos múltiplos subquadros para a produção de múltiplos subquadros de dados, e o quadro é transmitido tendo os múltiplos subquadros de dados e o tipo de subquadro pelo quadro de rádio.

Voltando-nos para os desenhos, onde números iguais designam componentes iguais, a FIG. 1 é um diagrama de blocos de um sistema de comunicação 100. O sistema de comunicação 100 compreende uma pluralidade de células 105(apenas uma sendo mostrada), cada uma tendo uma estaçãotransceptora base (BTS ou estação base) 104 em comunicaçãocom uma pluralidade de unidades remotas ou móveis 101 a103. Na modalidade preferida da presente invenção, osistema de comunicação 100 utiliza uma arquiteturaMultiplexada de Divisão de Freqüência Ortogonal (OFDM) oubaseada em portadora múltipla, tal como OFDM com ou semprefixo cíclico ou intervalo de guarda (por exemplo, OFDMconvencional com prefixo cíclico ou intervalo de guarda,OFDM com conformação de pulso ou nenhum prefixo cíclico ouintervalo de guarda (OFDM / OQAM com filtro de protótipo deIOTA (Algoritmo de Transformada Ortogonal Isotrópica)), ouportadora única com ou sem prefixo cíclico ou intervalo deguarda (por exemplo, IFDMA, DFT-Spread-OFDM), ou outro). Atransmissão de dados pode ser uma transmissão de enlacedescendente ou uma transmissão de enlace ascendente. Oesquema de transmissão pode incluir Modulação Adaptativa eCodificação (AMC). A arquitetura também pode incluir o usode técnicas de dispersão, tais como CDMA de portadoramúltipla (MC-CDMA), CDMA de seqüência direta de portadoramúltipla (MC-DS-CDMA), Multiplexação de Divisão deFreqüência e Código Ortogonal (OFCDM) com uma dispersão uniou bidimensional, ou pode ser baseada em técnicas maissimples de multiplexação / acesso múltiplo de divisão detempo e/ou freqüência, ou uma combinação destas váriastécnicas. Contudo, em modalidades alternativas, o sistemade comunicação 100 pode utilizar outros protocolos desistema de comunicação celular de banda larga, tal como,mas não limitando, TDMA ou CDMA de seqüência direta.

Além de OFDM, o sistema de comunicação 100 utiliza aModulação Adaptativa e Codificação (AMC). Com AMC, oformato de modulação e codificação de um fluxo de dadostransmitido para um receptor em particular é mudado paracombinar predominantemente com uma qualidade de sinalrecebido atual (no receptor) para o quadro em particularsendo transmitido. O esquema de modulação e codificaçãopode mudar em uma base de quadro por quadro, de modo a seacompanhar as variações de qualidade de canal que ocorremem sistemas de comunicação móveis. Assim, a fluxos com altaqualidade são tipicamente atribuídas taxas de modulações deordem mais alta e/ou taxas de codificação de canal maisaltas com a ordem de modulação e/ou a taxa de codificaçãodiminuindo conforme a qualidade diminuir. Para aquelesreceptores experimentando alta qualidade, esquemas demodulação tais como 16 QAM, 64 QAM ou 256 QAM sãoutilizados, enquanto para aqueles experimentando umaqualidade baixa, esquemas de modulação tais como BPSK ouQPSK são utilizados.

Múltiplas taxas de codificação podem estar disponíveispara cada esquema de modulação para a provisão de umagranularidade de AMC mais fina, para se permitir umacombinação mais próxima entre a qualidade e ascaracterísticas de sinal transmitido (por exemplo, R = M, %e Vi para QPSK; R = ^ e R = 2/3 para 16 QAM, etc.) Note quea AMC pode ser realizada na dimensão do tempo (por exemplo,atualização da modulação / codificação a cada Nt períodosde símbolo de OFDM) ou na dimensão de freqüência (porexemplo, atualização da modulação / codificação a cada Nscsubportadoras) ou uma combinação de ambas.

A modulação e a codificação selecionadas podem apenascombinar predominantemente com a qualidade de sinalrecebido atual por razões tais como o atraso de medição dequalidade de canal ou erros ou atraso de relatório dequalidade de canal. Essa latência tipicamente é causadapelo atraso de ida e volta entre a transmissão de pacote eum reconhecimento da recepção de pacote.

De modo a se reduzir a latência, um Quadro de Rádio(RAF) e um subquadro são definidos, de modo que o RAF sejadividido em um número (um número inteiro na modalidadepreferida) de subquadros. Em um quadro de rádio, os quadrossão construídos a partir de um número inteiro de subquadrospara transmissão de dados, com duas ou mais durações dequadro disponíveis (por exemplo, uma primeira duração dequadro de um subquadro e uma segunda duração de quadro detrês subquadros) .

Por exemplo, uma estrutura de quadro de rádio denúcleo de 10 ms para UTRA pode ser definida com Nrfsubquadros por quadro de rádio (por exemplo, Nrf = 20subquadros de Tsf = 0,5 ms, onde Tsf = duração de umsubquadro). Para uma transmissão de OFDM, os subquadroscompreendem um número inteiro P de intervalos de símbolo deOFDM (por exemplo, P = 10 para símbolos de Tsn = 50 us,onde Tsn = duração de um símbolo de OFDM) , e um ou maistipos de subquadro podem ser definidos com base nointervalo de guarda ou um prefixo cíclico (por exemplo,normal ou difusão).

Conforme alguém de conhecimento comum na técnicareconhecerá, um quadro está associado a uma transmissão dedados programada. Um quadro pode ser definido como umrecurso que é *programável' ou uma unidade programável,pelo fato de ter uma estrutura de controle associada -possivelmente associada de forma única - que controla o usodo recurso (isto é, uma alocação para usuários, etc.). Porexemplo, quando um usuário é para ser programado em umquadro, uma mensagem de alocação de recurso correspondentea um quadro provera recursos (por exemplo, para um sistemade OFDM, um número de símbolos de modulação cada um de umasubportadora em um símbolo de OFDM) no quadro paratransmissão. Os reconhecimentos de transmissões de dados emum quadro serão retornados, e novos dados ou umaretransmissão de dados podem ser programados em um quadrofuturo. Devido ao fato de nem todos os recursos em umquadro poderem ser alocados em uma alocação de recurso (talcomo em um sistema de OFDM) , a alocação de recurso não podecobrir a largura de banda disponível inteira e/ou osrecursos de tempo em um quadro.

As diferentes durações de quadro podem ser usadas pararedução da latência e do processamento em excesso com baseno tipo de tráfego serviço. Por exemplo, se uma primeiratransmissão e uma retransmissão forem requeridas para arecepção confiável de um pacote de dados de protocolo devoltagens por internet (VoIP) e uma retransmissão puderocorrer apenas após um atraso de quadro, a alocação derecursos em um quadro de 0,5 ms ao invés de um quadro de 2ms reduz a latência para uma recepção confiável de 6 ms(transmissão, quadro inativo, retransmissão) para 1,5 ms.Em um outro exemplo, prover uma alocação de recurso que seadaptará a um pacote de usuário sem fragmentação, tal comoum quadro de 1 ms ao invés de um quadro de 0,5 ms, podereduzir um processamento em excesso tal como controle esinalização de reconhecimento para múltiplos fragmentos deum pacote.

Outros nomes refletindo a agregação de recursos taiscomo símbolos de OFDM consecutivos podem ser usados aoinvés de subquadro, quadro e quadro de rádio. Por exemplo,o termo 'intervalo de tempo' pode ser usado para'subquadro' ou um 'intervalo de tempo de transmissão (TTI)'usado para 'quadro' ou 'duração de quadro' . Além disso, umquadro pode ser considerado uma quantidade específica detransmissão de usuário (tal como um TTI associado a umusuário e um fluxo de dados), e quadros, portanto, nãoprecisam ser sincronizados ou alinhados entre usuários oumesmo transmissões do mesmo usuário (por exemplo, umsubquadro poderia conter partes de duas transmissões dedados de um usuário, a primeira transmitida em um quadro deum subquadro e a segunda transmitida em um quadro de 4subquadros). Obviamente, pode ser vantajoso restringirtransmissões com um usuário ou transmissões com múltiplosusuários para se terem quadros sincronizados ou alinhados,tal como quando o tempo é dividido em uma seqüência dequadros de 0,5 ms ou 2 ms e todas as alocações de recursodevem estar nestes quadros. Conforme indicado acima, umquadro de rádio pode representar uma agregação desubquadros ou quadros de tamanhos diferentes ou umaagregação de recursos, tais como símbolos de OFDM ou deDFT-SOFDM consecutivos excedendo ao número desses símbolosem um subquadro em que cada símbolo é composto por algumnúmero de subportadoras, dependendo da largura de banda deportadora.

A estrutura de quadro de rádio adicionalmente pode serusada para a definição de canais de controle comuns paratransmissões de enlace descendente (DL) (tais como canaisde difusão, canais de envio de radiochamada, canais desincronização e/ou canais de indicação) de uma maneira aqual é multiplexada com divisão de tempo na seqüência desubquadro, o que pode simplificar o processamento ouaumentar o tempo de bateria no equipamento de usuário(unidade remota). De modo similar para transmissões deenlace ascendente (UL), a estrutura de quadro de rádioadicionalmente pode ser usada para a definição de canais decontenção (por exemplo, canal de acesso randômico (RACH)) ,canais de controle incluindo tempo de piloto multiplexadocom o canal de dados compartilhados.

A FIG. 2 é um diagrama de blocos de um circuito 200para uma estação base 104 ou uma estação móvel 101 a 103para a realização de transmissão de enlace ascendente e deenlace descendente. Conforme mostrado, o circuito 200compreende um circuito lógico 201, um circuito detransmissão 202 e um circuito de recepção 203. O circuitológico 2 01 preferencialmente compreende um controlador demicroprocessador, tal como, mas não limitado a ummicroprocessador Freescale PowerPC. Os circuitos detransmissão e de recepção 202 - 203 são circuitos comunsconhecidos na técnica para a comunicação utilizandoprotocolos de rede bem conhecidos, e servem como meios paraa transmissão e a recepção de mensagens. Por exemplo, otransmissor 202 e o receptor 203 preferencialmente sãotransmissores e receptores bem conhecidos que utilizam umprotocolo de rede de 3GPP. Outros transmissores ereceptores possíveis incluem, mas não estão limitados atransceptores utilizando Bluetooth, IEEE 802.16 ouprotocolos de HyperLAN.

Durante uma operação, o transmissor 202 e o receptor203 transmitem e recebem quadros de dados e uma informaçãode controle, conforme discutido acima. Maisparticularmente, uma transmissão de dados ocorre pelarecepção de dados a serem transmitidos por um quadro derádio. O quadro de rádio (mostrado na FIG. 3) écompreendido por uma pluralidade de subquadros 300 (apenasum rotulado) , onde a duração de subquadro 3 01 ésubstancialmente constante e a duração do quadro de rádio300 é constante. Por exemplo, apenas um quadro de rádiocompreende m = 2 0 subquadros 3 00 de duração 0,5 msconsistindo em j = 10 símbolos. Durante uma transmissão, ocircuito lógico 201 seleciona uma duração de quadro de duas.ou mais durações de quadro, onde a duração de quadro ésubstancialmente a duração de subquadro multiplicada por umnúmero. Com base na duração de quadro, o número desubquadros é agrupado em um quadro e dados postos nossubquadros. Uma transmissão ocorre pelo transmissor 202transmitir um quadro 3 00 tendo o número de subquadros peloquadro de rádio.

Conforme citado previamente, a transmissão de dadospode ser uma transmissão de enlace descendente ou umatransmissão de enlace ascendente. O esquema de transmissãopode ser OFDM com ou sem prefixo cíclico ou intervalo deguarda (por exemplo, OFDM convencional com prefixo cíclicoou intervalo de guarda, OFDM com conformação de pulso ounenhum prefixo cíclico ou intervalo de guarda (OFDM / OQAMcom filtro de protótipo de IOTA (Algoritmo de TransformadaOrtogonal Isotrópica)), ou portadora única com ou semprefixo cíclico ou intervalo de guarda (por exemplo, IFDMA,DFT-Spread-OFDM), CDM ou outro).Durações de quadro

Há duas ou mais durações de quadro. Se duas duraçõesde quadro forem definidas, elas poderão ser designadascurta e longa, onde a duração de quadro curta compreendemenos subquadros do que a duração de quadro longa. A FIG. 4mostra uma seqüência de quadros curtos consecutivos 4 01(multiplexação de quadro curto) e a FIG. 5 mostra umaseqüência de quadros longos consecutivos 501 (multiplexaçãode quadro longo) . O tempo pode ser dividido em umaseqüência de subquadros, subquadros agrupados em quadros deduas ou mais durações, e uma duração de quadro pode serdiferente entre quadros consecutivos. Os subquadros de umquadro são de um tipo de subquadro, tipicamente com dois oumais tipos de subquadro. Cada quadro curto e longo é umaunidade programável composta por ns (n) subquadros. Noexemplo da FIG. 4 e da FIG. 5, um subquadro é de duração de0,5 ms e 10 símbolos, ns = 1 para o quadro curto 401,enquanto n = 6 (3 ms) para o quadro longo 501, emboraoutros valores possam ser usados. Um quadro de rádio nãoprecisa ser definido ou, se definido, o quadro (porexemplo, quadro curto ou longo) pode cobrir mais de umquadro de rádio. Como um exemplo, um piloto comum ousímbolo de referência comum ou sinal de referência comum émultiplexado com divisão de tempo (TDM) sobre o primeirosímbolo de cada subquadro, e símbolos de controle são TDMsobre os primeiros símbolos de cada quadro (outras formasde multiplexação, tais como FDM, CDM e combinações tambémpodem ser usadas) . Os símbolos de piloto e as configuraçõesde controle de alocação de recurso serão discutidos emseções posteriores - a intenção aqui é mostrar que oprocessamento em excesso de controle para um quadro longopode ser menor do que para um quadro curto.

Um quadro de rádio (quadro de rádio) pode incluirquadros curtos 401, quadros longos 501 ou alguma combinaçãode quadros curtos e longos. Um usuário único pode terquadros curtos e quadros longos em um quadro de rádio, oupode ser restrito a uma duração de quadro. Quadros demúltiplos usuários podem ser síncronos ou alinhados, oupodem ser assíncronos ou não alinhados. Em geral, um quadro(por exemplo, quadro curto ou longo) pode cobrir mais de umquadro de rádio. Várias configurações diferentes de quadrolongo são mostradas na Tabela 1 da FIG. 6 abaixo para umquadro de rádio de 10 ms e subquadros de aproximadamente0,5 ms, 0,55556 ms, 0,625 ms e 0,67 ms. Neste exemplo, aduração de quadro curto é um subquadro, e a duração dequadro longo é variada. O número máximo de quadros longospor quadro de rádio é mostrado para cada configuração, bemcomo o número mínimo de quadros curtos por quadro de rádio.Um processamento em excesso de quadro de rádio opcional (emsubquadros) é assumido (por exemplo, para os canais decontrole comuns mencionados anteriormente) , conforme serádiscutido na seção de Multiplexação de Processamento emexcesso de Quadro de Rádio. Contudo, quadro de rádio eoutros tempos de processamento também podem sermultiplexados em quadros (subquadros de dados). Porsimplicidade e flexibilidade, é preferido, mas nãorequerido, que o processamento em excesso de quadro derádio seja um número inteiro de subquadros.

A FIG. 7 mostra exemplos para a terceira coluna dedados da Tabela 1, com subquadros de 0,5 ms e 6 subquadrospor quadro longo (3 ms) . No exemplo da FIG. 7, o quadro derádio começa com dois subquadros de sincronização econtrole (processamento em excesso de quadro de rádio) 701seguidos por 18 quadros curtos 702 (apenas um rotulado) ou3 quadros longos 703 (apenas um rotulado), onde cada quadrolongo é composto por 6 subquadros. Um parâmetro adicional(opcional) neste exemplo é o número mínimo de quadroscurtos por quadro de rádio (a última linha da tabela). Esteparâmetro determina se um quadro de rádio deve conteralguns quadros curtos. Pela regulagem do número mínimo dequadros curtos por quadro de rádio para zero, o quadro derádio é deixado ser preenchido com quadros longos e semquadros curtos. Devido ao fato de o número mínimo dequadros curtos por quadro de rádio ser zero, uma mistura dequadros curtos e longos (em geral permitida) pode serproibida em um quadro de rádio.

Alternativamente, a Tabela 1 também mostra a entradade tabela com subquadros de 0,5 ms e 4 subquadros porquadro longo (2 ms) . A FIG. 8 mostra dois exemplos dequadros de rádio com base em uma combinação de quadroslongos de 2 ms e quadros curtos de 0,5 ms. As localizaçõesde partida para quadros longos podem ser restringidas paraposições conhecidas no quadro de rádio.

Razões para a seleção de uma duração de quadro emparticular

Como um exemplo, uma duração de quadro pode serselecionada com base, em parte, em:Um hardware em particular que favorece uma duração dequadro, incluindo a capac idade do equipamento deusuário.

Preferência de operadora ou fabricante, a qual podeincluir (dentre outros fatores) preferência de empregoou espectro disponível ou a adjacência a outrossistemas sem fio empregados.

Largura de banda de canal (tal como 1,25 MHz ou 10MHz) .

Uma condição de usuário a partir de um ou maisusuários, onde a condição de usuário pode servelocidade (Doppler), condição de canal de rádio,localização de usuário na célula (por exemplo, bordade célula), ou outra condição de usuário.Uma característica de tráfego de usuário para um oumais usuários, tais como exigência de latência,tamanho de pacote, taxa de erro, número admissível deretransmissões, etc.

Uma duração de quadro pode ser selecionada com base,em parte, na minimização do processamento em excessopara um ou mais usuários. O processamento em excessopode ser um processamento em excesso de controle, umprocessamento em excesso de fragmentação (por exemplo,CRCs), ou um outro processamento em excesso.Número de usuários a serem programados em um quadro.O estado de rede de rádio, incluindo a * carga' desistema e o número de usuários em cada célula.Compatibilidade para trás com sistemas de legado.Particionamento de freqüência e modulação de umaportadora e tipos de tráfego atribuídos: a portadorageral pode ser dividida em duas ou mais bandas detamanhos diferentes com tipos de modulação diferentesusados em cada banda (por exemplo, largura de banda deportadora é dividida em um CDMA ou uma portadora únicaou banda de OFDM dispersa e uma banda de OFDM deportadora múltipla), de modo que tamanhos de quadrodiferentes sejam melhores ou (quase) ótimos para otipo de tráfego atribuído ou programado em cada banda(por exemplo, VoIP na banda de CDMA e Navegação na Webna outra banda de OFDM).

Como um exemplo, considere a seleção de uma duração dequadro para um usuário único entre um quadro curto (porexemplo, um quadro de duração menor do que o número máximode subquadros) e um quadro longo (por exemplo, um quadro deduração maior do que o número mínimo de subquadros) . Umquadro curto pode ser selecionado para a latência maisbaixa, os menores pacotes, o Doppler médio, largura debanda grande e por outras razões. Um quadro longo pode serselecionado para processamento em excesso menor, latênciabaixa, pacotes maiores, Doppler baixo ou alto, borda decélula, largura de banda pequena, programação de usuáriomúltiplo, programação seletiva de freqüência, ou por outrasrazões. Em geral, nenhuma regra estrita precisa seraplicada, contudo, de modo que qualquer latência, tamanhode pacote, largura de banda, Doppler, localização, métodode programação, etc. podem ser usados em qualquer duraçãode quadro (curta ou longa) . Por exemplo, a duração dequadro pode corresponder ao quadro de enlace descendentemínimo ou TTI. A concatenaçao de múltiplos subquadros em umquadro mais longo ou TTI pode prover, por exemplo, umsuporte melhorado para taxas de dados mais baixas eotimização de QoS. A duração de quadro pode ser selecionada em qualqueruma de várias granularidades. A duração de quadro ou o TTIpode ser um atributo de canal de transporte semi-estáticoou dinâmico. Como tal, a duração de quadro ou o TTI podeser determinado em uma base quadro por quadro (e, portanto,dinâmica) ou em uma base semi-estática. No caso de uma basedinâmica, a Rede (Nó B) sinalizaria a duração de quadroexplicitamente (por exemplo, com LI bits) ou implicitamente(por exemplo, pela indicação da taxa de modulação ecodificação e do tamanho de bloco de transporte) . No casode uma duração de quadro semi-estática ou TTI, a duração dequadro ou o TTI pode ser regulada através de umasinalização de camada mais alta (por exemplo, L3) . Asgranularidades incluem, mas não está limitada a uma basequadro por quadro, em um quadro de rádio, entre quadros derádio, a cada múltiplo de quadro de rádio (por exemplo, 10,20, 100, etc), a cada número de ms ou s (por exemplo, 115ms, 1 s, etc.), mediante uma transferência de ponto aponto, um registro de sistema, um emprego de sistema,quando da recepção de uma mensagem de L3, etc. Asgranularidades podem ser denominadas estáticas, semi-estáticas, semidinâmicas, dinâmicas ou por outros termos. Aduração de quadro ou o TTI também pode ser disparado em umamudança de qualquer uma das características *de seleção'acima, ou por qualquer outra razão.Tipo de subquadro No enlace descendente e no enlace ascendente, há pelomenos um tipo de subquadro e, tipicamente, para o enlacedescendente (e, às vezes, para o enlace ascendente) háusualmente dois ou mais tipos de subquadros (cada umsubstancialmente com a mesma duração). Por exemplo, ostipos podem ser 'normal' e 'de difusão' (para transmissãode enlace descendente), ou os tipos A, B e C, etc. Nestecaso, o procedimento de transmissão de dados é expandidopara incluir:

• a recepção de dados a serem transmitidos por um quadrode rádio, onde o quadro de rádio é compreendido poruma pluralidade de subquadros, onde a duração de umsubquadro é substancialmente constante e a duração doquadro de rádio é constante;

• a seleção de uma duração de quadro a partir de duas oumais durações de quadro, onde a duração de quadro ésubstancialmente a duração de subquadro multiplicadapor um número;

• com base na duração de quadro, o agrupamento em umquadro do número de subquadros ;

• a seleção de um tipo de subquadro, onde o tipo desubquadro selecionado dita uma quantidade de dados quepode se adaptar em um subquadro;

• a colocação dos dados nos subquadros do tipo desubquadro;

• a transmissão do quadro com o número de subquadrospelo quadro de rádio.

Conforme indicado, todos os subquadros em um quadro têm omesmo tipo, embora em geral os tipos de subquadro possamser misturados em um quadro.

O tipo de subquadro pode ser distinguido por umparâmetro de transmissão. Para uma transmissão de OFDM,isto pode incluir duração de intervalo de guarda,espaçamento de subportadora, número de subportadoras, outamanho de FFT. Em uma modalidade preferida, o tipo desubquadro pode ser distinguido pelo intervalo de guarda (ouprefixo cíclico) de uma transmissão. Nos exemplos, umatransmissão como essa é referida como uma transmissão deOFDM, embora, conforme é sabido na técnica, um intervalo deguarda também possa ser aplicado a uma portadora única (porexemplo, IFDMA) ou um sinal disperso (por exemplo, CDMA).Um intervalo de guarda mais longo poderia ser usado paraemprego com células maiores, transmissão de difusão oumultidifusão, para relaxação de exigências desincronização, ou para transmissões de enlace ascendente.

Como um exemplo, considere um sistema de OFDM com umespaçamento de subportadora de 22,5 kHz e uma duração desímbolo de 44,44 ps (não estendida). A FIG. 9 mostra umsubportadora 900 compreendido por j =10 símbolos de OFDMcada com um prefixo cíclico 901 de 5,56 ps, o qual pode serusado para uma transmissão de unidifusão. A FIG. 10 mostraum subquadro 'de difusão' 1000 compreendido por j = 9símbolos cada com um prefixo cíclico 1001 de 11,11 ps, oqual pode ser usado para uma transmissão de difusão. Nasfiguras, o uso dos símbolos em um subquadro não é mostrado(por exemplo, dados, piloto, controle ou outras funções).Como é evidente, o prefixo cíclico 1001 para subquadros dedifusão é maior (no tempo) do que o prefixo cíclico 901para subquadros de unidifusão (não de multidifusão oudifusão). Os quadros assim podem ser identificados comocurtos ou longos por seu comprimento de prefixo cíclico.Obviamente, subquadros com um CP mais longo podem serusados para unidifusão e subquadros com um CP mais curtopodem ser usados para difusão, de modo que designações taiscomo tipo de subquadro A ou B sejam apropriadas.

Os exemplos de três tipos de subquadros são providosna Tabela 2 mostrada na FIG. 11 abaixo para espaçamento desubportadora de 22,5 kHz e subquadros de aproximadamente0,5 ms, 0,55556 ms, 0,625 ms e 0,6667 ms. Três durações deprefixo cíclico (para tipos de subquadro A, B e C) sãomostradas para cada duração de subquadro. Outrosespaçamentos de subportadora também podem ser definidos,tais como, mas não restrito a 7-8 kHz, 12-13 kHz, 15 kHz,17-18 kHz. Também, em um subquadro, todos os símbolos podemnão ser da mesma duração de símbolo, devido a durações deguarda diferentes (prefixo cíclico) ou diferentesespaçamentos de subportadora ou tamanho de FFT.

A numerologia de OFDM usada é apenas de exemplo emuitas outras são possíveis. Por exemplo, a Tabela 3mostrada na FIG. 11 usa um espaçamento de subportadora de25 kHz. Conforme mostrado neste exemplo (por exemplo,subquadro de 0,5 ms, intervalo de guarda de 5,45 us) , podehaver uma duração não uniforme de intervalos de guarda emum subquadro, tal como quando o número desejado de símbolosnão divide uniformemente o número de amostras porsubquadro. Neste caso, a entrada de tabela representa umprefixo cíclico médio para os símbolos do subquadro. Umexemplo de como modificar o prefixo cíclico por símbolo desubquadro é mostrado na seção de Largura de BandaEscalonável.

Um quadro longo pode ser composto inteiramente porsubquadros de difusão ou composto inteiramente desubquadros normais (unidifusão) (veja a FIG. 12) ou por umacombinação de subquadros normais e de difusão. Um ou maisquadros longos de tipo de difusão podem ocorrer em umquadro de rádio. Um quadro curto também pode ser composto por um subquadro normal ou de difusão e um ou mais quadroscurtos de tipo de difusão podem ocorrer em um quadro derádio (veja a FIG. 13) . Os quadros de difusão podem seragrupados com outros quadros de difusão para melhoria daestimativa de canal para os dados de unidifusão e não de

unidifusão (veja a seção de Símbolos de Piloto; pilotoscomuns podem ser usados a partir de subquadros adjacentes),e/ou quadros de difusão podem ser interespaçados comquadros não de difusão para entrelaçamento de tempo. Emboranão mostrado, pelo menos um tipo de subquadro adicional

pode ser do tipo 'em branco' . Um subquadro em branco podeestar vazio ou conter uma carga útil fixa ou gerada deforma pseudo-randômica. Um subquadro em branco pode serusado para evitação de interferência, medições deinterferência, ou quando dados não estiverem presentes em

um quadro em um quadro de rádio. Outros tipos de subquadro

também podem ser definidos.

Muitiplexação de Função Auxiliar de Quadro de Rádio

Uma parte de um quadro de rádio pode ser reservadapara funções auxiliares. As funções auxiliares podemcompreender controle de quadro de rádio (incluindoestruturas de controle comuns), campos ou seqüências desincronização, indicadores sinalizando uma resposta a umaatividade em um canal de rádio complementar (tal comofreqüência de companhia de par de portadora de FDD) ou

outros tipos de processamento em excesso.Na FIG. 14, um exemplo do processamento em excesso dequadro de rádio denominado * região de sincronização econtrole' é ilustrado. Neste exemplo, o processamento emexcesso é de 2 subquadros multiplexados no tempo em umquadro de rádio de 20 subquadros. Outras formas desincronização e controle de multiplexação em subquadrostambém são possíveis. A região de sincronização e decontrole pode incluir símbolos de sincronização de váriostipos (incluindo um Símbolo de Sincronização de Célula(CSS) específico de célula, um Símbolo de SincronizaçãoGlobal (GSS) compartilhado entre 2 ou mais nós de borda derede), símbolos de piloto comuns (CPS), símbolos de canalde indicador de envio de radiochamada (PI), símbolos decanal de indicador de reconhecimento (AI) , canal de outroindicador (OI), canal de indicador de difusão (BI),informação de canal de controle de difusão (BCCH), einformação de canal de envio de radiochamada (PCH). Estescanais comumente ocorrem em sistemas de comunicaçãocelular, e podem ter nomes diferentes ou não estarpresentes, em alguns sistemas. Além disso, outros canais decontrole e sincronização podem existir e ser transmitidosdurante esta região.

A FIG. 15 mostra uma estrutura alternativa de Quadrode Rádio de tamanho arbitrário, onde a região desincronização e controle (S+C) não é parte de um quadro derádio, mas parte de uma estrutura de quadro hierárquicamaior composta por quadros de rádio, onde a região (S+C) éenviada com cada j Quadros de rádio. O quadro de rádioseguindo-se à região S+C é de 18 subquadros neste exemplo.

As FIG. 16 e 17 ilustram uma estrutura de quadrohierárquica em que um Superquadro é definido para sercomposto por n+1 quadros de rádio. Na FIG. 16, o quadro derádio e o Superquadro, cada um, têm uma região de controlee sincronização e controle, respectivamente, enquanto naFIG. 17 apenas o superquadro inclui uma região de controle.As regiões de sincronização e controle de quadro de rádiopodem ser do mesmo tipo ou podem ser diferentes paradiferentes localizações de quadro de rádio no Superquadro.

A parte de sincronização e de controle de um quadro derádio pode ser toda ou parte de um ou mais subquadros, epode se de uma duração fixa. Também pode variar entrequadros de rádio, dependendo da estrutura hierárquica naqual a seqüência de quadro de rádio está embutida. Porexemplo, conforme mostrado na FIG. 16, ela pode compreenderos dois primeiros subquadros de cada quadro de rádio. Emgeral, quando uma sincronização e/ou um controle estãopresentes em todos ou em parte de múltiplos subquadros, osreferidos múltiplos subquadros não precisam ser diretamenteadjacentes uns aos outros. Em um outro exemplo, ela podecompreender dois subquadros em um quadro de rádio e trêssubquadros em um outro quadro de rádio. 0 quadro de rádiocom o(s) subquadro(s) adicional(is) de processamento emexcesso pode ocorrer não freqüentemente, e o processamentoem excesso adicional pode ocorrer em subquadros adjacentesou não adjacentes ao processamento em excesso de quadro derádio normal (freqüente). Em uma modalidade alternativa, oprocessamento em excesso pode ser em um quadro de rádio,mas pode não ser um número inteiro de subquadros, o quepode ocorrer se o quadro de rádio não for igualmentedividido em subquadros, mas, ao invés disso, uma região deprocessamento em excesso mais um número inteiro desubquadros. Por exemplo, um quadro de rádio de 10 ms podeconsistir em 10 subquadros, cada um tendo um comprimento de0,9 ms, mais uma porção de 1 ms para processamento emexcesso de quadro de rádio (por exemplo, canais de envio deradiochamada ou difusão de quadro de rádio).

Conforme será discutido abaixo, a parte desincronização e controle de todos ou de alguns quadros derádio pode ser (mas não é requerido que seja) configuradapara portar uma informação sobre o layout do quadro derádio, tal como um mapa de configuração de subquadro curto/ longo (exemplo - se o quadro de rádio tiver dois quadroslongos seguidos por um quadro curto, então, a configuraçãopoderia ser representada como L-L-S). Além disso, a partede sincronização e de controle pode especificar quaissubquadros são usados para a difusão, etc. 0 transporte dolayout de quadro de rádio desta maneira reduziria oupotencialmente eliminaria a necessidade de detecção cega desubquadro por subquadro do layout e do uso de quadro, ou aentrega de uma 1 programação' de quadro de rádio através deuma sinalização de camada mais alta, ou a definição apriori de um número finito de seqüências de quadro de rádio(uma das quais então é selecionada e sinalizada paras oequipamento de usuário no acesso de sistema inicial). Podeser notado que os quadros de dados normais também podem serusados para o transporte de mensagens de Camada 3 (L3).Controle de Enquadramento

Há várias formas pelas quais uma estação de assinante(SS) 101 a 103 pode determinar a estrutura de enquadramento(e os tipos de subquadro) em um quadro de rádio. Porexemplo:

• Cega (por exemplo, dinamicamente controlada pela BS,mas não sinalizada, de modo que a SS deve determinar ocomeço de quadro em um quadro de rádio) . O começo dequadro pode ser baseado na presença de um símbolo depiloto ou de controle em um quadro.

• Superquadro (por exemplo, a cada 1 segundo a BStransmite uma informação especificando a configuraçãode quadro, até o próximo superquadro).

• Emprego de sistema (estação base) e registro (móvel).

• Sinalizada na parte de sincronização e de controle dequadro de rádio.

• Sinalizada em um primeiro quadro em um quadro de rádio(pode declarar mapa de outros quadros).

• Em uma atribuição de controle alocando recursos.

Em geral, duas ou mais durações de quadro e tipos desubquadro podem estar em um quadro de rádio. Se o sistemade comunicação 100 for configurado de modo que a mistura dequadros curtos e longos em um quadro de rádio possa variar,as localizações de começo possíveis de quadros longospoderiam ser fixadas, para redução de sinalização / busca.Uma redução adicional de sinalização / busca é possível, seum quadro de rádio puder ter apenas uma única duração dequadro, ou um tipo único de subquadro. Em muitos casos, adeterminação da estrutura de enquadramento de um quadro derádio também prove uma informação sobre a localização dainformação de controle e de piloto no quadro de rádio, talcomo quando o controle de alocação de recurso (próximaseção) está localizado no começo em um segundo símbolo decada quadro (longo ou curto).Esses métodos de controle podem ser mais adaptativospara a mudança de condições de tráfego em uma base dequadro por quadro. Por exemplo, ter um mapa de controle porquantidade, temporariamente armazenada em um subquadrodesignado (primeiro em quadro de rádio, último de quadro derádio prévio) pode permitir que pacotes grandes (porexemplo, TCP/IP) sejam eficientemente manipulados em umquadro de rádio, e que muitos usuários de VoIP sejammanipulados em um outro. Alternativamente, uma sinalizaçãode superquadro pode ser suficiente para a mudança daalocação de canal de controle no quadro de rádio, se tiposde tráfego de usuário variarem de forma relativamentelenta.

Controle de Alocação de Recurso (RA)

Um quadro tem uma estrutura de controle associada -possivelmente associada de forma única - que controla o uso(alocação) do recurso para usuários. Um controle dealocação de recurso (RA) tipicamente é provido para cadaquadro e sua respectiva duração de quadro, de modo a sereduzir um atraso, quando de retransmissões de programação.Em muitos casos, a determinação da estrutura deenquadramento de um quadro de rádio também prove umainformação sobre a localização do controle de alocação derecurso (por quadro) no quadro de rádio, tal como quando umcontrole de alocação de recurso está localizado começandoem um segundo símbolo de cada quadro (longo ou curto) . 0canal de controle preferencialmente é TDM (por exemplo, umou mais símbolos de TDM) , e localizado no ou próximo docomeço do quadro, mas também poderia ocorrer,alternativamente, distribuído por todo o quadro em qualquertempo (símbolos), freqüência (subportadoras) ou ambos. Umadispersão uni ou bidimensional e uma multiplexação dedivisão de código (CDM) da informação de controle tambémpodem ser empregadas, e os vários métodos de multiplexação,tais como TDM, FDM, CDM, também podem ser combinados,dependendo da configuração de sistema.

Em geral, pode haver dois ou mais usuários comrecursos alocados em um quadro, tal como com multiplexaçãode TDM / FDM / CDM, embora uma restrição a um único usuáriopor quadro, tal como TDM, seja possível. Portanto, quandoum canal de controle está presente em um quadro, ele podealocar recursos para um ou mais usuários. Também pode havermais de um canal de controle em um quadro, se um canal decontrole separado for usado para alocação de recurso paradois usuários no quadro.

Este campo de controle também pode conter maisinformação do que apenas alocação de recurso para aquelequadro. Por exemplo, no enlace descendente, o controle deRA pode conter uma alocação de recurso de enlace ascendentee uma informação de reconhecimento para o enlaceascendente. Reconhecimentos rápidos correspondentes a umquadro individual podem ser preferidos para programaçãorápida e latência mais baixa. Um exemplo adicional é que ocampo de controle pode fazer uma alocação de recursopersistente, que permanece aplicável por mais do que umquadro (por exemplo, uma alocação de recurso que épersistente para um número especificado de quadros ouquadros de rádio, ou até ser desligada com uma outramensagem de controle em um quadro diferente).

A informação de controle em um primeiro quadro de umquadro de rádio (ou último quadro em um quadro de rádioprévio) também pode prover um enquadramento (e, portanto,localizações de controle) para um próximo (ou, maisgeralmente, futuro) quadro ou o restante do quadro derádio. Duas variações adicionais:

• Zonas de Controle de Superposição: um canal decontrole de um primeiro quadro pode fazer atribuiçõespara seu próprio quadro, bem como outras atribuiçõesem um segundo quadro, e o canal de controle no segundoquadro pode fazer atribuições adicionais para osegundo quadro. Esta capacidade pode ser útil para amistura de tipos diferentes de tráfego (por exemplo,VoIP e grandes pacotes) em um quadro de rádio único.

• Flexibilidade de Programação Adicional em um quadro derádio (ambigüidade parcial): um canal de controle noprimeiro quadro (ou MAP de controle de Enquadramentono quadro de rádio) pode proporcionar umaespecificação ligeiramente ambígua do mapa de controlepara o quadro de rádio para permitir maisflexibilidade quadro a quadro. Por exemplo, o mapa decontrole pode indicar localizações de quadro /controle que são definidas ou possíveis. Um receptorsemicego saberia as localizações definidas, mas teriaque determinar de forma cega se localizações de quadro/ controle possíveis seriam válidas.

Símbolos de Piloto

Símbolos de piloto ou referência podem sermultiplexados em um quadro ou subquadro por TDM, FDM, CDMou várias combinações destes. Os símbolos de piloto podemser comuns (para serem recebidos e usados por qualquerusuário) ou dedicados (para um usuário específico ou umgrupo específico de usuários), e uma mistura de pilotoscomuns e dedicados pode existir em um quadro. Por exemplo,um símbolo de referência de símbolo de piloto comum (CPS)pode ser o primeiro símbolo em um subquadro (piloto deTDM) , desse modo se provendo símbolos de piloto comunsespaçados de forma substancialmente uniforme por todo oquadro de rádio. O enlace descendente e o enlace ascendentepodem ter formatos diferentes de símbolo de piloto. Asalocações de símbolo de piloto também podem ser constantes,ou podem ser sinalizadas. Por exemplo, localizações comunsde símbolo de piloto podem ser sinalizadas no controle dequadro de rádio para um ou mais RAFs. Em um outro exemplo,um piloto dedicado (além de qualquer piloto comum) éindicado em um quadro no controle de RA para o quadro.

Em uma modalidade, a definição de subquadro pode serligada ao espaçamento de piloto comum. Por exemplo, se umsubquadro for definido para incluir um símbolo de pilotocomum único, então, o comprimento de subquadropreferencialmente estará relacionado ao tempo de coerênciamínimo esperado do canal para o sistema sendo empregado.Com esta abordagem, a duração de subquadro pode serdeterminada simplesmente pelo espaçamento de piloto comum(certamente, outras formas para a definição do comprimentode subquadro também são permitidas). O espaçamento depiloto comum é primariamente determinado pela performancede estimativa de canal, a qual é determinada pelo tempo decoerência, pela distribuição de velocidade e modulação deusuários no sistema. Por exemplo, os pilotos podem serespaçados em um de cada 5 bauds para ser capaz de manipularusuários de 120 kph com bauds de 50 us (duração útil de 40|ís + prefixo cíclico ou duração de guarda de 10 us) . Noteque baud conforme usado aqui se refere ao período desímbolo de OFDM ou de DFT-SOFDM.

Quando a taxa de Doppler é muito baixa, todo ou partedo piloto comum pode ser omitido de certos quadros ousubquadros, uma vez que os pilotos de um subquadro / quadroprecedente ou subseqüente, ou a partir da região decontrole de um quadro de rádio podem ser suficientes paraum acompanhamento de canal, neste caso. Mais ainda, nenhumpiloto seria necessário se uma modulação diferencial / nãocoerente fosse usada. Contudo, por simplicidade deilustração, cada subquadro é mostrado com símbolos depiloto.

Enlace ascendente e Enlace descendente

As configurações de quadro de rádio mostradas podemser para o enlace ascendente ou para o enlace descendentede um sistema de FDD. Um exemplo, quando usado para enlaceascendente e enlace descendente é mostrado na FIG. 18. AFIG. 18 mostra os subquadros de enlace ascendente comosendo da mesma configuração que os subquadros de enlacedescendente, mas, em geral, eles poderiam ter um númerodiferente de símbolos por subquadro ou mesmo ter duraçõesde subquadro diferentes e números diferentes de subquadrospor quadro. A modulação para o enlace ascendente pode serdiferente de para o enlace descendente, por exemplo, DS-CDMA, IFDMA ou DFT-SOFDM (DFT-spread-OFDM) ao invés deOFDM. O quadro de rádio de enlace ascendente é mostradodeslocado da estrutura de quadro de rádio de enlacedescendente para facilitar exigências de sincronismo deHARQ ao permitir reconhecimentos mais rápidos, embora umdeslocamento nulo também seja admissível. O deslocamentopode ser qualquer valor, incluindo um subquadro, ummúltiplo de subquadros ou uma fração de um subquadro (porexemplo, algum número de períodos de símbolo de OFDM ou deDFT-SOFDM). Os primeiros subquadros no quadro de rádio deenlace ascendente podem ser atribuídos para serem canais decontrole / contenção comuns, tais como subquadros de canalde acesso randômico (RACH), e podem corresponder aossubquadros de sincronização e controle de enlacedescendente. Os quadros de controle (ou, mais geralmente,as mensagens) portando uma informação de controle de enlaceascendente, CQI, mensagens de Ack/Nack de enlacedescendente, símbolos de piloto, etc. podem sermultiplexados no tempo ou na freqüência com os quadros dedados.

Enlace Ascendente Alternativo

Duas estruturas alternativas de enlace ascendente deFDD são mostradas, que têm apenas uma duração de quadro noenlace ascendente. Contudo, dois ou mais tipos de quadrolongo são definidos. Na FIG. 19 e na FIG. 20, quadroslongos de 2 ms compostos por subquadros de 0,5 ms são dotipo de RACH, Dados ou Compósito de quadro longo. O RACHlongo pode ocorrer não freqüentemente, tal como a cada 100ms. Os quadros compósitos têm dados, controle e um RACHcurto. O RACH curto pode ser menor do que um subquadro deduração. Os quadros de dados (não mostrados) são comoquadros Compósitos, mas com um RACH curto substituído porum subquadro de dados. Controle, RACH e piloto são todosmostrados TDM, mas poderiam ser FDM ou TDM/FDM emcombinação. Como antes, um tipo de subquadro é definido, epode ser baseado em duração de intervalo de guarda ou paraquadro de RACH ou para comutação de IFDM/DFT-SOFDM & OFDM.A FIG. 21 é similar à Fig. 19 e à Fig. 20, mas com quadrosde 6 subquadros e dados de tipo ou compósitos. Se apenasquadros de dados compósitos forem usados, todo quadroconteria controle e RACH curto. Um RACH longo ocorre nãofreqüentemente (mostrado uma vez por subquadro) , com umnúmero inteiro (preferido) ou não inteiro de subquadros.TDD

Com duplexação de divisão de tempo (TDD), a largura debanda de sistema é alocada a um enlace ascendente ou a umenlace descendente de uma forma multiplexada no tempo. Emuma modalidade, a comutação entre enlace ascendente eenlace descendente ocorre uma vez por vários quadros, talcomo uma vez por quadro de rádio. Os subquadros de enlaceascendente e de enlace descendente podem ser da mesmaduração ou de uma diferente, com a 'divisão de TDD'determinada com uma granularidade de subquadro. Em umaoutra modalidade, ambos enlace descendente e enlaceascendente ocorrem em um quadro longo de dois ou maissubquadros, com o quadro longo de duração possivelmentefixa. Um quadro curto de um subquadro único também épossível, mas a ida e volta no quadro é difícil oudispendiosa em termos de processamento em excesso. O enlaceascendente e o enlace descendente podem ser da mesmaduração ou de uma diferente, com a 'divisão de TDD'determinada com uma granularidade de subquadro. Em qualquermodalidade, os tempos de processamento de TDD, tais como deaumento e de diminuição, podem ser incluídos dentro ou forade subquadros.

Largura de banda Escalonável

Uma transmissão pode ocorrer em uma de duas ou maislarguras de banda, onde a duração de quadro de rádio é amesma para cada largura de banda. A largura de banda podeser de 1,25, 2,5, 5, 10, 15 ou 20 MHz ou algum valoraproximado. A duração de subquadro (e, portanto, a menorduração de quadro possível) preferencialmente é a mesmapara cada largura de banda, como é o conjunto de duraçõesde quadro disponíveis. Alternativamente, a duração desubquadro e as múltiplas durações de quadro podem serconfiguradas para cada largura de banda.

A Tabela 4 mostra um exemplo de seis larguras de bandade portadora com um espaçamento de subportadora de 22,5kHz, e a Tabela 5 mostra um exemplo de seis larguras debanda de portadora com um espaçamento de subportadora de 25kHz. Note que, na Tabela 5, o intervalo de guarda (porexemplo, comprimento de prefixo cíclico) por símbolo nosubquadro não é constante, conforme descrito na seção deTipo de Subquadro. Em um subquadro, todos os símbolos podemnão ser da mesma duração de símbolo, devido a duraçõesdiferentes de guarda (prefixo cíclico). Para este exemplo,um símbolo único é dado a todas as amostras de excesso; emoutros exemplos, dois ou três valores de intervalo deguarda a mais podem ser definidos para o subquadro. Como umoutro exemplo, com um espaçamento de subportadora de 15 kHze uma duração de subquadro de 0,5 ms, um quadro curto de 7símbolos pode ter um CP médio de ~ 4,7 ps (microssegundos) ,com 6 símbolos tendo ~ 4,6 us (9 amostras a 1,25 MHz,escalonamento para larguras de banda mais altas) e ~ 5,1 us(10 amostras a 1,25 MHz, escalonamento para larguras debanda mais altas).<table>table see original document page 38</column></row><table><table>table see original document page 39</column></row><table>

Tabela 5 - Numerologia de OFDM para Larguras de Banda dePortadora Diferentes para Subguadros Normais (Dados).

ARQ

ARQ ou HARQ pode ser usada para a provisão de confiabilidade de dados. Os processos de (H)ARQ podem serdiferentes ou compartilhados através de tipos de subquadro(por exemplo, normal e de difusão) , e podem ser diferentesou compartilhados através de durações de quadro. Emparticular, retransmissões com duração de quadro diferente podem ser permitidas ou podem ser proibidas.Reconhecimentos rápidos correspondentes a um quadroindividual podem ser preferidos para programação rápida elatência mais baixa.HARQ

O conceito de quadro múltiplo pode ser usado com ARQ

para confiabilidade ou com HARQ para confiabilidadeadicional. Um esquema de ARQ ou HARQ pode ser um protocolode parar e esperar (SAW), um protocolo de repetiçãoseletiva, ou um outro esquema, conforme conhecido na técnica. Uma modalidade preferida, descrita abaixo, é usarum HARQ de parar e esperar de canal múltiplo modificado comoperação de quadro múltiplo.

O número de canais em um HARQ de SAW de N canais éregulado com base na latência para uma transmissão de ida e volta (RTT). Canais suficientes são definidos, de modo queo canal possa ser plenamente ocupado com dados de umusuário, continuamente. O número mínimo de canais, portanto, é 2.

Se o tempo de ida e volta for proporcional ao comprimento de quadro, ambos quadros curtos e longos poderiam usar os mesmos N canais (por exemplo, 3) . Se o tempo de ida e volta for relativamente fixo, então, o número de canais necessários para a duração de quadro curto será o mesmo ou maior do que aquele para a duração de quadro longo. Por exemplo, para um subquadro de 0,5 ms e quadro curto, e quadro longo de 3 ms e, também, dado um tempo de ida e volta de 1 ms entre transmissões (isto é, o processamento em excesso de receptor efetivo para a decodificação de uma transmissão e, então, responder com um retorno requerido (tal como ACK/NACK) ) haveria 3 canais para o quadro curto e 2 para os quadros longos.

Se houver uma comutação não freqüente de um tamanho de quadro para um outro e nenhuma mistura de durações de quadro em um quadro de rádio, então, poder-se-ia terminar os processos existentes em uma comutação de tamanhos de quadro, e o número de canais e a sinalização para HARQ para cada tamanho de quadro poderia ser independente. No caso de uma duração de quadro dinâmica ou TTI, o número de subquadros concatenados pode ser dinamicamente variado pelo menos para a transmissão inicial e, possivelmente, para a retransmissão. Se for permitido que retransmissões de um pacote ocorram em tipos de quadro diferentes, os processos de HARQ podem ser compartilhados entre as durações de quadro (por exemplo, um identificador de processo de HARQ poderia se referir a um quadro curto ou longo de uma maneira explícita ou implícita). O número de canaisrequeridos pode ser definido com base na multiplexação de uma seqüência de todos os quadros curtos ou todos longos, levando-se em consideração se os pacotes têm uma ida e volta relativamente fixa ou proporcional (por exemplo, decodificação e transmissão de ACK/NACK). Para uma ida e volta fixa, o N pode ser primariamente determinado com base em exigências de multiplexação de quadro curto. Com uma ida e volta proporcional, o N requerido pode ser aproximadamente o mesmo para ambas as multiplexações de quadro curto e longo. O projeto de N para lidar com uma comutação arbitrária entre quadros curtos e longos pode requerer canais de HARQ adicionais (N maior). Por exemplo, considere uma exigência de N = 3 para cada uma de uma multiplexação de quadro curto ou de longo (ida e volta proporcional), com um quadro longo igual na duração a quatro quadros curtos. Claramente, as seqüências de uso de canal de HARQ podem ser todas curtas (1, 2, 3, 1, 2, 3...) ou todas longas (1, 2, 3, 1, 2, 3...) sem restrição. Contudo, um quadro longo (com um ID de canal 1) deve ser seguido pelo intervalo equivalente de dois quadros longos, antes de o canal 1 poder ser usado para a retransmissão de um quadro curto ou de um longo. No intervalo destes dois quadros longos, os canais 2 e 3 podem ser usados para quadros curtos, mas, naquele ponto, uma vez que o canal 2 não pode ser reusado ainda e o canal 1 está indisponível, um canal extra 4 deve ser usado. Para N <= (N° de quadros curtos em um quadro longo), o número total de canais requeridos pode ser N + (N-l). Isto pode ser visto continuando-se o exemplo acima, se dois quadros longos (ID de canal 1 e 2) forem seguidos por quadros curtos,requerendo os IDs de canal 3 e 4 e 5, antes de o canal 3 poder ser reusado. Neste exemplo, cinco canais é mais do que os três requeridos para cada multiplexação individual. HARQ Multidimensional (Tempo, Freqüência e Espacial)

Em contraste, para a definição de N unicamente com base no tempo de ida e volta, pode ser mais eficiente (por exemplo, em termos de codificação e granularidade de alocação de recurso) para se permitir que as unidades remotas 101 a 103 sejam programadas com mais de um pacote para um dado quadro ou entidade de programação. Ao invés de assumir um canal de HARQ por quadro para uma unidade remota, até N2 canais de HARQ são considerados. Daí, dado um HARQ de parar e esperar de N canais, onde N é unicamente baseado no tempo de ida e volta, e que cada quadro também teria N2 canais de HARQ para a unidade remota, até N x N2 canais de HARQ são suportados por unidade remota. Por exemplo, cada quadro longo consecutivo corresponderia a um dos N canais de um protocolo de HARQ de parar e esperar de N canais. Uma vez que cada quadro longo é composto por 'n' subquadros, então, se também for permitido que cada subquadro seja um canal de HARQ, então, nós teríamos até N x n canais de HARQ por unidade remota. Daí, neste caso, a unidade individualmente reconhecível seria um subquadro, ao invés de um quadro longo. Alternativamente, se houvesse xp' bandas de freqüência definidas por portadora, então, cada uma poderia ser um canal de HARQ resultando em até N x p canais de HARQ por unidade remota. Mais geralmente, para ' s' canais espaciais, poderia haver até 'n' x 'p' x 's' x 'N' canais de HARQ por unidade remota. O parâmetro 'n' poderia ser ainda maior, se fosse definido em uma base desímbolo de OFDM onde haveria ' j' símbolos de OFDM por subquadro. Em qualquer caso, um canal não pode ser reusado até a restrição de tempo associada a N ter passado, como com um HARQ não modificado.

Um outro método de dimensionamento do número de canais de HARQ é determinar um número máximo de pacotes de comprimento máximo que pode ser alocado em um quadro, tal como com a taxa de modulação e codificação máxima e pacotes de 1500 bytes (+processamento em excesso). Pacotes menores poderiam ser concatenados para o tamanho de pacote agregado máximo para um canal. Por exemplo, se N = 2 (para um tempo de ida e volta (RTT) mínimo) , e se 4 pacotes puderem ser transmitidos em um subquadro com 64QAM R = % e uma formação de feixe de laço fechado habilitada, então, 8=2*4 canais serão necessários para quadros curtos e 32 canais necessários para quadros longos de 4 subquadros. Se for permitido que retransmissões de um pacote ocorram em tipos diferentes de quadro, neste exemplo, o número de canais poderá ser adicionalmente ajustado, conforme acima.

A sinalização de controle requereria uma modificação para suporte de uma sinalização de HARQ modificada para quadros curtos / longos ou para um dimensionamento de canal de HARQ não baseado unicamente em tempo de ida e volta. Em uma modalidade correspondente a uma aplicação de EUTRA, uma modificação para uso atual de "indicador de Novos Dados (NDI)", "indicador de Versão de Redundância (RVI)", "indicador de canal de HARQ (HCI)" e "tamanho de bloco de transporte (TBS)", bem como retorno de ACK/NACK e CQI. Outras especificações técnicas podem usar uma terminologia similar para HARQ. Em um exemplo, até 4n' ou xp' pacotes deunidade remota podem ser enviados em uma transmissão de quadro longo. A cada pacote poderiam ser atribuídos elementos de recurso de freqüência seletiva (FS) ou de freqüência diversa (FD) juntamente com atributos de sinalização de controle distintos (NDI, RVI, HCI e TBS) . Uma codificação de cor, bem como o uso de semente do cálculo de verificação de redundância cíclica (CRC) com uma identidade de unidade remota podem ser aplicados a cada CRC de pacote de enlace descendente para indicar a unidade remota alvo. Alguma extensão do campo de HCI (por exemplo, N° de bits = log2 ('n' x 'N') ) será necessária para a realização de forma correta de uma combinação de buffer flexível de transmissões de pacote. De modo similar, um retorno de ACK/NACK provavelmente requereria um campo de HCI ou uma codificação de cor para indicar qual conjunto de pacotes de uma unidade remota em uma transmissão de quadro curto ou longo está passando por ACK ou NACK. Alocações Seletivas de Freqüência

A FIG. 22 e a FIG. 23 mostram alocações de recurso de freqüência seletiva (FS) ou de freqüência diversa (FD) , respectivamente, para vários usuários. Para uma programação de FS, um elemento de recurso (ou bloco de recurso ou unidade de recurso ou pedaço) é definido como consistindo em múltiplos de subportadoras, de modo que cada largura de banda de portadora seja dividida em um número (preferencialmente um número inteiro) de RE atribuível (por exemplo, uma portadora de 5 MHz com 192 subportadoras teria 24 RE de 8 subportadoras cada) . Para redução do processamento em excesso de sinalização e melhor combinação de largura de banda de correlação de canal de canaistípicos (por exemplo, 1 MHz para Pedestre Be 2,5 MHz para Veicular A), um RE poderia ser definido como sendo de p x 8 subportadoras, onde xp' poderia ser 3 e ainda prover a resolução necessária para a obtenção da maioria dos benefícios de programação de FS. O número de subportadoras usadas como a base para os múltiplos também pode ser regulado para um número diferente de 8 (por exemplo, de modo que o tamanho de RE total seja 15 ou 25, se o número de subportadoras for 300 em 5 MHz, ou 24 subportadoras, se o número de subportadoras for 288).

De modo similar, na FIG. 24, os recursos de FS e de FD podem ser alocados no mesmo quadro longo. Pode ser preferido, contudo, não alocar recursos de FS e de FD pelo mesmo intervalo de tempo, para se evitarem conflitos de alocação de recurso e complexidade de sinalização.

Embora a invenção tenha sido particularmente mostrada e descrita com referência a uma modalidade em particular, será compreendido por aqueles versados na técnica que várias mudanças na forma e nos detalhes podem ser feitas ali, sem se desviar do espírito e do escopo da invenção. Pretende-se que tais mudanças venham no escopo das reivindicações a seguir. Por exemplo, no caso de um sistema de transmissão compreendendo múltiplas freqüências portadoras discretas, uma informação de sinalização ou piloto no quadro pode estar presente em algumas das freqüências, mas não em outras. Além disso, os símbolos de piloto e/ou controle podem ser mapeados para os recursos de tempo - freqüência, após um processo de 'expansão de largura de banda' através de métodos de dispersão de seqüência direta ou de multiplexação de divisão de código.Em um outro exemplo, a estrutura de quadro pode ser usada com MIMO, Antenas Inteligentes e SDMA, com as mesmas durações de quadro ou diferentes para usuários de SDMA simultâneos.

Claims (10)

REIVINDICAÇÕES

1. Método para transmissão de dados em um sistema de comunicação caracterizado pelo fato de compreender as etapas de: recebimento de dados a serem transmitidos por um4* quadro de rádio, onde o quadro de rádio é compreendido poruma pluralidade de subquadros;seleção de um comprimento de quadro que compreende múltiplos subquadros; 10 seleção de um tipo de subquadro a partir de um de doisou mais tipos de subquadros para o múltiplo de subquadros;colocação de dados nos múltiplos subquadros para a produção de múltiplos subquadros de dados; etransmissão do quadro tendo os múltiplos subquadros de 15 dados e o tipo de subquadro pelo quadro de rádio.

2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de cada tipo de subquadro a partir de dois ou mais tipos de subquadros compreender um número diferente de símbolos de OFDM ou um número diferente de símbolos de FDMA de portadora única.

3. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de compreender ainda a etapa de:multiplexação de canais de controle comuns no quadro de rádio.

4. Método, de acordo com a reivindicação 1,caracterizado pelo fato de compreender ainda a etapa de:determinação de um começo de quadro no quadro de rádio através da presença de um símbolo piloto ou de controle no quadro de rádio.

5. Método, de acordo com a reivindicação 1,caracterizado pelo fato de compreender ainda a etapa de:sinalização de uma partição do quadro de rádio em um emprego de sistema, em registro, em sincronização e controle de quadro, em um subquadro designado em um quadro de rádio, em um primeiro subquadro no quadro de rádio, um último subquadro de um quadro de rádio prévio, ou em uma atribuição de controle alocando recursos.

6. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato da seleção de um quadro ainda compreender a seleção de uma duração de quadro a partir de duas ou mais durações de quadro possíveis.

7. Método, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato da etapa de seleção da duração de quadro compreender a etapa de seleção da duração de quadro com base em uma velocidade de usuário, Doppler, condição de canal de rádio, largura de banda de portadora ou de canal, localização de usuário na célula, e taxa de dados, QoS, exigência de latência, tamanho de pacote, taxa de erro, número admissível de retransmissões de uma capacidade de unidade remota, um tamanho de célula, uma freqüência portadora, proximidade com outros sistemas sem fio, uma largura de banda de canal ou portadora, com base na obtenção de uma retrocompatibilidade com um outro sistema, com base no número de usuários a serem programados em um quadro, com base na carga do sistema, com base em um número de usuários em cada célula, com base em um tipo de modulação ou com base em um tipo de tráfego.

8. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de compreender ainda a etapa de:colocação de um controle de alocação de recurso nosmúltiplos subquadros.

9. Método, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato do recurso persistente ser persistente por um número especificado de quadros ou quadros de rádio ou desligado com uma mensagem de controle em um quadro diferente.

10. Método, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de compreender ainda a etapa de:seleção de um segundo quadro, onde o controle de alocação de recurso aloca recursos no primeiro quadro e no segundo quadro.