DE112007000132B4

DE112007000132B4 - Verfahren und Vorrichtung zum Implementieren eines Raumvielfach-Zugriffsverfahrens ("SDMA"), um Anwenderdaten und Backhaul-Daten mit den selben drahtlosen Zeit-Frequenz-Ressourcen zu kommunizieren

Info

Publication number: DE112007000132B4
Application number: DE112007000132T
Authority: DE
Inventors: Brian K. Classon; Michael D. Kotzin; Frederick W. Vook
Original assignee: Motorola Mobility LLC
Current assignee: Google Technology Holdings LLC
Priority date: 2006-01-12
Filing date: 2007-01-05
Publication date: 2012-05-03
Anticipated expiration: 2027-01-06
Also published as: KR101044201B1; US7606574B2; US20070160019A1; WO2007082142A2; CN101371401B; KR20090008178A; DE112007000132T5; CN101371401A; WO2007082142A3

Abstract

Verfahren zur Kommunikation von Backhaul-Daten, das umfasst: Kommunizieren drahtloser Backhaul-Daten zwischen einer Basisstation und einem zentralen Backhaul-Zugriffspunkt; Kommunizieren drahtloser Anwenderdaten zwischen der Basisstation und mindestens einem Anwenderendgerät in einer durch die Basisstation versorgten Zelle; Zuordnen eines ersten Umfangs von Zeit-Frequenz-Ressourcen zu den drahtlosen Anwenderdaten und den drahtlosen Backhaul-Daten und Zuordnen eines zweiten Umfangs der Zeit-Frequenz-Ressourcen nur zu den drahtlosen Anwenderdaten oder den drahtlosen Backhaul-Daten, wobei gleiche Zeit-Frequenz-Ressourcen für die drahtlosen Backhaul-Daten und die drahtlosen Anwenderdaten mindestens teilweise den ersten Umfang umfassen, und wobei mindestens ein erster Anteil eines Datenrahmens zumindest für drahtlose Backhaul-Daten und drahtlose Anwenderdaten und ein zweiter Anteil des Datenrahmens für drahtlose Anwenderdaten OFDM-Symbole (”Orthogonal Frequency Division Multiplexing symbols”) umfassen, wobei die drahtlosen Backhaul-Daten und die drahtlosen Anwenderdaten über ein Raumvielfach-Zugriffsverfahren (”SDMA”) kommuniziert werden, und der erste Anteil des Datenrahmens die gleichen Zeit-Frequenz-Ressourcen wie der zweite Anteil des Datenahmens verwendet, und wobei der erste...

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich im Allgemeinen auf die Verwendung der selben drahtlosen Zeit-Frequenz-Ressourcen zum Kommunizieren sowohl von drahtlosen Anwenderdaten als auch von drahtlosen Backhaul-Daten über SDMA.
Hintergrund
Mobile Kommunikationsnetzwerke verwenden typischerweise eine Mehrzahl von Basisstationen, um Anwenderendgeräte an ein drahtloses Netzwerk anzuschließen. Jedes der Anwenderendgeräte kommuniziert mit einer Basisstation, um Informationen mit dem drahtlosen Netzwerk auszutauschen, wenn es in einem Zellenbereich angeordnet ist, der durch die Basisstation versorgt wird. Die Basisstation überträgt Backhaul-Daten über eine Backhaul-Verbindung mit einem Kernnetzwerk hin und her.
Die Übertragung von Backhaul-Daten über verdrahtete Verbindungen ist teuer und kann eine Verzögerung einer drahtlosen Entwicklung verursachen. Andererseits verwendet ein drahtloses Backhaul typischerweise getrennte Zeit/Frequenz-Ressourcen von den drahtlosen Anwenderdaten, wie zum Beispiel einen alternativen Systemangebotsdienst auf einer anderen Bandbreitenzuordnung. Es kann allerdings sein, dass diese getrennten Ressourcen nicht zur Verfügung stehen oder keinen akzeptablen Bereich oder keine akzeptable Qualität, wie zum Beispiel ein nicht lizenziertes Spektrum, zur Verfügung stellen.
Es gibt Systeme nach dem Stand der Technik, in denen Kommunikationen auf den selben Zeit-Frequenz-Ressourcen über eine räumliche Trennung mit einem Antennen-Array erreicht werden können, einem Verfahren, das als Raumvielfach-Zugriffsverfahren (”SDMA”) bekannt ist. In SDMA bildet ein Antennen-Array mehrere räumliche Kanäle, um zu erlauben, dass mehrere Kommunikationsverbindungen die selben Zeit-Frequenz-Ressourcen gemeinsam verwenden. Ein Empfangsantennen-Array setzt mehrere Empfangsstrahlenbündler ein, von denen jeder angeordnet ist, um eine Kommunikationsverbindung zu empfangen, während es die anderen Kommunikationsverbindungen räumlich unterdrückt. Genauso setzt ein Sendeantennen-Array mehrere Sendestrahlenbündler ein, von denen jeder angeordnet ist, um eine Kommunikationsverbindung in Richtung seines zugedachten Empfängers zu übertragen, während es sie durch eine räumliche Sendeausgrenzung von anderen Empfängern weg überträgt.
Es gibt drahtlose Backhaul-Systeme nach dem Stand der Technik, die die Verwendung von Backhaul-Kommunikationen durch ein Verwenden von Backhaul-Verstärkern in einer Kommunikation mit einer oder mehreren Basisstationen handhaben, um Backhaul-Kommunikationen von der Basisstation (den Basisstationen) zu einem Backhaul-Zugriffspunkt weiterzuleiten, und die mehreren Backhaul-Verbindungen verwenden die selben Zeit-Frequenz-Ressourcen über das Verfahren von SDMA gemeinsam. Diese Systeme verwenden allerdings getrennte Frequenzressourcen für Backhaul- und für normale drahtlose Datenkommunikationen. In zellularen Systemen können, in der Anfangsphase einer Verwendung, solche Backhaul-Systeme nicht verwendbar sein, weil es sein kann, dass die getrennten Zeit-Frequenz-Ressourcen nicht zur Verfügung stehen.
Es gibt drahtlose zellulare Systeme nach dem Stand der Technik, die SDMA einsetzen, um mehrere drahtlose Datenkommunikationsverbindungen zwischen drahtlosen Anwendern und einer Basisstation freizugeben, um die selben Zeit-Frequenz-Ressourcen gemeinsam zu verwenden. Allerdings wird der Backhaul-Verkehr für diese Systeme entweder mit verdrahteten Verbindungen gehandhabt (die eine Verwendung schneller Netzwerke verhindern können) oder verwendet drahtlose Backhaul-Verbindungen auf einer anderen spektralen Zuordnung (die in einigen Fällen nicht zur Verfügung stehen können) oder stehlen Zeit-Frequenz-Ressourcen von dem drahtlosen Datenverkehr (was eine Netzwerkeffizienz erheblich verringert). Dementsprechend sind aktuelle drahtlose Systeme komplex und ineffizient.
Aus der WO 03/058984 A2 ist bekannt, Backhaul-Daten von einer Basisstation zu einem zentralen Backhaulpunkt zu senden. Weiterhin ist aus dieser Druckschrift die Verwendung von SDMA zur Kommunikation zwischen der Basisstation und mobilen Endgeräten bekannt.
Die WO 2005/067173 A1 beschreibt die Verwendung von SDMA, um Backhaul-Daten gleichzeitig von mehreren Basisstationen zu einem zentralen Backhaulpunkt zu senden.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die begleitenden Abbildungen, in denen durch die verschiedenen Ansichten hindurch gleiche Bezugszeichen identische oder funktional ähnliche Elemente bezeichnen und die zusammen mit der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung in der Spezifizierung enthalten sind und einen Teil der Spezifizierung bilden, dienen dazu, weiterhin verschiedene Ausführungsformen darzustellen und verschiedene Prinzipien und Vorteile, alle gemäß der vorliegenden Erfindung, zu erklären.
1 stellt ein drahtloses System gemäß einer Ausführungsform der Erfindung dar;
2 stellt einen Datenrahmen gemäß einer Ausführungsform der Erfindung dar; und
3 stellt ein Verfahren zur gleichzeitigen Kommunikation von drahtlosen Anwenderdaten und drahtlosen Backhau-Daten gemäß einer Ausführungsform der Erfindung dar.
Dem Fachmann auf dem Gebiet ist klar, dass Elemente in den Abbildungen der Einfachheit und Klarheit halber dargestellt werden und nicht notwendigerweise maßstabsgetreu gezeichnet worden sind. Zum Beispiel können die Dimensionen einiger der Elemente in den Abbildungen relativ zu anderen Elementen übertrieben dargestellt sein, um zu helfen, ein Verständnis der Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung zu verbessern. Außerdem werden bekannte und gut verstandene Elemente, die in einer kommerziell brauchbaren Ausführungsform nützlich und notwendig sind, oft nicht dargestellt, um eine übersichtlichere Ansicht dieser verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung zu ermöglichen.
Ausführliche Beschreibung
Allgemein gesprochen, werden gemäß diesen verschiedenen Ausführungsformen ein Verfahren und System zur Verfügung gestellt, die die selben Zeit- und Frequenzressourcen verwenden, um gleichzeitig sowohl Backhaul-Daten als auch Anwenderdaten direkt von einer Basisstation zu einem Backhaul-Zugriffspunkt und zu Anwenderendgeräten zu übertragen. Für diese Kommunikation wird ein Raumvielfach-Zugriffsverfahren (”SDMA”) verwendet. Gemäß diesem Verfahren und System sind weder getrennte Zeit- oder Frequenzressourcen noch ein dedizierter Träger erforderlich. Durch ein Verwenden der selben Zeit- und Frequenzressourcen wird ein effizientes Multiplexen von Backhaul-Daten und Anwenderdaten erreicht.
SDMA ist das Verfahren eines Verwendens von Array-Verarbeitungsverfahren, um mehreren Anwendern eines drahtlosen Systems zu gestatten, die selben Zeit- und Frequenzressourcen gemeinsam zu verwenden. In SDMA-Systemen werden Anwender in der räumlichen Domäne anstatt, wie in CDMA durchgeführt, in der Code-Domäne gemultiplext. Daher ist für SDMA keine andere zusätzliche Bandbreite als die für eine Kanalabschätzung, Verbindungsaufrechterhaltung, und so weiter erforderliche erforderlich. SDMA-Systeme können im Allgemeinen in dem Kontext eines Antennen-Arrays beschrieben werden, das bei einer Basisstation arbeitet, die mit mehreren Einzelantennenteilnehmervorrichtungen kommuniziert.
1 stellt ein drahtloses System 100 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung dar. Wie gezeigt, umfasst das drahtlose System 100 eine Basisstation 105. Die Basisstation 105 verfügt über einen Prozessor 110, einen Speicher 115 und einen Transceiver 120. Der Transceiver 120 kann ein Antennen-Array umfassen, das in einer Sendebetriebsart und/oder einer Empfangsbetriebsart arbeiten kann. Der Speicher 115 kann ein durch den Prozessor 110 auszuführenden programmierbaren Programmcode speichern. Der Transceiver 120 kann drahtlose Anwenderdaten mit einem ersten Anwenderendgerät 125, einem zweiten Anwenderendgerät 130 und einem dritten Anwenderendgerät 132 in der Zelle 134 kommunizieren. Das erste Anwenderendgerät 125, das zweite Anwenderendgerät 130 und das dritte Anwenderendgerät 132 können jeweils zum Beispiel ein Zellulartelefon oder eine andere drahtlose Plattform der Wahl umfassen. Der Transceiver 120 wird außerdem verwendet, um drahtlose Backhaul-Daten zu einem zentralen Backhaul-Punkt 135 zu kommunizieren.
Obwohl nicht dargestellt, können sich außerdem zusätzliche Basisstationen in einer Kommunikation mit dem zentralen Backhaul-Punkt 135 befinden. Der zentrale Backhaul-Punkt 135 kann sich seinerseits in einer Kommunikation mit einem Kernnetzwerk 140 befinden. Die Kommunikationsverbindung zwischen dem zentralen Backhaul-Punkt 135 und dem Kern-Netzwerk 140 kann zum Beispiel eine festverdrahtete Verbindung umfassen. Wenn zum Beispiel ein Anruf auf dem ersten Anwenderendgerät 125 durchgeführt wird, werden drahtlose Anwenderdaten zu dem Transceiver 120 übertragen. Die Basisstation 105 überträgt dann entsprechende Backhaul-Daten drahtlos über den Transceiver 120 zu dem zentralen Backhaul-Punkt 135. Der zentrale Backhaul-Punkt 135 überträgt danach die Backhaul-Daten zu dem Kern-Netzwerk 140, das die geeigneten Backhaul-Daten zu einer Basisstation führen kann, die das entsprechende angerufene Anwenderendgerät versorgt.
Diese Basisstation 105 und ihr Antennen-Array in dem Transceiver 120 kommunizieren sowohl in der Downlink(Übertragen)- als auch in der Uplink(Empfangen)-Richtung. Zum Beispiel können Kommunikationen in der Downlink-Richtung Kommunikationen von drahtlosen Anwenderdaten von der Basisstation 105 zu dem ersten Anwenderendgerät 125, dem zweiten Anwenderendgerät 130 oder dem dritten Anwenderendgerät 132, sowie Kommunikationen von Backhaul-Daten zu dem zentralen Backhaul-Punkt 135 umfassen. In der Uplink-Richtung können drahtlose Anwenderdaten von dem ersten Anwenderendgerät 125, dem zweiten Anwenderendgerät 130 oder dem dritten Anwenderendgerät 132 zu der Basisstation 105, sowie Kommunikationen von Backhaul-Daten von dem zentralen Backhaul-Punkt 135 übertragen werden.
In der Uplink-Richtung können mehrere Anwenderendgeräte, wie zum Beispiel das erste Anwenderendgerät 125, das zweite Anwenderendgerät 130 und das dritte Anwenderendgerät 132, drahtlose Anwenderdaten zu der Basisstation 105 auf den selben Zeit-Frequenz-Ressourcen, wie solche, die zum Übertragen von Backhaul-Daten von dem zentralen Backhaul-Punkt 135 zu der Basisstation 105 verwendet werden, übertragen. Die Basisstation 105 verwendet Empfangs-SDMA-Verarbeitungsverfahren, um die Übertragungen basierend auf den eindeutigen Vektorkanalantworten der übertragenden Anwenderendgeräte und des zentralen Backhaul-Punktes 135 relativ zu dem Antennen-Array in dem Transceiver 120 der Basisstation 105 zu trennen.
In der Downlink-Richtung kann die Basisstation Sende-SDMA verwenden, um drahtlose Anwenderdaten zu mehreren Anwenderendgeräten, wie zum Beispiel dem ersten Anwenderendgerät 125, dem zweiten Anwenderendgerät 130 und dem dritten Anwenderendgerät 132, auf den selben Zeit-Frequenz-Ressourcen, wie solchen, die zum Übertragen von Backhaul-Daten von der Basisstation 105 zu dem zentralen Backhaul-Punkt 135 verwendet werden, zu übertragen. In einer Downlink-Sende-SDMA werden mehrere unabhängige Datensignale mit einem Sende-Array in einer solchen Art und Weise strahlengebündelt, dass keine störenden räumlichen Kanäle zwischen dem Sende-Array und dem zentralen Backhaul-Punkt 135 und jedem anderen Anwenderendgerät, wie zum Beispiel dem ersten Anwenderendgerät 125, dem zweiten Anwenderendgerät 130 und dem dritten Anwenderendgerät 132, gebildet werden.
Der Prozessor 110 der Basisstation 105 erzeugt einen SDMA-Datenrahmen. Der SDMA-Datenrahmen umfasst sowohl die Backhaul-Daten als auch die drahtlosen Anwenderdaten.
Der Prozessor 110 erzeugt den SDMA-Rahmen, sodass sowohl die Backhaul-Daten als auch die drahtlosen Anwenderdaten so effizient wie möglich übertragen werden. Der Umfang an benötigten Backhaul-Daten kann auf einer Einzelrahmenbasis basierend auf Systembedingungen variieren. Für das beste statistische Multiplexen sind alle die Zeit-Frequenz-Ressourcen in einem Rahmen für normale Datenkommunikationen verfügbar. Der Umfang an erforderlichem Backhaul wird durch den Prozessor 110 berechnet und ein Anteil eines Rahmens wird für den Backhaul zugeordnet, wie zum Beispiel das anfängliche erste Drittel eines Rahmens. Nachdem der Anteil des Rahmens für ein Backhaul zugeordnet worden ist, werden dem Rahmen die drahtlosen Anwenderdaten hinzugefügt. Zum Beispiel können in der Downlink-Richtung die selben Unterträger und OFDM-Symbole (OFDM = orthogonales Frequenzmultiplexverfahren) verwendet werden, um gleichzeitig sowohl die Backhaul-Daten als auch die drahtlosen Anwenderdaten über SDMA zu übertragen. Dies kann unter bestimmten Umständen stattfinden, so wie zum Beispiel, wenn der zentrale Backhaul-Punkt 135 und ein Anwenderendgerät, mit dem die Basisstation kommuniziert, über Kanalantworten verfügen, die die Sende-SDMA-Strahlenbündelungsoperationen befähigen, räumliche Kanäle zu erzeugen, die hinreichend getrennt sind, sodass es im Wesentlichen keine Störung oder kein Nebensprechen in der Kommunikation der entsprechenden Backhaul-Daten und drahtlosen Anwenderdaten zwischen diesen eindeutigen Entitäten gibt.
2 stellt einen Datenrahmen 200 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung dar. Der Datenrahmen 200 umfasst eine Mehrzahl von Unterträgern und eine Mehrzahl von OFDM-Symbolen. Wie oben diskutiert, ist der Datenrahmen 200 in zwei Anteile aufgeteilt. Ein erster Anteil 205 des Datenrahmens 200 umfasst drahtlose SDMA-Backhaul-Daten und drahtlose Anwenderdaten. Ein zweiter Anteil 210 des Datenrahmens 200 umfasst nur drahtlose Anwenderdaten, das heißt, in dem Anteil 210 gibt es keine drahtlosen Backhaul-Daten. Es ist zu beachten, dass der erste Anteil 205 nicht notwendigerweise OFDM-Symbole umfassen muss, die den Symbolen vorangehen, die dem zweiten Anteil zugeordnet sind. Genauso muss der erste Anteil 205 nicht notwendigerweise alle Unterträger der OFDM-Symbole umfassen. In einigen Ausführungsformen besetzt der erste Anteil ein ”Rechteck” von OFDM-Unterträgern und Symbolen. In einer anderen Ausführungsform kann der erste Anteil einen Satz von nicht zusammenhängenden Unterträgern und Symbolen besetzen.
Drahtlose Anwenderdaten werden für den Backhaul-Anteil des Datenrahmens 200 ausgewählt, sodass eine SDMA-Kommunikation mit dem ersten Anwenderendgerät 125, dem zweiten Anwenderendgerät 130 oder dem dritten Anwenderendgerät 132 und mit dem zentralen Backhaul-Punkt 135 gleichzeitig mit den selben Frequenzressourcen durchgeführt werden kann. Wenn der Winkelstandort (oder im Besonderen die Vektorkanalantworten) eines Anwenderendgerätes und des zentralen Backhaul-Punktes 135 jedoch ähnlich sind, und eine SDMA-Leistung unter der Unfähigkeit, das Anwenderendgerät angemessen zu trennen, leiden würde, dann kann das Anwenderendgerät für den zweiten Anteil 205 des Datenrahmens 200, das heißt den Nicht-Backhaul-Anteil, geplant werden.
In einer Ausführungsform wird nur der zweidimensionale Winkel berücksichtigt und drahtlose Anwenderdaten überlappen sich mit den Backhaul-Daten nur, wenn die Übertragungen des Anwenderendgerätes in im Wesentlichen entgegengesetzten Richtungen (zum Beispiel im Wesentlichen verschiedenen Richtungen) zu dem zentralen Backhaul-Punkt 135 stattfinden. Es wird auf 1 Bezug genommen, darin sind der zentrale Backhaul-Punkt 135 und sowohl das erste Anwenderendgerät 125 als auch das zweite Anwenderendgerät 130 in im Wesentlichen entgegengesetzten Richtungen angeordnet. Allerdings sind das dritte Anwenderendgerät 132 und der zentrale Backhaul-Punkt 135 nicht in im Wesentlichen entgegengesetzten Richtungen angeordnet. Stattdessen sind das dritte Anwenderendgerät 132 und der zentrale Backhaul-Punkt 135 in relativ enger Nachbarschaft zueinander angeordnet. Als ein Ergebnis kann sich, wenn Backhaul-Daten zur selben Zeit von der Basisstation 105 zu senden sind, zu der drahtlose Anwenderdaten von der Basisstation 105 zu dem dritten Anwenderendgerät 132 gesendet werden, eine Störung zwischen den übertragenen Signalen ergeben, die eine Systemleistung unterbricht oder verschlechtert.
Dementsprechend können drahtlose Anwenderdaten, die zu entweder dem ersten Anwenderendgerät 125 oder dem zweiten Anwenderendgerät 130 zu senden sind, in dem selben Anteil des Datenrahmens 200, das heißt, dem ersten Anteil 205, angeordnet sein, der über Backhaul-Daten verfügt, die an den zentralen Backhaul-Punkt 135 zu senden sind. Andererseits wären drahtlose Anwenderdaten, die an das dritte Anwenderendgerät 132 zu senden sind, nur in dem Anteil des Datenrahmens 200 enthalten, der nur über drahtlose Anwenderdaten und keine Backhaul-Daten verfügt, das heißt, in dem Anteil 210, um die verlässlichste Kommunikation solcher Anwenderdaten zu gewährleisten.
3 stellt ein Verfahren zum gleichzeitigen Kommunizieren von drahtlosen Anwenderdaten und drahtlosen Backhaul-Daten gemäß einer Ausführungsform der Erfindung dar. Um bei der Operation 250, wie oben diskutiert, zu beginnen, bestimmt der Prozessor 110 der Basisstation 105, ob irgendwelche drahtlosen Anwenderdaten und/oder Backhaul-Daten zu kommunizieren sind. Als nächstes, bei der Operation 255, bestimmt der Prozessor 110 die Standortinformationen des zentralen Backhaul-Punktes 135 relativ zu irgendwelchen versorgten Anwenderendgeräten, mit denen die Basisstation 105 drahtlose Anwenderdaten zu kommunizieren hat. Zum Beispiel kann sich die Basisstation 105 in einer Kommunikation mit dem ersten Teilnehmerendgerät 125, dem zweiten Anwenderendgerät 130 und dem dritten Anwenderendgerät 132 befinden. Die Standortbestimmung wird bei der Operation 255 vorgenommen, sodass der Prozessor 110 bestimmen kann, welche drahtlosen Anwenderdaten über SDMA zur selben Zeit wie Backhaul-Daten kommuniziert werden können, ohne dass es zu einer Störung kommt. Zum Beispiel kann die Standortbestimmung ein Winkelstandort oder Vektorkanalantworten eines Anwenderendgerätes und des zentralen Backhau-Punktes 135 sein.
Als nächstes, bei der Operation 260, erzeugt der Prozessor 110 den ersten Anteil 205 des Datenrahmens 200, der sowohl über die Backhaul-Daten als auch über die drahtlosen Anwenderdaten verfügt. Es werden die selben Zeit- und Frequenzressourcen verwendet, um sowohl die drahtlosen Anwenderdaten als auch die Backhaul-Daten in dem ersten Anteil 205 des Datenrahmens 200 zu übertragen/empfangen. Zum Beispiel kann die Basisstation 105 drahtlose Anwenderdaten, die mit dem ersten Anwenderendgerät 125 und/oder dem zweiten Anwenderendgerät 130 in dem ersten Anteil 205 zu kommunizieren sind, zusammen mit den Backhaul-Daten umfassen.
Als nächstes, bei der Operation 265, erzeugt der Prozessor 110 den zweiten Anteil 210 des Datenrahmens 200. Der zweite Anteil 210 kann nur drahtlose Anwenderdaten umfassen. Zum Beispiel kann der zweite Anteil 210 drahtlose Anwenderdaten umfassen, die zwischen der Basisstation 105 und dem dritten Anwenderendgerät 132 zu kommunizieren sind. Die drahtlosen Anwenderdaten, die mit dem dritten Anwenderendgerät 132 zu kommunizieren sind, sind in diesem zweiten Anteil 210, das heißt, dem Nicht-Backhaul-Anteil enthalten, weil es wahrscheinlich ist, dass sie, wenn diese drahtlosen Anwenderdaten zur gleichen Zeit wie die Backhaul-Daten übertragen werden würden, wegen der engen Nachbarschaft des zentralen Backhaul-Punktes 135 und dem dritten Anwenderendgerät 132 eine Störung ergeben würden. Schließlich, bei der Operation 270, wird der Datenrahmen 200 kommuniziert. Zum Beispiel wird der Datenrahmen 200 auf einer Downlink-Kommunikation durch den Transceiver 120 der Basisstation 105 übertragen. Umgekehrt wird der Datenrahmen 200 auf einer Uplink-Kommunikation durch den Transceiver 120 der Basisstation 105 empfangen.
In bestimmten Ausbreitungsumgebungen, im Besonderen solchen mit einem hohen Maß an Mehrpfadstreuung, kann es sein, dass die Winkelstandorte des Anwenderendgerätes und/oder eines zentralen Backhaul-Punktes eine SDMA-Leistung nicht wesentlich beeinflussen. In solchen Umgebungen ist die Operation 255 eines Bestimmens der Standorte nicht erforderlich und wird daher nicht durchgeführt. In einer solchen Umgebung geht der Fluss von der Operation 250 in 3 direkt zu der Operation 260 weiter. Es können dann andere Kriterien, wie zum Beispiel Informationen über einen anhängigen Verkehr, verwendet werden, um zu bestimmen, welche Übertragungen in dem ersten Anteil geplant werden und welche Übertragungen in dem zweiten Anteil geplant werden.
Wie oben diskutiert, werden die drahtlosen Anwenderdaten und die Backhaul-Daten über OFDM-Symbole kommuniziert. Die Zuordnung der drahtlosen Anwenderdaten und der Backhaul-Daten kann auf einer Einzelrahmenbasis durchgeführt werden, sodass sich die relativen Größen des ersten Anteils 205 und des zweiten Anteils 210 von Rahmen zu Rahmen basierend auf einem Bedarf an drahtlosen Backhaul-Daten ändern. Der erste Anteil 205 und der zweite Anteil 210 des Datenrahmens 200 können zusammenhängende Sätze von OFDM-Symbolen sein. Wenn sich ein Anwenderendgerät schnell durch eine durch die Basisstation 105 versorgte Zelle 134 bewegt, kann der Prozessor 110 der Basisstation 105 die drahtlosen Anwenderdaten, die zu dem sich bewegenden Anwenderendgerät zu übertragen sind, von den Backhaul-Daten getrennt halten, obwohl sich das Anwenderendgerät aktuell nicht zu nahe bei dem zentralen Backhaul-Punkt 135 aufhält, sodass eine Beeinträchtigung der Übertragung von Backhaul-Daten wahrscheinlich resultieren würde. Der Grund, warum diese drahtlosen Anwenderdaten auf diese Art und Weise zugeordnet werden würden, liegt darin, dass der Prozessor 110, wenn sich das Anwenderendgerät durch die Zelle bewegt, bestimmen kann, dass es eine Wahrscheinlichkeit geben kann, dass eine Störung basierend auf der Bewegung des Anwenderendgerätes bald resultieren könnte. Beim Durchführen dieser Bestimmung kann der Prozessor 110 die Geschwindigkeit des Anwenderendgerätes und/oder die Bewegungsrichtung berücksichtigen. Zum Beispiel können, wenn die Geschwindigkeit des sich bewegenden Anwenderendgerätes und eine Dopplermessung (oder eine Messung der Kanalantwortvariabilität, oder eine Messung, wie schnell die Kanalantwort variiert) des Anwenderendgerätes einen vorhandenen Schwellenwert übersteigt, seine drahtlosen Anwenderdaten nur dem zweiten Anteil 210, das heißt, dem Nicht-Backhaul-Anteil, des Datenrahmens 200 zugeordnet werden. Die drahtlosen Anwenderdaten können außerdem dem zweiten Anteil 210 zugeordnet werden, wenn sich das Anwenderendgerät nahe einer Grenze des Kommunikationsbereiches der Basisstation 105 aufhält. Einem Anwenderendgerät, für das nur der zweite Anteil 210 des Datenrahmens 200 zu verwenden ist, kann außerdem eine niedrige Modulations- und Codierrate zugewiesen werden.
Gemäß diesen verschiedenen oben beschriebenen Ausführungsformen, werden ein Verfahren und ein System zur Verfügung gestellt, die die selben Zeit- und Frequenzressourcen verwenden, um gleichzeitig sowohl Backhaul-Daten als auch drahtlose Anwenderdaten direkt von einer Basisstation zu einem zentralen Backhaul-Punkt und Anwenderendgeräten zu übertragen. Für diese Kommunikation wird SDMA verwendet. Gemäß diesem Verfahren und System werden weder getrennte Zeit- oder Frequenzressourcen noch ein dedizierter Träger für den Backhaul-Verkehr benötigt. Durch Verwenden der selben Zeit- und Frequenzressourcen wird ein gutes Multiplexen von Backhaul- und drahtlosen Anwenderdaten erreicht.
Dem Fachmann auf dem Gebiet ist klar, dass eine breite Vielfalt von Modifizierungen, Änderungen und Kombinationen bezüglich der oben beschriebenen Ausführungsformen vorgenommen werden können, ohne von dem Geist und Umfang der Erfindung abzuweichen, und dass solche Modifizierungen, Änderungen und Kombinationen so anzusehen sind, dass sie in dem Bereich des erfinderischen Konzeptes liegen.

Claims

Verfahren zur Kommunikation von Backhaul-Daten, das umfasst: Kommunizieren drahtloser Backhaul-Daten zwischen einer Basisstation und einem zentralen Backhaul-Zugriffspunkt; Kommunizieren drahtloser Anwenderdaten zwischen der Basisstation und mindestens einem Anwenderendgerät in einer durch die Basisstation versorgten Zelle; Zuordnen eines ersten Umfangs von Zeit-Frequenz-Ressourcen zu den drahtlosen Anwenderdaten und den drahtlosen Backhaul-Daten und Zuordnen eines zweiten Umfangs der Zeit-Frequenz-Ressourcen nur zu den drahtlosen Anwenderdaten oder den drahtlosen Backhaul-Daten, wobei gleiche Zeit-Frequenz-Ressourcen für die drahtlosen Backhaul-Daten und die drahtlosen Anwenderdaten mindestens teilweise den ersten Umfang umfassen, und wobei mindestens ein erster Anteil eines Datenrahmens zumindest für drahtlose Backhaul-Daten und drahtlose Anwenderdaten und ein zweiter Anteil des Datenrahmens für drahtlose Anwenderdaten OFDM-Symbole (”Orthogonal Frequency Division Multiplexing symbols”) umfassen, wobei die drahtlosen Backhaul-Daten und die drahtlosen Anwenderdaten über ein Raumvielfach-Zugriffsverfahren (”SDMA”) kommuniziert werden, und der erste Anteil des Datenrahmens die gleichen Zeit-Frequenz-Ressourcen wie der zweite Anteil des Datenahmens verwendet, und wobei der erste Anteil und der zweite Anteil des Datenrahmens zusammenhängende Sätze von OFDM-Symbolen sind.
Verfahren zur Kommunikation von Backhaul-Daten gemäß Anspruch 1, wobei ein Kommunizieren der drahtlosen Backhaul-Daten von der Basisstation zu dem zentralen Backhaul-Zugriffspunkt durchgeführt wird und ein Kommunizieren der drahtlosen Anwenderdaten von der Basisstation abwärts zu dem mindestens einen Anwenderendgerät durchgeführt wird.
Verfahren zur Kommunikation von Backhaul-Daten gemäß Anspruch 1, wobei ein Kommunizieren der drahtlosen Backhaul-Daten von dem zentralen Backhaul-Zugriffspunkt zu der Basisstation durchgeführt wird und ein Kommunizieren der drahtlosen Anwenderdaten von dem mindestens einen Anwenderendgerät aufwärts zu der Basisstation durchgeführt wird.
System zur Kommunikation von Backhaul-Daten, das umfasst: eine Basisstation, um drahtlose Anwenderdaten mit mindestens einem Anwenderendgerät in einer durch die Basisstation versorgten Zelle zu kommunizieren; einen zentralen Backhaul-Zugriffspunkt, um drahtlose Backhaul-Daten mit der Basisstation zu kommunizieren; wobei ein Prozessor der Basisstation geeignet ist, einen ersten Umfang von Zeit-Frequenz-Ressourcen den drahtlosen Anwenderdaten und den drahtlosen Backhaul-Daten zuzuordnen und einen zweiten Umfang der Zeit-Frequenz-Ressourcen nur den drahtlosen Anwenderdaten oder den drahtlosen Backhaul-Daten zuzuordnen, wobei gleiche Zeit-Frequenz-Ressourcen mindestens teilweise den ersten Umfang umfassen; und wobei der Prozessor geeignet ist, einen Datenrahmen zu erzeugen, wobei mindestens ein erster Anteil des Datenrahmens für mindestens drahtlose Backhaul-Daten und drahtlose Anwenderdaten und ein zweiter Anteil des Datenrahmens für drahtlose Anwenderdaten OFDM-Symbole (”Orthogonal Frequency Division Multiplexing symbols”) umfassen, die drahtlosen Backhaul-Daten und die drahtlosen Anwenderdaten über ein Raumvielfach-Zugriffsverfahren (”SDMA”) kommuniziert werden, und der erste Anteil des Datenrahmens die gleichen Zeit-Frequenz-Ressourcen wie der zweite Anteil des Datenrahmens verwendet, und wobei der erste Anteil und der zweite Anteil des Datenrahmens zusammenhängende Sätze von OFDM-Symbolen sind.
System zur Kommunikation von Backhaul-Daten gemäß Anspruch 4, wobei der zentrale Backhaul-Zugriffspunkt von der Basisstation abgesetzt angeordnet ist, sodass die drahtlosen Backhaul-Daten von der Basisstation zu dem zentralen Backhaul-Zugriffspunkt fließen, und das mindestens eine Anwenderendgerät abwärts von der Basisstation angeordnet ist, sodass die drahtlosen Anwenderdaten von der Basisstation abwärts zu dem mindestens einen Anwenderendgerät fließen
Basisstation zur Kommunikation von Backhaul-Daten, die umfasst: einen Prozessor, um drahtlose Anwenderdaten und drahtlose Backhaul-Daten zu verarbeiten; und einen Transceiver, um die drahtlosen Anwenderdaten mit mindestens einem Anwenderendgerat in einer durch die Basisstation versorgten Zelle zu kommunizieren und die drahtlosen Backhaul-Daten mit einem zentralen Backhaul-Zugriffspunkt zu kommunizieren; und wobei der Prozessor geeignet ist, einen ersten Umfang von Zeit-Frequenz-Ressourcen den drahtlosen Anwenderdaten und den drahtlosen Backhaul-Daten zuzuordnen und einen zweiten Umfang der Zeit-Frequenz-Ressourcen nur den drahtlosen Anwenderdaten oder den drahtlosen Backhaul-Daten zuzuordnen, wobei gleiche Zeit-Frequenz-Ressourcen mindestens teilweise den ersten Umfang umfassen; und wobei der Prozessor geeignet ist, einen Datenrahmen zu erzeugen, wobei mindestens ein erster Anteil des Datenrahmens für mindestens drahtlose Backhaul-Daten und drahtlose Anwenderdaten und ein zweiter Anteil des Datenrahmens für drahtlose Anwenderdaten OFDM-Symbole (”Orthogonal Frequency Division Multiplexing symbols”) umfassen, die drahtlosen Backhaul-Daten und die drahtlosen Anwenderdaten über ein Raumvielfach-Zugriffsverfahren (”SDMA”) kommuniziert werden, und der erste Anteil des Datenrahmens die gleichen Zeit-Frequenz-Ressourcen wie der zweite Anteil des Datenrahmens verwendet, und wobei der erste Anteil und der zweite Anteil des Datenrahmens zusammenhängende Sätze von OFDM-Symbolen sind.
Basisstation gemäß Anspruch 6, wobei der zentrale Backhaul-Zugriffspunkt von der Basisstation abgesetzt angeordnet ist, sodass die drahtlosen Backhaul-Daten von dem zentralen Backhaul-Zugriffspunkt zu der Basisstation fließen, und das mindestens eine Anwenderendgerät aufwärts von der Basisstation angeordnet ist, sodass die drahtlosen Anwenderdaten von dem mindestens einen Anwenderendgerät aufwärts zu der Basisstation fließen.