BRPI0608959A2

BRPI0608959A2 - método para redução da latência de ida e volta em um sistema de comunicação

Info

Publication number: BRPI0608959A2
Application number: BRPI0608959-3A
Authority: BR
Inventors: Brian K Classon; Kevin L Baum; Amitava Ghosh; Vijay Nangia; Robert T Love; Kenneth A Stewart
Original assignee: Motorola Inc
Priority date: 2005-03-30
Filing date: 2006-03-27
Publication date: 2010-02-17
Also published as: MX2007011795A; EP1872498A2; JP2008535391A; US20070058595A1; WO2006105004A2; RU2007139904A; WO2006105004A3; KR20080004545A

Abstract

MéTODO PARA REDUçãO DA LATêNCIA DE IDA E VOLTA EM UM SISTEMA DE COMUNICAçãO. 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 quadro possíveis.

Description

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MÉTODO PARA REDUÇÃO DA LATENCIA DE IDA E VOLTA EM UM SISTEMA DE COMUNICAÇÃO

Pedidos Relacionados Este pedido reivindica prioridade para o Pedido Provisório U.S. N° de Série 60/666494, depositado em 30 de março de 2 005.

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 'Phase 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 us, 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 us, 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. 5 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) 10 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 15 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 Composito. 20 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 25 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.

A presente invenção engloba um método para redução de 3 0 latência de ida e volta em um sistema de comunicação. Ométodo 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 de um primeiro usuário 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. 0 segundo dado é recebido para ser transmitido para o segundo usuário por um 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 segundo 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 múltiplos subquadros de dados, e o segundo quadro étransmitido 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 banda de sistema e o recebimento de dados a serem transmitidospor 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 comunicação com uma pluralidade de unidades remotas ou móveis 101 a 103. Na modalidade preferida da presente invenção, o sistema de comunicação 100 utiliza uma arquitetura Multiplexada de Divisão de Freqüência Ortogonal (OFDM) ou baseada em portadora múltipla, tal como OFDM com ou sem prefixo cíclico ou intervalo de guarda (por exemplo, OFDM convencional com prefixo cíclico ou intervalo de guarda, OFDM com conformação de pulso ou nenhum prefixo cíclico ou intervalo de guarda (OFDM/OQAM com filtro de protótipo de IOTA (Algoritmo de Transformada Ortogonal Isotrópica)), ou portadora única com ou sem prefixo cíclico ou intervalo de guarda (por exemplo, IFDMA, DFT-Spread-OFDM) , ou outro). A transmissão de dados pode ser uma transmissão de enlace descendente ou uma transmissão de enlace ascendente. 0 esquema de transmissão pode incluir Modulação Adaptativa e Codificação (AMC). A arquitetura também pode incluir o uso de técnicas de dispersão, tais como CDMA de portadora múltipla (MC-CDMA), CDMA de seqüência direta de portadora múltipla (MC-DS-CDMA), Multiplexação de Divisão de Freqüência e Código Ortogonal (OFCDM) com uma dispersão uni ou bidimensional, ou pode ser baseada em técnicas mais simples de multiplexação/acesso múltiplo de divisão de tempo e/ou freqüência, ou uma combinação destas várias técnicas. Contudo, em modalidades alternativas, o sistema de comunicação 100 pode utilizar outros protocolos de sistema 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 a Modulação Adaptativa e Codificação (AMC). Com AMC, oformato de modulação e codificação de um fluxo de dados transmitido para um receptor em particular é mudado para combinar predominantemente com uma qualidade de sinal recebido atual (no receptor) para o quadro em particular sendo transmitido. O esquema de modulação e codificação pode mudar em uma base de quadro por quadro, de modo a se acompanhar as variações de qualidade de canal que ocorrem em sistemas de comunicação móveis. Assim, a fluxos com alta qualidade são tipicamente atribuídas taxas de modulações de ordem mais alta e/ou taxas de codificação de canal mais altas com a ordem de modulação e/ou a taxa de codificação diminuindo conforme a qualidade diminuir. Para aqueles receptores experimentando alta qualidade, esquemas de modulação tais como 16 QAM, 64 QAM ou 256 QAM são utilizados, enquanto para aqueles experimentando uma qualidade baixa, esquemas de modulação tais como BPSK ou QPSK são utilizados.

Múltiplas taxas de codificação podem estar disponíveis para cada esquema de modulação para a provisão de uma granularidade de AMC mais fina, para se permitir uma combinação mais próxima entre a qualidade e as características de sinal transmitido (por exemplo, R = M, H e 3A para QPSK; R = % e R = 2/3 para 16 QAM, etc.) Note que a AMC pode ser realizada na dimensão do tempo (por exemplo, atualização da modulação/codificação a cada Nt períodos de símbolo de OFDM) ou na dimensão de freqüência (por exemplo, atualização da modulação/codificação a cada Nsc subportadoras) ou uma combinação de ambas.

A modulação e a codificação selecionadas podem apenas combinar predominantemente com a qualidade de sinalrecebido atual por razões tais como o atraso de medição de qualidade de canal ou erros ou atraso de relatório de qualidade de canal. Essa latência tipicamente é causada pelo atraso de ida e volta entre a transmissão de pacote e um 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 seja dividido em um número (um número inteiro na modalidade preferida) de subquadros. Em um quadro de rádio, os quadros são construídos a partir de um número inteiro de subquadros para transmissão de dados, com duas ou mais durações de quadro disponíveis (por exemplo, uma primeira duração de quadro de um subquadro e uma segunda duração de quadro de três subquadros).

Por exemplo, uma estrutura de quadro de rádio de núcleo de 10 ms para UTRA pode ser definida com Nrf subquadros por quadro de rádio (por exemplo, Nrf = 20 subquadros de Tsf = 0,5 ms, onde Tsf = duração de um subquadro). Para uma transmissão de OFDM, os subquadros compreendem um número inteiro P de intervalos de símbolo de OFDM (por exemplo, P = 10 para símbolos de Tsn = 50 us, onde Tsn = duração de um símbolo de OFDM) , e um ou mais tipos de subquadro podem ser definidos com base no intervalo de guarda ou um prefixo cíclico (por exemplo, normal ou difusão).

Conforme alguém de conhecimento comum na técnica reconhecerá, um quadro está associado a uma transmissão de dados programada. Um quadro pode ser definido como um recurso que é 'programável' ou uma unidade programável, pelo fato de ter uma estrutura de controle associada -possivelmente associada de forma única - que controla o uso do recurso (isto é, uma alocação para usuários, etc.). Por exemplo, quando um usuário é para ser programado em um quadro, uma mensagem de alocação de recurso correspondente a um quadro provera recursos (por exemplo, para um sistema de OFDM, um número de símbolos de modulação cada um de uma subportadora em um símbolo de OFDM) no quadro para transmissão. Os reconhecimentos de transmissões de dados em um quadro serão retornados, e novos dados ou uma retransmissão de dados podem ser programados em um quadro futuro. Devido ao fato de nem todos os recursos em um quadro poderem ser alocados em uma alocação de recurso (tal como em um sistema de OFDM) , a alocação de recurso não pode cobrir a largura de banda disponível inteira e/ou os recursos de tempo em um quadro.

As diferentes durações de quadro podem ser usadas para redução cia latência e do processamento em excesso com base no tipo de trafego serviço. Por exemplo, se uma primeira transmissão e uma retransmissão forem requeridas para a recepção confiável de um pacote de dados de protocolo de voltagens por internet (VoIP) e uma retransmissão puder ocorrer apenas após um atraso de quadro, a alocação de recursos em um quadro de 0,5 ms ao invés de um quadro de 2 ms 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 se adaptará a um pacote de usuário sem fragmentação, tal como um quadro de 1 ms ao invés de um quadro de 0,5 ms, pode reduzir um processamento em excesso tal como controle e sinalização de reconhecimento para múltiplos fragmentos deum pacote.

Outros nomes refletindo a agregação de recursos tais como símbolos de OFDM consecutivos podem ser usados ao invés 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, um quadro pode ser considerado uma quantidade específica de transmissão de usuário (tal como um TTI associado a um usuário e um fluxo de dados), e quadros, portanto, não precisam ser sincronizados ou alinhados entre usuários ou mesmo transmissões do mesmo usuário (por exemplo, um subquadro poderia conter partes de duas transmissões de dados de um usuário, a primeira transmitida em um quadro de um subquadro e a segunda transmitida em um quadro de 4 subquadros). Obviamente, pode ser vantajoso restringir transmissões com um usuário ou transmissões com múltiplos usuários para se terem quadros sincronizados ou alinhados, tal como quando o tempo é dividido em uma seqüência de quadros de 0,5 ms ou 2 ms e todas as alocações de recurso devem estar nestes quadros. Conforme indicado acima, um quadro de rádio pode representar uma agregação de subquadros ou quadros de tamanhos diferentes ou uma agregação de recursos, tais como símbolos de OFDM ou de DFT-SOFDM consecutivos excedendo ao número desses símbolos em um subquadro em que cada símbolo é composto por algum número de subportadoras, dependendo da largura de banda de portadora.

A estrutura de quadro de rádio adicionalmente pode ser usada para a definição de canais de controle comuns paratransmissões de enlace descendente (DL) (tais como canais de difusão, canais de envio de radiochamada, canais de sincronização e/ou canais de indicação) de uma maneira a qual é multiplexada com divisão de tempo na seqüência de subquadro, o que pode simplificar o processamento ou aumentar o tempo de bateria no equipamento de usuário (unidade remota). De modo similar para transmissões de enlace ascendente (UL), a estrutura de quadro de rádio adicionalmente pode ser usada para a definição de canais de contenção (por exemplo, canal de acesso randômico_(RACH)), canais de controle incluindo tempo de piloto multiplexado com o canal de dados compartilhados.

A FIG. 2 é um diagrama de blocos de um circuito 200 para uma estação base 104 ou uma estação móvel 101 a 103 para a realização de transmissão de enlace ascendente e de enlace descendente. Conforme mostrado, o circuito 200 compreende um circuito lógico 201, um circuito de transmissão 202 e um circuito de recepção 203. 0 circuito lógico 201 preferencialmente compreende um controlador de microprocessador, tal como, mas não limitado a um microprocessador Freescale PowerPC. Os circuitos de transmissão e de recepção 202 - 203 são circuitos comuns conhecidos na técnica para a comunicação utilizando protocolos de rede bem conhecidos, e servem como meios para a transmissão e a recepção de mensagens. Por exemplo, o transmissor 202 e o receptor 203 preferencialmente são transmissores e receptores bem conhecidos que utilizam um protocolo de rede de 3GPP. Outros transmissores e receptores possíveis incluem, mas não estão limitados a transceptores utilizando Bluetooth, IEEE 802.16 ouprotocolos de HyperLAN.

Durante uma operação, o transmissor 202 e o receptor 203 transmitem e recebem quadros de dados e uma informação de controle, conforme discutido acima. Mais particularmente, uma transmissão de dados ocorre pela recepção de dados a serem transmitidos por um quadro de rádio. O quadro de rádio (mostrado na FIG. 3) é compreendido por uma pluralidade de subquadros 300 (apenas um rotulado), onde a duração de subquadro 3 01 é substancialmente constante e a duração do quadro de rádio 300 é constante. Por exemplo, apenas um quadro de rádio compreende m = 2 0 subquadros 3 00 de duração 0,5 ms consistindo em j =10 símbolos. Durante uma transmissão, o circuito lógico 2 01 seleciona uma duração de quadro de duas ou mais durações de quadro, onde a duração de quadro é substancialmente a duração de subquadro multiplicada por um numero. Com base na duração de quadro, o número de subquadros é agrupado em um quadro e dados postos nos subquadros. Uma transmissão ocorre pelo transmissor 202 transmitir um quadro 3 00 tendo o número de subquadros pelo quadro de rádio.

Conforme citado previamente, a transmissão de dados pode ser uma transmissão de enlace descendente ou uma transmissão de enlace ascendente. O esquema de transmissão pode ser OFDM com ou sem prefixo cíclico ou intervalo de guarda (por exemplo, OFDM convencional com prefixo cíclico ou intervalo de guarda, OFDM com conformação de pulso ou nenhum prefixo cíclico ou intervalo de guarda (OFDM / OQAM com filtro de protótipo de IOTA (Algoritmo de Transformada Ortogonal 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 durações de quadro forem definidas, elas poderão ser designadas curta e longa, onde a duração de quadro curta compreende menos subquadros do que a duração de quadro longa. A FIG. 4 mostra uma seqüência de quadros curtos consecutivos 401 (multiplexação de quadro curto) e a FIG. 5 mostra uma seqüência de quadros longos consecutivos 501 (multiplexação de quadro longo) . O tempo pode ser dividido em uma seqüência de subquadros, subquadros agrupados em quadros de duas ou mais durações, e uma duração de quadro pode ser diferente entre quadros consecutivos. Os subquadros de um quadro são de um tipo de subquadro, tipicamente com dois ou mais tipos de subquadro. Cada quadro curto e longo é uma unidade programável composta por ns (n) subquadros. No exemplo da FIG. 4 e da FIG. 5, um subquadro é de duração de 0,5 ms e 10 símbolos, ns = 1 para o quadro curto 401, enquanto n = 6 (3 ms) para o quadro longo 501, embora outros valores possam ser usados. Um quadro de rádio não precisa ser definido ou, se definido, o quadro (por exemplo, quadro curto ou longo) pode cobrir mais de um quadro de rádio. Como um exemplo, um piloto comum ou símbolo de referência comum ou sinal de referência comum é multiplexado com divisão de tempo (TDM) sobre o primeiro símbolo de cada subquadro, e símbolos de controle são TDM sobre os primeiros símbolos de cada quadro (outras formas de multiplexação, tais como FDM, CDM e combinações também podem ser usadas) . Os símbolos de piloto e as configuraçõesde controle de alocação de recurso serão discutidos em seções posteriores - a intenção aqui é mostrar que o processamento em excesso de controle para um quadro longo pode ser menor do que para um quadro curto.

Um quadro de rádio (quadro de rádio) pode incluir quadros curtos 401, quadros longos 501 ou alguma combinação de quadros curtos e longos. Um usuário único pode ter quadros curtos e quadros longos em um quadro de rádio, ou pode ser restrito a uma duração de quadro. Quadros de múltiplos usuários podem ser síncronos ou alinhados, ou podem ser assíncronos ou não alinhados. Em geral, um quadro (por exemplo, quadro curto ou longo) pode cobrir mais de um quadro de rádio. Várias configurações diferentes de quadro longo são mostradas na Tabela 1 da FIG. 6 abaixo 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. Neste exemplo, a duração de quadro curto é um subquadro, e a duração de quadro longo é variada. O número máximo de quadros longos por quadro de rádio é mostrado para cada configuração, bem como o número mínimo de quadros curtos por quadro de rádio. Um processamento em excesso de quadro de rádio opcional (em subquadros) é assumido (por exemplo, para os canais de controle comuns mencionados anteriormente) , conforme será discutido na seção de Multiplexação de Processamento em excesso de Quadro de Rádio. Contudo, quadro de rádio e outros tempos de processamento também podem ser multiplexados em quadros (subquadros de dados). Por simplicidade e flexibilidade, é preferido, mas não requerido, que o processamento em excesso de quadro de rádio seja um número inteiro de subquadros.A FIG. 7 mostra exemplos para a terceira coluna de dados da Tabela 1, com subquadros de 0,5 ms e 6 subquadros por quadro longo (3 ms) . No exemplo da FIG. 7, o quadro de rádio começa com dois subquadros de sincronização e controle (processamento em excesso de quadro de rádio) 701 seguidos por 18 quadros curtos 702 (apenas um rotulado) ou 3 quadros longos 7 03 (apenas um rotulado), onde cada quadro longo é composto por 6 subquadros. Um parâmetro adicional (opcional) neste exemplo é o número mínimo de quadros curtos por quadro de rádio (a última linha da tabela). Este parâmetro determina se um quadro de rádio deve conter alguns quadros curtos. Pela regulagem do número mínimo de quadros curtos por quadro de rádio para zero, o quadro de rádio é deixado ser preenchido com quadros longos e sem quadros curtos. Devido ao fato de o número mínimo de quadros curtos por quadro de rádio ser zero, uma mistura de quadros curtos e longos (em geral permitida) pode ser proibida em um quadro de rádio.

Alternativamente, a Tabela 1 também mostra a entrada de tabela com subquadros de 0,5 ms e 4 subquadros por quadro longo (2 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. As localizações de partida para quadros longos podem ser restringidas para posições conhecidas no quadro de rádio.

Razões para a seleção de uma duração de quadro em particular

Como um exemplo, uma duração de quadro pode ser selecionada com base, em parte, em:

• Um hardware em particular que favorece uma duração dequadro, incluindo a capacidade do equipamento de usuário.

Preferência de operadora ou fabricante, a qual pode incluir (dentre outros fatores) preferência de emprego ou espectro disponível ou a adjacência a outros sistemas sem fio empregados.

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

Uma condição de usuário a partir de um ou mais usuários, onde a condição de usuário pode ser velocidade (Doppler), condição de canal de rádio, localização de usuário na célula (por exemplo, borda de célula), ou outra condição de usuário. Uma característica de tráfego de usuário para um ou mais usuários, tais como exigência de latência, tamanho de pacote, taxa de erro, número admissível de retransmissões, etc.

Uma duração de quadro pode ser selecionada com base, em parte, na minimização do processamento em excesso para um ou mais usuários. O processamento em excesso pode ser um processamento em excesso de controle, um processamento 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' de sistema e o número de usuários em cada célula. Compatibilidade para trás com sistemas de legado. Particionamento de freqüência e modulação de uma portadora e tipos de tráfego atribuídos: a portadora geral pode ser dividida em duas ou mais bandas detamanhos diferentes com tipos de modulação diferentes usados em cada banda (por exemplo, largura de banda de portadora é dividida em um CDMA ou uma portadora única ou banda de OFDM dispersa e uma banda de OFDM de portadora múltipla), de modo que tamanhos de quadro diferentes sejam melhores ou (quase) ótimos para o tipo de tráfego atribuído ou programado em cada banda (por exemplo, VoIP na banda de CDMA e Navegação na Web na outra banda de OFDM).

Como um exemplo, considere a seleção de uma duração de quadro para um usuário único entre um quadro curto (por exemplo, um quadro de duração menor do que o número máximo de subquadros) e um quadro longo (por exemplo, um quadro de duração maior do que o número mínimo de subquadros) . Um quadro curto pode ser selecionado para a latência mais baixa, os menores pacotes, o Doppler médio, largura de banda grande e por outras razões. Um quadro longo pode ser selecionado para processamento em excesso menor, latência baixa, pacotes maiores, Doppler baixo ou alto, borda de célula, largura de banda pequena, programação de usuário múltiplo, programação seletiva de freqüência, ou por outras razões. Em geral, nenhuma regra estrita precisa ser aplicada, contudo, de modo que qualquer latência, tamanho de pacote, largura de banda, Doppler, localização, método de programação, etc. podem ser usados em qualquer duração de quadro (curta ou longa) . Por exemplo, a duração de quadro pode corresponder ao quadro de enlace descendente mínimo ou TTI. A concatenação de múltiplos subquadros em um quadro mais longo ou TTI pode prover, por exemplo, um suporte melhorado para taxas de dados mais baixas eotimização de QoS.

A duração de quadro pode ser selecionada em qualquer uma de várias granularidades. A duração de quadro ou o TTI pode ser um atributo de canal de transporte semi-estático ou dinâmico. Como tal, a duração de quadro ou o TTI pode ser determinado em uma base quadro por quadro (e, portanto, dinâmica) ou em uma base semi - estática. No caso de uma base dinâmica, a Rede (Nó B) sinalizaria a duração de quadro explicitamente (por exemplo, com LI bits) ou implicitamente (por exemplo, pela indicação da taxa de modulação e codificação e do tamanho de bloco de transporte) . No caso de uma duração de quadro semi-estática ou TTI, a duração de quadro ou o TTI pode ser regulada através de uma sinalização de camada mais alta (por exemplo, L3) . As granularidades incluem, mas não está limitada a uma base quadro por quadro, em um quadro de rádio, entre quadros de rádio, a cada múltiplo de quadro de rádio (por exemplo, 10, 20, 100, etc.), a cada número de ms ou s (por exemplo, 115 ms, 1 s, etc.), mediante uma transferência de ponto a ponto, um registro de sistema, um emprego de sistema, quando da recepção de uma mensagem de L3, etc. As granularidades podem ser denominadas estáticas, semi-estáticas, semidinâmicas, dinâmicas ou por outros termos. A duração de quadro ou o TTI também pode ser disparado em uma mudança de qualquer uma das características 'de seleção' acima, ou por qualquer outra razão. Tipo de subquadro

No enlace descendente e no enlace ascendente, há pelo menos um tipo de subquadro e, tipicamente, para o enlace descendente (e, às vezes, para o enlace ascendente) háusualmente dois ou mais tipos de subquadros (cada um substancialmente com a mesma duração). Por exemplo, os tipos podem ser * normal' e 'de difusão' (para transmissão de enlace descendente), ou os tipos A, B e C, etc. Neste caso, o procedimento de transmissão de dados é expandido para incluir:

• a recepção de dados a serem transmitidos por um quadro de rádio, onde o quadro de rádio é compreendido por uma pluralidade de subquadros, onde a duração de um subquadro é substancialmente constante e a duração do quadro de rádio é constante;

• a seleção de uma duração de quadro a partir de duas ou mais durações de quadro, onde a duração de quadro é substancialmente a duração de subquadro multiplicada por um número;

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

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

• a colocação dos dados nos subquadros do tipo de subquadro;

• a transmissão do quadro com o número de subquadros pelo quadro de rádio.

Conforme indicado, todos os subquadros em um quadro têm o mesmo tipo, embora em geral os tipos de subquadro possam ser misturados em um quadro.

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

Como um exemplo, considere um sistema de OFDM com um espaçamento de subportadora de 22,5 kHz e uma duração de símbolo de 44,44 ps (não estendida). A FIG. 9 mostra um subportadora 900 compreendido por j =10 símbolos de OFDM cada cóm um prefixo cíclico 901 de 5,56 us, o qual pode ser usado para uma transmissão de unidifusão. A FIG. 10 mostra um subquadro 'de difusão' 1000 compreendido por j = 9 símbolos cada com um prefixo cíclico 1001 de 11,11 us, o qual pode ser usado para uma transmissão de difusão. Nas figuras, 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 de difusão ê maior (no tempo) do que o prefixo cíclico 901 para subquadros de unidifusão (não de muitidifusão ou difusão). Os quadros assim podem ser identificados como curtos ou longos por seu comprimento de prefixo cíclico. Obviamente, subquadros com um CP mais longo podem ser usados para unidifusão e subquadros com um CP mais curtopodem ser usados para difusão, de modo que designações tais como tipo de subquadro A ou B sejam apropriadas.

Os exemplos de três tipos de subquadros são providos na Tabela 2 mostrada na FIG. 11 abaixo para espaçamento de subportadora de 22,5 kHz e subquadros de aproximadamente 0,5 ms, 0,5556 ms, 0,625 ms e 0,6667 ms. Três durações de prefixo cíclico (para tipos de subquadro A, B e C) são mostradas para cada duração de subquadro. Outros espaçamentos 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 podem não ser da mesma duração de símbolo, devido a durações de guarda diferentes (prefixo cíclico) ou diferentes espaçamentos de subportadora ou tamanho de FFT.

A numerologia de OFDM usada é apenas de exemplo e muitas outras são possíveis. Por exemplo, a Tabela 3 mostrada na FIG. 11 usa um espaçamento de subportadora de 2 5 kHz. Conforme mostrado neste exemplo (por exemplo, subquadro de 0,5 ms, intervalo de guarda de 5,45 ps), pode haver uma duração não uniforme de intervalos de guarda em um subquadro, tal como quando o número desejado de símbolos não divide uniformemente o número de amostras por subquadro. Neste caso, a entrada de tabela representa um prefixo cíclico médio para os símbolos do subquadro. Um exemplo de como modificar o prefixo cíclico por símbolo de subquadro é mostrado na seção de Largura de Banda Escalonável.

Um quadro longo pode ser composto inteiramente por subquadros de difusão ou composto inteiramente de subquadros normais (unidifusão) (veja a FIG. 12) ou por umacombinação de subquadros normais e de difusão. Um ou mais quadros longos de tipo de difusão podem ocorrer em um quadro de rádio. Um quadro curto também pode ser composto por um subquadro normal ou de difusão e um ou mais quadros curtos de tipo de difusão podem ocorrer em um quadro de rádio (veja a FIG. 13) . Os quadros de difusão podem ser agrupados com outros quadros de difusão para melhoria da estimativa de canal para os dados de unidifusão e não de unidifusão (veja a seção de Símbolos de Piloto; pilotos comuns podem ser usados a partir de subquadros adjacentes), e/ou quadros de difusão podem ser interespaçados com quadros não de difusão para entrelaçamento de tempo. Embora não mostrado, pelo menos um tipo de subquadro adicional pode ser do tipo *em branco' . Um subquadro em branco pode estar vazio ou conter uma carga útil fixa ou gerada de forma pseudo-randômica. Um subquadro em branco pode ser usado para evitação de interferência, medições de interferência, ou quando dados não estiverem presentes em um quadro em um quadro de rádio. Outros tipos de subquadro também podem ser definidos.

Multiplexação de Função Auxiliar de Quadro de Rádio

Uma parte de um quadro de rádio pode ser reservada para funções auxiliares. As funções auxiliares podem compreender controle de quadro de rádio (incluindo estruturas de controle comuns), campos ou seqüências de sincronização, indicadores sinalizando uma resposta a uma atividade em um canal de rádio complementar (tal como freqüência 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 e controle' é ilustrado. Neste exemplo, o processamento em excesso é de 2 subquadros multiplexados no tempo em um quadro de rádio de 20 subquadros. Outras formas de sincronização e controle de multiplexação em subquadros também são possíveis. A região de sincronização e de controle pode incluir símbolos de sincronização de vários tipos (incluindo um Símbolo de Sincronização de Célula (CSS) específico de célula, um Símbolo de Sincronização Global (GSS) compartilhado entre 2 ou mais nós de borda de rede), símbolos de piloto comuns (CPS), símbolos de canal de indicador de envio de radiochamada (PI), símbolos de canal de indicador de reconhecimento (AI), canal de outro indicador (OI), canal de indicador de difusão (BI), informação de canal de controle de difusão (BCCH), e informação de canal de envio de radiochamada (PCH). Estes canais comumente ocorrem em sistemas de comunicação celular, e podem ter nomes diferentes ou não estar presentes, em alguns sistemas. Além disso, outros canais de controle e sincronização podem existir e ser transmitidos durante esta região.

A FIG. 15 mostra uma estrutura alternativa de Quadro de Rádio 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 (S+C) é enviada com cada j Quadros de rádio. O quadro de rádio seguindo-se à região S+C é de 18 subquadros neste exemplo.

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

A parte de sincronização e de controle de um quadro de rádio pode ser toda ou parte de um ou mais subquadros, e pode se de uma duração fixa. Também pode variar entre quadros de rádio, dependendo da estrutura hierárquica na qual a seqüência de quadro de rádio está embutida. Por exemplo, conforme mostrado na FIG. 16, ela pode compreender os dois primeiros subquadros de cada quadro de rádio. Em geral, quando uma sincronização e/ou um controle estão presentes em todos ou em parte de múltiplos subquadros, os referidos múltiplos subquadros não precisam ser diretamente adjacentes uns aos outros. Em um outro exemplo, ela pode compreender dois subquadros em um quadro de rádio e três subquadros em um outro quadro de rádio. O quadro de rádio com o(s) subquadro(s) adicional(is) de processamento em excesso pode ocorrer não freqüentemente, e o processamento em excesso adicional pode ocorrer em subquadros adjacentes ou não adjacentes ao processamento em excesso de quadro de rádio normal (freqüente). Em uma modalidade alternativa, o processamento em excesso pode ser em um quadro de rádio, mas pode não ser um número inteiro de subquadros, o que pode ocorrer se o quadro de rádio não for igualmente dividido em subquadros, mas, ao invés disso, uma região de processamento em excesso mais um número inteiro desubquadros. Por exemplo, um quadro de rádio de 10 ms pode consistir em 10 subquadros, cada um tendo um comprimento de 0,9 ms, mais uma porção de 1 ms para processamento em excesso de quadro de rádio (por exemplo, canais de envio de radiochamada ou difusão de quadro de rádio).

Conforme será discutido abaixo, a parte de sincronização e controle de todos ou de alguns quadros de rádio pode ser (mas não é requerido que seja) configurada para portar uma informação sobre o layout do quadro de rádio, tal como um mapa de configuração de subquadro curto /longo (exemplo - se o quadro de rádio tiver dois quadros longos seguidos por um quadro curto, então, a configuração poderia ser representada como L-L-S). Além disso, a parte de sincronização e de controle pode especificar quais subquadros são usados para a difusão, etc. O transporte do layout de quadro de rádio desta maneira reduziria ou potencialmente eliminaria a necessidade de detecção cega de subquadro por subquadro do layout e do uso de quadro, ou a entrega de uma 'programação' de quadro de rádio através de uma sinalização de camada mais alta, ou a definição a priori de um número finito de seqüências de quadro de rádio (uma das quais então é selecionada e sinalizada paras o equipamento de usuário no acesso de sistema inicial). Pode ser notado que os quadros de dados normais também podem ser usados 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. Por exemplo:• Cega (por exemplo, dinamicamente controlada pela BS, mas não sinalizada, de modo que a SS deve determinar o começo de quadro em um quadro de rádio) . O começo de quadro pode ser baseado na presença de um símbolo de piloto ou de controle em um quadro.

• Superquadro (por exemplo, a cada 1 segundo a BS transmite uma informação especificando a configuração de quadro, até o próximo superquadro).

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

• Sinalizada na parte de sincronização e de controle de quadro 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 de subquadro podem estar em um quadro de rádio. Se o sistema de comunicação 10 0 for configurado de modo que a mistura de quadros curtos e longos em um quadro de rádio possa variar, as localizações de começo possíveis de quadros longos poderiam ser fixadas, para redução de sinalização/busca. Uma redução adicional de sinalização/busca é possível, se um quadro de rádio puder ter apenas uma única duração de quadro, ou um tipo único de subquadro. Em muitos casos, a determinação da estrutura de enquadramento de um quadro de rádio também prove uma informação sobre a localização da informação de controle e de piloto no quadro de rádio, tal como quando o controle de alocação de recurso (próxima seção) está localizado no começo em um segundo símbolo de cada quadro (longo ou curto).

Esses métodos de controle podem ser mais adaptativospara a mudança de condições de tráfego em uma base de quadro por quadro. Por exemplo, ter um mapa de controle por quantidade temporariamente armazenada em um subquadro designado (primeiro em quadro de rádio, último de quadro de rádio prévio) pode permitir que pacotes grandes (por exemplo, TCP/IP) sejam eficientemente manipulados em um quadro de rádio, e que muitos usuários de VoIP sejam manipulados em um outro. Alternativamente, uma sinalização de superquadro pode ser suficiente para a mudança da alocação de canal de controle no quadro de rádio, se tipos de tráfego de usuário variarem de forma relativamente lenta.

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 de alocação de recurso (RA) tipicamente é provido para cada quadro e sua respectiva duração de quadro, de modo a se reduzir um atraso, quando de retransmissões de programação. Em muitos casos, a determinação da estrutura de enquadramento de um quadro de rádio também prove uma informação sobre a localização do controle de alocação de recurso (por quadro) no quadro de rádio, tal como quando um controle de alocação de recurso está localizado começando em um segundo símbolo de cada quadro (longo ou curto). O canal de controle preferencialmente é TDM (por exemplo, um ou mais símbolos de TDM) , e localizado no ou próximo do começo do quadro, mas também poderia ocorrer, alternativamente, distribuído por todo o quadro em qualquer tempo (símbolos), freqüência (subportadoras) ou ambos. Umadispersão uni ou bidimensional e uma multiplexação de divisão de código (CDM) da informação de controle também podem 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 com recursos alocados em um quadro, tal como com multiplexação de TDM/FDM/CDM, embora uma restrição a um único usuário por quadro, tal como TDM, seja possível. Portanto, quando um canal de controle está presente em um quadro, ele pode alocar recursos para um ou mais usuários. Também pode haver mais de um canal de controle em um quadro, se um canal de controle separado for usado para alocação de recurso para dois usuários no quadro.

Este campo de controle também pode conter mais informação do que apenas alocação de recurso para aquele quadro. Por exemplo, no enlace descendente, o controle de RA pode conter uma alocação de recurso de enlace ascendente e uma informação de reconhecimento para o enlace ascendente. Reconhecimentos rápidos correspondentes a um quadro individual podem ser preferidos para programação rápida e latência mais baixa. Um exemplo adicional é que o campo de controle pode fazer uma alocação de recurso persistente, que permanece aplicável por mais do que um quadro (por exemplo, uma alocação de recurso que é persistente para um número especificado de quadros ou quadros de rádio, ou até ser desligada com uma outra mensagem de controle em um quadro diferente).

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

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

• Flexibilidade de Programação Adicional em um quadro de rádio (ambigüidade parcial): um canal de controle no primeiro quadro (ou MAP de controle de Enquadramento no quadro de rádio) pode proporcionar uma especificação ligeiramente ambígua do mapa de controle para o quadro de rádio para permitir mais flexibilidade quadro a quadro. Por exemplo, o mapa de controle pode indicar localizações de quadro/controle que são definidas ou possíveis. Um receptor semicego saberia as localizações definidas, mas teria que determinar de forma cega se localizações de quadro/controle possíveis seriam válidas.

Símbolos de Piloto

Símbolos de piloto ou referência podem ser multiplexados em um quadro ou subquadro por TDM, FDM, CDM ou várias combinações destes. Os símbolos de piloto podem ser comuns (para serem recebidos e usados por qualquer usuário) ou dedicados (para um usuário específico ou umgrupo específico de usuários), e uma mistura de pilotos comuns 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 de TDM) , desse modo se provendo símbolos de piloto comuns espaçados de forma substancialmente uniforme por todo o quadro de rádio. O enlace descendente e o enlace ascendente podem ter formatos diferentes de símbolo de piloto. As alocações de símbolo de piloto também podem ser constantes, ou podem ser sinalizadas. Por exemplo, localizações comuns de símbolo de piloto podem ser sinalizadas no controle de quadro de rádio para um ou mais RAFs. Em um outro exemplo, um piloto dedicado (além de qualquer piloto comum) é indicado em um quadro no controle de RA para o quadro.

Em uma modalidade, a definição de subquadro pode ser ligada ao espaçamento de piloto comum. Por exemplo, se um subquadro for definido para incluir um símbolo de piloto comum único, então, o comprimento de subquadro preferencialmente estará relacionado ao tempo de coerência mínimo esperado do canal para o sistema sendo empregado. Com esta abordagem, a duração de subquadro pode ser determinada simplesmente pelo espaçamento de piloto comum (certamente, outras formas para a definição do comprimento de subquadro também são permitidas). O espaçamento de piloto comum é primariamente determinado pela performance de estimativa de canal, a qual é determinada pelo tempo de coerência, pela distribuição de velocidade e modulação de usuários no sistema. Por exemplo, os pilotos podem ser espaçados em um de cada 5 bauds para ser capaz de manipular usuários de 120 Km/h com bauds de 50 us (duração útil de 40us + prefixo cíclico ou duração de guarda de 10 us) . Note que baud conforme usado aqui se refere ao período de símbolo de OFDM ou de DFT-SOFDM.

Quando a taxa de Doppler é muito baixa, todo ou parte do piloto comum pode ser omitido de certos quadros ou subquadros, uma vez que os pilotos de um subquadro/quadro precedente ou subseqüente, ou a partir da região de controle de um quadro de rádio podem ser suficientes para um acompanhamento de canal, neste caso. Mais ainda, nenhum piloto seria necessário se uma modulação diferencial/não coerente fosse usada. Contudo, por simplicidade de ilustração, cada subquadro é mostrado com símbolos de piloto.

Enlace ascendente e Enlace descendente

As configurações de quadro de rádio mostradas podem ser para o enlace ascendente ou para o enlace descendente de um sistema de FDD. Um exemplo, quando usado para enlace ascendente e enlace descendente é mostrado na FIG. 18. A FIG. 18 mostra os subquadros de enlace ascendente como sendo da mesma configuração que os subquadros de enlace descendente, mas, em geral, eles poderiam ter um número diferente de símbolos por subquadro ou mesmo ter durações de subquadro diferentes e números diferentes de subquadros por quadro. A modulação para o enlace ascendente pode ser diferente de para o enlace descendente, por exemplo, DS-CDMA, IFDMA ou DFT-SOFDM (DFT-spread-OFDM) ao invés de OFDM. O quadro de rádio de enlace ascendente é mostrado deslocado da estrutura de quadro de rádio de enlace descendente para facilitar exigências de sincronismo de HARQ ao permitir reconhecimentos mais rápidos, embora umdeslocamento nulo também seja admissível. O deslocamento pode ser qualquer valor, incluindo um subquadro, um múltiplo de subquadros ou uma fração de um subquadro (por exemplo, algum número de períodos de símbolo de OFDM ou de DFT-SOFDM). Os primeiros subquadros no quadro de rádio de enlace ascendente podem ser atribuídos para serem canais de controle/contenção comuns, tais como subquadros de canal de acesso randômico (RACH), e podem corresponder aos subquadros de sincronização e controle de enlace descendente. Os quadros de controle (ou, mais geralmente, as mensagens) portando uma informação de controle de enlace ascendente, CQI, mensagens de Ack/Nack de enlace descendente, símbolos de piloto, etc. podem ser multiplexados no tempo ou na freqüência com os quadros de dados.

Enlace Ascendente Alternativo

Duas estruturas alternativas de enlace ascendente de FDD são mostradas, que têm apenas uma duração de quadro no enlace ascendente. Contudo, dois ou mais tipos de quadro longo são definidos. Na FIG. 19 e na FIG. 20, quadros longos de 2 ms compostos por subquadros de 0,5 ms são do tipo de RACH, Dados ou Compósito de quadro longo. O RACH longo pode ocorrer não freqüentemente, tal como a cada 100 ms. Os quadros compósitos têm dados, controle e um RACH curto. O RACH curto pode ser menor do que um subquadro de duração. Os quadros de dados (não mostrados) são como quadros Compósitos, mas com um RACH curto substituído por um subquadro de dados. Controle, RACH e piloto são todos mostrados TDM, mas poderiam ser FDM ou TDM/FDM em combinação. Como antes, um tipo de subquadro é definido, epode ser baseado em duração de intervalo de guarda ou para quadro de RACH ou para comutação de IFDM/DFT-SOFDM & OFDM. A FIG. 21 é similar à Fig. 19 e à Fig. 20, mas com quadros de 6 subquadros e dados de tipo ou compósitos. Se apenas 5 quadros de dados compósitos forem usados, todo quadro conteria controle e RACH curto. Um RACH longo ocorre não freqüentemente (mostrado uma vez por subquadro), com um número inteiro (preferido) ou não inteiro de subquadros. TDD

Com duplexação de divisão de tempo (TDD) , a largura de

banda de sistema é alocada a um enlace ascendente ou a um enlace descendente de uma forma multiplexada no tempo. Em uma modalidade, a comutação entre enlace ascendente e enlace descendente ocorre uma vez por vários quadros, tal

como uma vez por quadro de rádio. Os subquadros de enlace ascendente e de enlace descendente podem ser da mesma duração ou de uma diferente, com a 'divisão de TDD' determinada com uma granularidade de subquadro. Em uma outra modalidade, ambos enlace descendente e enlace

ascendente ocorrem em um quadro longo de dois ou mais

subquadros, com o quadro longo de duração possivelmente fixa. Um quadro curto de um subquadro único também é possível, mas a ida e volta no quadro é difícil ou dispendiosa em termos de processamento em excesso. O enlace 25 ascendente e o enlace descendente podem ser da mesma duração ou de uma diferente, com a 'divisão de TDD' determinada com uma granularidade de subquadro. Em qualquer modalidade, os tempos de processamento de TDD, tais como de aumento e de diminuição, podem ser incluídos dentro ou fora

de subquadros.Largura de banda Escalonável

Uma transmissão pode ocorrer em uma de duas ou mais larguras de banda, onde a duração de quadro de rádio é a mesma para cada largura de banda. A largura de banda pode ser de 1,25, 2,5, 5, 10, 15 ou 20 MHz ou algum valor aproximado. A duração de subquadro (e, portanto, a menor duração de quadro possível) preferencialmente é a mesma para cada largura de banda, como é o conjunto de durações de quadro disponíveis. Alternativamente, a duração de subquadro e as múltiplas durações de quadro podem ser configuradas para cada largura de banda.

A Tabela 4 mostra um exemplo de seis larguras de banda de portadora com um espaçamento de subportadora de 22,5 kHz, e a Tabela 5 mostra um exemplo de seis larguras de banda de portadora com um espaçamento de subportadora de 25 kHz. Note que, na Tabela 5, o intervalo de guarda (por exemplo, comprimento de prefixo cíclico) por símbolo no subquadro não é constante, conforme descrito na seção de Tipo de Subquadro. Em um subquadro, todos os símbolos podem não ser da mesma duração de símbolo, devido a durações diferentes de guarda (prefixo cíclico). Para este exemplo, um símbolo único é dado a todas as amostras de excesso; em outros exemplos, dois ou três valores de intervalo de guarda a mais podem ser definidos para o subquadro. Como um outro exemplo, com um espaçamento de subportadora de 15 kHz e uma duração de subquadro de 0,5 ms, um quadro curto de 7 símbolos pode ter um CP médio de ~ 4,7 ps (microssegundos) , com 6 símbolos tendo ~ 4,69 ps (9 amostras a 1,25 MHz, escalonamento para larguras de banda mais altas) e ~ 5,21 ps (10 amostras a 1,25 MHz, escalonamento para larguras debanda mais altas).

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Tabela 4 - Numerologia de OFDM para Larguras de Banda de Portadora Diferentes para Subquadros Normais (Dados).

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Tabela 5 - Numerologia de OFDM para Larguras de Banda de Portadora Diferentes para Subquadros Normais (Dados).

ARQ

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

O conceito de quadro múltiplo pode ser usado com ARQ para confiabilidade ou com HARQ para confiabilidade adicional. Um esquema de ARQ ou HARQ pode ser um protocolo de parar e esperar (SAW), um protocolo de repetição seletiva, ou um outro esquema, conforme conhecido na técnica. Uma modalidade preferida, descrita abaixo, é usar um HARQ de parar e esperar de canal múltiplo modificado com operação 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 que o canal possa ser plenamente ocupado com dados de um usuário, 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 dequadro (por exemplo, um identificador de processo de HARQ poderia se referir a um quadro curto ou longo de uma maneira explicita ou implícita). 0 número de canais requeridos 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 canaisrequeridos 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 ' p' 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 de símbolo 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 detransporte (TBS)", bem como retorno de ACK/NACK e CQI. Outras especificações técnicas podem usar uma terminologia similar para HARQ. Em um exemplo, até ' n' ou xp' pacotes de unidade 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 teria24 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 canais típicos (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 ,p' 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 conceito inventivo 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 detempo - 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

REIVINDICAÇÕES

1. Método para redução da latência de ida e volta em um sistema de comunicação caracterizado pelo fato de compreender as etapas de: recebimento de dados a serem transmitidos por umquadro de rádio, onde o quadro de rádio é compreendido por uma pluralidade de subquadros;seleção de uma duração de quadro a partir de duas ou mais durações possíveis de quadro, onde um quadro é substancialmente igual a um 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 dados pelo quadro de rádio.

2. Método, de acordo com a reivindicação 1,caracterizado pelo fato do quadro ser dividido em um número de subquadros igualmente dimensionados.

3. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato do quadro de rádio ser um quadro de rádio de lOms.

4. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato do quadro de rádio compreender quadros curtos e quadros longos, onde cada quadro curto compreende um primeiro número de subquadros e cada quadro longo compreende um segundo número de subquadros.

5. Método, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato do quadro de rádio ainda compreender uma porção de sinalização de controle.

6. Método para transmissão de dados em um sistema de comunicação caracterizado pelo fato de compreender asetapas de:recebimento de dados a serem transmitidos por um quadro de rádio, onde o quadro de rádio é compreendido por uma pluralidade de subquadros; 5 seleção de um quadro, onde o quadro é substancialmenteigual a um múltiplo de subquadros;colocação de dados nos múltiplos subquadros para a produção de múltiplos subquadros de dados;colocação de um piloto comum em cada subquadro dos 10 múltiplos subquadros; etransmissão do quadro tendo os múltiplos subquadros de dados pelo quadro de rádio.

7. Método, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato do piloto comum compreendersímbolos de referência.

8. Método, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de pelo menos uma porção do piloto comum ser multiplexada no tempo do primeiro símbolo do quadro.

9. Método, de acordo com a reivindicação 6,caracterizado pelo fato do piloto comum ainda ser colocado na pluralidade de subquadros no quadro de rádio.

10. Método, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato do piloto comum ser espaçado de forma substancialmente uniforme no quadro de rádio.

11. Método, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato do espaçado de forma substancialmente uniforme no quadro de rádio ser todo terceiro ou quarto símbolo de OFDM.