CN103098395B - 用于在通信网络中使用动态子信道的方法和设备 - Google Patents

Abstract

一种用于获得邻近子信道指派和分布式子信道指派两者的益处的方法和设备。也就是说，以下是一种用于提供动态子信道指派的方法和设备，所述动态子信道指派提供邻近子信道指派和分布式子信道指派两者的益处。

Description

用于在通信网络中使用动态子信道的方法和设备

相关申请的交叉引用

本申请要求2010年7月12日提交的共同待决的美国临时申请号61/363,442的权益。

技术领域

所公开的方法和设备涉及通信网络，并且更具体来说，一些实施方案涉及一种用于在正交频分复用(OFDM)网络节点的物理层处分配副载波的机构。

背景技术

在使用正交频分多路存取(OFDMA)调制方案的通信网络中，定义多个副载波。每个副载波可被指派来在网络中的多个装置中的任何装置之间载送信息。网络控制器通常将对于上行突发的请求授权给头端器(即，数据的突发自网络的一个节点发送到所述头端器)。在一些这类情况下，这类请求指定每个OFDMA发送器将使用哪些副载波。在一些这类情况下，所述头端器可预先定义将使哪些副载波。预先定义副载波的子集简化了上行突发的授权。因此，所述头端器将预先定义的子集的这些指派通过下行广播发送到网络的节点。所述指派指示：在这类从每个节点到头端器的上行通信中，每个节点将如何使用子信道。

在一种情况下，从OFDM(正交频分复用)信道内的副载波之间为每个子信道指派一组(或多组)邻近副载波。图1示出指派给每个子信道的邻近副载波。或者，指派给每个子信道的副载波可能分散在OFDM信道各处。图2示出分布在信道各处的每个子信道的副载波的实例。邻近子信道在子信道内提供较佳的信道相干性。然而，分布式子信道在子信道内提供较佳的频率分集。尽管如此，如果必须选择一种或另一种方案，那么仍存在折衷并且不能实现这两种方案的益处。

根据熟知通信标准(由MoCA(同轴电缆多媒体联盟)发布)运行的网络定期调度占用全符号(即，每一个副载波)的信道评估探测。这些MoCA网络具有相对短的(5微秒持续时间)符号，且仅支持16个节点。相反，通常称为“存取”网络的网络可能具有较长符号(约25微秒持续时间)，并且支持高达256个节点。由于更多节点数量和更长符号周期，使得在这样一类存取网络中全链路维护循环将耗用更多的信道时间来完成。此外，存取网络可利用子信道间的OFDMA传输。这些子信道通常被定义为副载波的相对“静态”子集。为了在每一个副载波上执行链路维护，将必须在所有子信道上调度探测发射，或者：

a)同时暂停所有其它信息讯务达所述探测的持续时间；或者

b)顺序地使调度程序负载来调度顺序地通过所有子信道的探测。

发明内容

所公开的方法和设备的概述

以下呈现一个或多个实施方案的简化概述，以便提供对这类实施方案的一些方面的基本理解。本概述不是所述一个或多个实施方案的广泛综述，并且既不旨在标识所述实施方案的关键或决定性元件，也不旨在描述这类实施方案的范围。本概述的仅有目的在于以简化的形式呈现所描述的实施方案的一些概念作为之后呈现的更加详细的描述的序言。

本公开案提供一种用于获得邻近子信道指派和分布式子信道指派两者的组合益处的方法和设备。也就是说，以下是一种用于提供动态子信道指派的方法和设备，所述动态子信道指派提供邻近子信道指派和分布式子信道指派两者的益处。

另外，所公开的方法和设备允许探测顺序按时间和频率分布，进而减小对正在进行的讯务的影响。

为了最小化网络讯务的中断，并且为了最小化调度程序的负载，使用物理副载波来定义动态子信道，所述物理副载波自动将副载波位置进行排序，进而移动遍及频带中的一些或整个频带。

在一个实施方案中，副载波位置的排序可在PHY层(物理层)处处理，因此使得调度程序卸负。调度程序调度在动态子信道上的探测，并且PHY层管理自动排序。这种方法作为后台网络过程，帮助保持链路维护操作。这种方法还能够简化前同步技术。

附图说明

参看以下图描述根据一个或多个各种实施方案的所公开的方法和设备。附图是仅为了达到说明的目的而提供并且仅图示所公开的方法和设备的一些实施方案的实施例。提供这些附图来促进阅读者对所公开的方法和设备的理解。所述附图不应被视为限制要求保护的发明的广度、范围或适用性。应注意，为了说明的清楚和容易性，这些附图无需按比例绘制。

图1示出指派给每个子信道的邻近副载波。

图2示出分布在信道各处的每个子信道的副载波。

图3示出指派给子信道的副载波如何动态地改变，以便允许按顺序在每个副载波上进行链路维护。

所述图不意图是详尽的或将要求保护的发明限制为所公开的精确的形式。应理解，所公开的方法和设备可实现修改或改变，并且本发明应仅受权利要求和其等效物的限制。

具体实施方式

所公开的方法和设备提供动态子信道指派，所述动态子信道指派提供邻近子信道指派和分布式子信道指派两者的益处。

根据所公开的方法和设备的一个实施方案，调制通信的OFDMA(正交频分多路存取)的子信道的分量物理副载波既不是固定的，也不是半静止的。而是，所述副载波与其它副载波置换。也就是说，副载波到副载波的特定分组动态地改变，例如从符号到符号，或从突发到突发的替换。以此方式改变子信道定义所产生的子信道称为“动态子信道”。副载波的PHY层(即物理层)置换及替换减小MAC(媒体存取控制)调度的复杂性。

另外，动态子信道的使用在频域内提供另外分集。此外，如果需要来自邻近副载波的子信道相干性，那么可获得邻近子信道和分布式子信道两者的益处：即可获得子信道相干性和频率分集。

动态子信道可周期性地利用每一个副载波。另外，网络上的接收器可观测对于所有副载波并且来自所述网络内的所有发射器的信道估计。接收器可跟踪组成总信道估计的半静止的同轴分量。动态子信道的使用也能够简化前同步技术。

在使用LMO(链路维护操作)的所公开的方法和设备的实施方案中，如在符合MoCA(同轴电缆多媒体联盟)标准的用于运行家庭娱乐通信网络的网络中，LMO应监控所有使用的副载波。也就是说，信道评估探测(误差向量幅度(EVM)探测、接收器确定的探测及无声探测)应用来确定正由任何子信道使用的每个副载波的信道特征。接收器确定的探测是将要接收探测的装置确定探测的性质的发射。无声探测是副载波仍保持无声的周期(即，在副载波仍未调制的周期中)。

根据所公开的方法和设备的一些网络使用包括上行突发和下行广播讯务的模型。在这类实施方案中，所有调制解调器(例如，在网络的CPE节点中的调制解调器)可监控来自头端器的相同发射。在上行时，头端器需要监控来自每一个调制解调器的发射。因此，上行链路维护将占用高达信道时间的256倍以上。通常在所有副载波上调度探测(占用整个频带)。然而，这暂停了全网络的讯务。因此，根据当前所公开的方法和设备，可在动态子信道上调度探测。子信道被如下使用：在整个频带自动地排序副载波。移动的副载波优先于其它子信道(即，借自其它子信道或与其它子信道调换)。周期性探测确保所有副载波的周期性覆盖(即，关于副载波中的每个的特性的反馈)。这个过程接着维护在PHY层(物理层)处以时间和频率分布的整个频带，而不会暂停讯务。

副载波以预先确定的模式周期性地改变位置，最终覆盖大部分频带。或者，所述模式覆盖所有频带。图3示出一种这样的模式，其中副载波被动态地指派给子信道以便允许在每个副载波上按顺序进行链路维护。在图3示出的实施方案中，每个副载波被按顺序指派给执行链路维护的子信道。因此，特定副载波(在所述副载波上发送探测)随着副载波被指派给执行链路维护的动态子信道或离开所述动态子信道而改变。所述模式可为规则、不规则或甚至伪随机的。在副载波间距为N并且重复因子为M的一个这类实施例中，动态子信道指定每第N个副载波。被指定(或占用)的特定副载波在每M个符号的位置增量。也就是说，在那个副载波上已发射了M个符号之后，探测发射变换到下一个副载波以用于另一个M个符号等。所述副载波仅在动态子信道接收到授权时被排序。另外，当通过缺口副载波(若存在)时，不发射(即，跳过)所述缺口副载波。在这个实施例中，每个副载波(整个频带)都被覆盖在N×M个符号中。头端器可调度每个调制解调器(即，网络的节点)来发射这个持续时间或这个持续时间的某个倍数的探测。授权的时间可打乱。也就是说，不需要在时间上连续的授权。在一个实施例中，存在≤256个调制解调器(例如网络中的节点)×(间距=64)×(M=l)≤8k个符号≤约330毫秒(即，完整链路维护循环的持续时间)。

尽管以上已描述所公开的方法和设备的各种实施方案，但应理解，所述实施方案仅举例来呈现，并且不应限制要求保护的发明。同样地，各种图可能图示所公开的方法和设备的一个示例性架构或其它配置。完成以上来增进对可包括在所公开的方法和设备中的特征和功能性的理解。要求保护的发明不受限于所示出的示例性架构或配置，而是所需特征可使用各种替代架构和配置来实施。事实上，如何能实施替代功能、逻辑或物理分区及配置以便实施所公开的方法和设备的所需特征对本领域技术人员而言是显而易见的。此外，除本文描述的那些构成模块名称外，大量不同的构成模块名称可应用到各个分区。另外，就流程图而言，操作的描述及方法要求如下：本文呈现步骤的顺序不应要求以相同的顺序实施各种实施方案以执行所列出的功能性，除非本文另有规定。

尽管以上依据各种示例性实施方案和实施描述了所公开的方法和设备，但应了解，在个别实施方案中的一个或多个中描述的各种特征、方面及功能性不限于它们在描述所述特征、方面及功能的特定实施方案中的适用性。因此，要求保护的发明的广度和范围不应受上述示例性实施方案中的任一个的限制。

用于本文件中的术语和词组及其变形，除非另有明确陈述，将被解释为与限制性相反的开放式。如以上实施例：术语“包括”应当作意谓“包括，但不限于”等；术语“实施例”用于提供所讨论项目的示例性实例，但不是详尽的或限制其列举；术语“一(a)”或“一(an)”应当作意谓“至少一个”、“一个或多个”等；且形容词如“常规的”、“传统的”、“正常的”、“标准的”、“已知的”和类似意思的术语应不被解释为将所描述的项目限制在给定时间段或限制在给定时间可获得的项目，但相反应当作涵盖可获得或目前或在将来的任何时间已知的常规的、传统的、正常的或标准的技术。同样地，在本文件涉及对于本领域普通技术人员而言将是显而易见或已知的技术的情况下，这类技术涵盖目前或在将来的任何时候对本领域技术人员是显而易见的或已知的那些技术。

用连接词“和”连接的一组项目应不被当作要求那些项目中的每个或每一个成组地出现，而应当作“和/或”，除非另有明确陈述。类似地，用连接词“或”连接的一组项目应不被当作要求那组中项目相互排斥，而也应当作“和/或”，除非另有明确陈述。此外，尽管所公开的方法和设备的项目、元件或组件可能以单数描述或要求保护，但复数被视为涵盖在其范围内，除非明确地陈述限制于单数。

在一些情况下扩大范围词和短语如“一个或多个”、“至少”、“但不限于”或其它类似短语的出现将不被解读为：在可能不存在这类扩大范围短语的情况下希望或需要较窄状况。术语“模块”的使用不暗指作为模块的部分的所描述或要求保护的组件或功能性都被配置在一个共用包中。事实上，模块的各种组件中的任何或所有，无论是控制逻辑或是其它组件，可组合在单一包中或分开地维护且可进一步分布在多组或多包中或遍及多个位置。

另外，依据示例性方框图、流程图及其它图解描述了本文阐述的各种实施方案。如将在阅读这个文件后对本领域普通技术人员变得显而易见，可实施所示出的实施方案和其各种替代，而不局限于所示出的实施例。举例来说，方框图和其随附描述将不被解释为要求特定架构或配置。

Claims (13)

1.一种在通信网络中将副载波分配给子信道的方法，所述方法包括：

a)建立至少一个动态子信道，副载波可被动态地指派给所述动态子信道；

b)对至少一个动态子信道执行链路维护操作；以及

c)交换所述副载波周期性地组成所述至少一个动态子信道，以便确保在预先确定的时间段内执行链路维护操作。

2.如权利要求1所述的方法，其中所述副载波的交换以从符号到符号的形式发生。

3.如权利要求1所述的方法，其中所述副载波的交换以从突发到突发的形式发生。

4.如权利要求1所述的方法，其中所述副载波的交换在物理层处执行。

5.如权利要求1所述的方法，其中所述通信网络包括接收器和发射器，并且在所述预先确定的时间段内执行链路维护操作允许所述通信网络内的每个接收器观测对于所有副载波并且来自所述通信网络的所有所述发射器的信道估计。

6.如权利要求1所述的方法，其中所述链路维护操作监控由所述通信网络使用的所有所述副载波。

7.如权利要求6所述的方法，其中所述链路维护操作包括所述动态子信道的所述副载波上的信道评估探测的发射。

8.如权利要求7所述的方法，其中所述信道评估探测包括误差向量幅度探测。

9.如权利要求7所述的方法，其中所述信道评估探测包括接收器确定的探测。

10.如权利要求7所述的方法，其中所述信道评估探测包括无声探测。

11.如权利要求1所述的方法，其中所述副载波的所述交换根据预先确定的模式发生。

12.如权利要求11所述的方法，其中所述预先确定的模式确保大部分的所述副载波的特征在于所述链路维护操作。

13.如权利要求11所述的方法，其中所述预先确定的模式确保所有的所述副载波的特征在于所述链路维护操作。