SE519303C2 - Anordning för smalbandig kommunikation i ett multicarrier- system - Google Patents

Description

25 30 519 303 2 innefattar utrustning för mottagning av en signal bestående av ett flertal bärvågor, vilken även innefattar utrustning för mottagning av en signal med en bärvåg (single-carrier), där denna ena bärvåg är en av de bärvågor som ingår i det multicarriersystem för vilken centralenheten är avsedd.

Eftersom sändning på en enda frekvens går att göra strömsnålare än multicarrier-sändning blir det på detta vis möjligt för en utrustning som på grund av begränsningar i sin strömförsörjning inte kan kommunicera med centralenheten i ett multicarrier-system att ändå, genom sändning på en enda frekvens, kunna sända till centralenheten. Mottagning av multicarrier- signaler är inte lika strömkrävande som sändning, vilket gör att de strömbegränsade enheterna kan motta sändning från centralenheten i ett multicarrier-system på samma sätt som övriga enheter i systemet.

Att single Carrier-enheterna i systemet sänder på en av de bärvågor som ingår i det multicarrier-system för vilket centralenheten är avsedd innebär att de modifieringar som behöver göras i en centralenhet för att den skall kunna fungera enligt uppfinningen blir så smà som möjligt.

Förutom att vara försedd med utrustning för mottagning av signaler på en enda bärvåg bör centralenheten enligt uppfinningen vidare vara utrustad med medel för att i samverkan med en single carrier-utrustning kunna schemalägga sändningama från denna. Samverkan med single carrier- utrustningen för sohemaläggning av dennas sändningar bör lämpligtvis göras genom modifiering av de befintliga dataramar som används för sohemaläggning av kommunikation inom det multicarriersystem som centralenheten ingår i.

Enligt uppfinningen tillhandahålls även en single carrier-utrustning som är utrustad med medel för att i samverkan med en centralenhet i ett multicarrier- enligt uppfinningen, kunna system, företrädesvis en centralenhet schemalägga egna sändningar till centralenheten. 10 15 20 25 30 t 519 303 3 FIGURBESKRIVNING Uppfinningen kommer att beskrivas närmare nedan, med hjälp av exempel på utföringsformer och med hänvisning till de bifogade ritningarna, där: Fig 1 visar uppbyggnaden med olika bärvågor i ett multi-carriersystem, och Fig 2 visar en MAC-ram i ett känt multicarrier-system, och Fig 3 visar kommunikation på olika bärvågor i en anordning enligt uppfinningen , och Fig 4 visar en MAC-ram i ett system enligt uppfinningen, och Fig 5 visar en MAC-ram i ett altemativt system enligt uppfinningen.

UTFÖRINGSFORMER Uppfinningen kan tillämpas på ett sort antal olika typer av system som använder sig av olika typer av multicarrier-modulation. Uppfinningen kommer i det följande att illustreras med hjälp av ett sådant system, det så kallade Hiperlan/2-systemet, vilket använder sig av så kallad OFDM-modulation, Orthogonal Frequency Division Multiplex.

OFDM i Hiperlan/2 och IEEE 802.11a använder sig av 48 olika bärvågor för överföring av data, vilket visas i fig 1. Förutom de 48 bärvàgorna för dataöverföring använder sig systemet av 4 så kallade pilot-toner, vilka i fig 1 visas med streckade linjer och indikeras med pilar. Pilot-tonerna kan exempelvis användas för synkronisering och mätning av signalstyrka. Som vidare framgår av fig 1 är de 48 bärvàgorna jämnt utspridda över frekvensspektrumet, förutom vid centerfrekvensen, där det inte finns någon bärvàg.

Inom Hiperlan/2-systemet finns det en eller flera centralenheter, så kallade Access Points (AP), vilka var och en sköter kommunikationen med och mellan ett antal abonnenter, mobila terminaler (MT), inom ett visst område.

Områdets AP talar om för varje MT när den skall motta data från AP, respektive när den får lov att sända data till AP. All kommunikation i 10 15 20 25 30 519 303 4 Hiperlan/2-systemet struktureras i tiden med hjälp av så kallade MAC-ramar, Medium Access Control.

I fig 2 visas den principiella uppbyggnaden för en MAC-ram inom Hiperlan/2- systemet. När en MT vill sända data till AP sker det påföljande vis: 1. MT skickar en förfrågan till AP om att få sända data. Detta sker i RACH, Random Access Channel. 2. AP skickar 'ut en signal som talar om för MT om dess förfrågan om att sända data har mottagits av AP. Detta görs i RFCH, Random Access Feedback Channel, i en senare ram. 3. Om begäran har tagits emot av AP talar AP om för MT när MT får lov att sända data till AP. Denna information om tilldelat sändtillfälle sänds ut i FCCH, Frame Control Channel, i en annan senare ram. 4. MT sänder data till AP vid den tilldelade tidpunkten. Detta sker i DU, Data Uplink.

Förutom de ovan beskrivna delarna innefattar MAC-ramen även DD, Data Downlink, med andra ord data från AP till MT, samt BCCH, Broadcast Control Channel. l fig 3 visas schematiskt en av principema bakom uppfinningen: l systemet ingår ett antal, 1-N, bärvågor. Ett antal av dessa (i Hiperlan/2-systemet fyra stycken) är så kallade pilot-toner, vilka är avsedda för exempelvis synkronisering av frekvenser.

Förutom pilot-tonerna finns det även en ”lucka”, en avsaknad av bärvàg, vid systemets centerfrekvens, "noll-frekvensen". Eftersom centerfrekvensen i systemet är outnyttjad, och pilot-tonema antingen är outnyttjade eller 10 15 20 25 30 i 519 303 5 utnyttjas i liten utsträckning, utnyttjas dessa frekvenser enligt uppfinningen av en eller flera single carrier-enheter för sändning till centralenheten i systemet.

För att uppnå funktion enligt uppfinning bör både centralenheten och single carrier-enheten/erna vara försedda med medel för att i samverkan med varandra kunna schemalägga sändningarna från single carrier-enheten till centralenheten. Detta sker genom att centralenheten enligt uppfinningen dels har full funktionalitet för att kunna kommunicera med de ”ordinarie” enheterna i multicarrier-systemet med hjälp av systemets MAC-ramar, och dessutom har försetts med möjlighet att kommunicera med single carrier-enheterna med hjälp av modifierade MAC-ramar, vilket kommer att beskrivas nedan.

Single carrier-enheter (MT) enligt uppfinningen har getts möjlighet till kommunikation med centralenheten (AP) med hjälp av de modifierade MAC- ramarna, vilket också kommer att beskrivas nedan.

I fig 4 visas ett exempel på en modifierad MAC-ram enligt uppfinningen.

Modifieringen omfattar införandet av möjlighet även för single carrier-MT att skicka förfrågan om att få skicka data, benämnt RACH 2, där RACH 1 är den ”ordinarie” RACH som har beskrivits ovan i anslutning till fig 2. Vidare har MAC-ramen modifierats så att AP kan tala om även för single carrier-MT om deras förfrågningar att få sända data (RACH 2) har mottagits av AP, vilket sker i RFCH 2, där RFCH 1 är den ”ordinarie” RFCH som har beskrivits ovan i anslutning till fig 2.

Lämpligtvis sänder single carrier-enheterna sin förfrågan om sändning (RACH 2) på centerfrekvensen, ”nollbärvågen”, men sänder sina data på en av pilottonerna. Detta gör att single carrier-enheterna kan sända till, och ta emot fràn, AP:n samtidigt som även de ”ordinarie” enheterna, multicarrier- enhetema, i systemet kommunicerar med AP:n. För att single carrier- enheterna skall kunna sända data till AP:n på pilottonerna bör inte multicarrier-enheterna samtidigt försöka utnyttja samma pilottoner. Detta kan 10 15 20 25 30 519 303 6 ordnas på två sätt, antingen genom ändring av standarden eller genom att AP:n i systemet löser detta genom sin schemaläggning av de respektive enheternas sändningar Lämpligtvis är systemet inrättat så att inte samtliga single carrier-enheter i systemet sänder förfrågan om sändning i början av RACH 2. Detta kan åstadkommas med ett antal för fackmannen välkända tekniker som sprider ut sändförfràgningar i tiden, exempelvis så kallad "slotted ALOHA”.

För att single carrier-enheterna i systemet skall kunna veta när de får sända sina förfrågningar om sändning måste de veta när RACH 2 i den aktuella MAC-ramen börjar. Denna information läggs Iämpligtvis i varje rams FCCH, men kan även läggas i ramens BCCH.

Varje enhet i systemet har sitt så kallade ”MAC-id”, vilket centralenheten i systemet använder för att kunna identifiera information till och från de olika enhetema. Om informationen om starttidpunkt för RACH 2 läggs i FCCH kan informationen Iämpligtvis läggas in som ett separat MAC-id. Detta MAC-id svarar då inte mot någon fysisk enhet, utan är ett MAC-id som single carrier- enhetema lyssnar efter för att få information från centralenheten, exempelvis om start- och sluttidpunkt för RACH 2. Vad gäller sluttidpunkten för RACH 2, vilken sammanfaller med sluttidpunkten för RACH 1, kan denna även räknas ut av single Carrier-enhetema utgående från starttidpunkten för innevarande ram, då samtliga MAC-ramar har en och samma utsträckning i tiden.

Som framgår av fig 4 bör starttidpunkten för RACH 2 sammanfalla med starttidpunkten för DU, eftersom detta är den tidpunkt då centralenheten börjar lyssna efter data från enheterna i systemet.

Som har nämnts ovan finns det ett flertal olika frekvenser på vilka single carrier-enheterna i ett system enligt uppfinningen kan sända data till centralenheten i systemet. I exempelvis FCCH bör centralenheten därför 10 15 20 25 30 f 519 303 7 skicka ut information till varje single carrier-enhet om vilken frekvens just den enheten skall sända data på vid det tillfälle som den har fått lov att sända på, så kallad "Resource Grant". Informationen om vilken sändfrekvens en viss enhet har tilldelats kan sändas ut på ett flertal sätt i FCCH, exempelvis genom att man använder oanvända bitar i FCCH för att explicit tala om detta för enheterna, eller genom att enhetens MAC-id tas modulo N, där N är ett på förhand bestämt tal, exempelvis det antal lediga frekvenser som finns att sända på, i vilket fall N blir lika med talet fyra i Hiperlan/2-systemet.

I fig 5 visas en altemativ MAC-ram som kan användas i en variant av uppfinningen. Som framgår av fig 5 är denna alternativa MAC-ram identisk med den som har beskrivits ovan i anslutning till fig 4, med den skillnaden att RFCH 2 inte ingår. motsvarande information till single carrier-enhetema i FCCH, med andra ord I denna variant av uppfinningen sänds istället information om starttidpunkt för RACH 2 samt information om huruvida förfrågan om sändning har mottagits av AP:n. Denna information sänds med hjälp av ett särskilt, av single carrier-enheterna känt MAC-id som är reserverat för den informationen. All information om samtliga smalbandiga enheters RA-feedback ligger under ett och samma MAC-id, som en så kallad bitmapp.

För att centralenheten i systemet skall kunna ta emot både multicarrier- signaler och singlecarrier-signaler samtidigt är oentralenheterna enligt uppfinningen modifierade jämfört med traditionella centralenheter i multicarrier-system. Ett lämpligt sätt att göra denna modifiering är att centralenhetens befintliga mottagare, det vill säga den eller de delar som sköter om nerblandningen av signalen ej ändras, däremot införs en kompletterande signalbehandlingsfunktion, vars uppgift är att separera signalerna från single carrier-enheterna från de signaler som kommer från multi carrier-enheterna. Denna kompletterande signalbehandlingsfunktion kan implementeras på ett stort antal för fackmannen välkända sätt, och är ej 519 303 8 en väsentlig del av föreliggande uppfinning, varför den ej kommer att skildras närmare här.

Uppfinningen är inte begränsad till de utföringsexempel som har beskrivits ovan, utan kan fritt varieras inom ramen för de efterföljande patentkraven.

Exempel på varianter inom ramen för uppfinningen är att de smalbandiga enhetema inte bara sänder respektive tar emot på en enda frekvens, sändning och/eller mottagning kan ske på en i princip valfri delmängd av de frekvenser som finns tillgängliga i systemet.

Claims (4)

10 15 20 25 f 519 303 PATENTKRAV

1. En centralenhet för ett multicarrier-system, innefattande utrustning för mottagning av en signal bestående av ett flertal bärvågor, vidare innefattande utrustning för mottagning av en signal från en utrustning vilken sänder på en bärvåg, en single carrier-utrustning, varvid denna ena bärvåg är en bärvåg som ingår i det multicarrier-system för vilken centralenheten är avsedd, samt även innefattande medel för att i samverkan med en single carrier-utrustning kunna schemalägga sändningen från single carrier-utrustningen, kännetecknad därav att centralenhetens samverkan med en single carrier- utrustning för schemaläggning av dennas sändning har gjorts genom modifiering av den befintliga ram som används för schemaläggning av kommunikation inom det multicarriersystem som centralenheten ingår i.

2. En centralenhet enligt krav 1, i vilken den befintliga ramen för kommunikation inom ett multicarrier-system har modifierats för att kunna ta emot förfrågan (RACH) om dataöverföring från en single carrier-utrustning.

3. En single carrier-utrustning, utrustad med medel för att kunna ta emot sändningar i multicarrier-teknik, vidare utrustad med medel för att i samverkan med en centralenhet i ett multicarrier-system, företrädesvis en centralenhet enligt något av krav 1-2, kunna schemalägga egna sändningar till centralenheten, kännetecknad därav att dess samverkan med centralenheten för schemaläggning av egna sändningar har gjorts genom modifiering av en av de befintliga ramar som används för schemaläggning av kommunikation inom det multicarriersystem som centralenheten ingår i.

4. En single carrier-utrustning enligt krav 3, vilken är utrustad med medel för att sända förfrågan om dataöverföring till centralenheten.