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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Aufgrund
der zunehmenden Verwendung von Breitbandkommunikationen wird es
wichtiger, in der Lage zu sein, Teilnehmern Hochgeschwindigkeitstelekommunikationsdienste
bereitzustellen, die im Vergleich zu existierenden Kabel- und Überlandleitungstechnologien
relativ kostengünstig sind. Als ein Ergebnis lag ein Schwerpunkt
auf einer Verwendung von drahtlosen Medien für Breitbandkommunikationen
und es gibt weitergehende Anstrengungen, die Effizienz und/oder
Kapazität für drahtlose Kommunikationen mit hoher
Bandbreite zu verbessern.
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Existierende
drahtlose Netze unterstützen derzeit einen heterogenen
Satz von Anwendungen mit sich ändernden Anforderungen und
Fähigkeiten. Zum Beispiel wird von Breitbanddrahtloszugriff(BWA)-Netzen
erwartet, dass sie das File Transfer Protocol (FTP), Web-Browsing,
Internettelefonieprotokolle (Voice-over-Internet-Protocols, VoIP), Video-
und Spieleanwendungen usw. unterstützen. Es wird erwartet,
dass die Anzahl von Anwendungen, die in drahtlosen Netzen unterstützt
werden, mit der zunehmenden Anzahl von neu aufkommenden Diensten
zunehmen wird. Entsprechend sind eine effiziente Ressourcennutzung
zum Behandeln von verschiedenem Anwendungsdatenverkehr über
drahtlose Netze und zunehmende Systemkapazität für
einen erfolgreichen Einsatz von BWA-Netzen wünschenswert.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Aspekte,
Merkmale und Vorteile von Ausführungsformen der vorliegenden
Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung der Erfindung mit
Bezug auf die angefügten Zeichnungen verständlich,
in denen gleiche Bezugszeichen gleiche Elemente bezeichnen und in
denen:
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1 ein
Diagramm eines beispielhaften drahtlosen Netzes gemäß verschiedenen
Ausführungsformen ist;
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2 ein
Diagramm einer adaptiven Frame-Struktur für einen ersten
Anwendungsdatentyp gemäß verschiedenen Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung ist;
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3 ein
Diagramm einer adaptiven Frame-Struktur für einen zweiten
Anwendungsdatentyp ist;
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4 ein
Flussdiagramm eines Prozesses zur dynamischen Frame-Verarbeitung
an einem Sender gemäß erfindungsgemäßen
Ausführungsformen ist;
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5 ein
Flussdiagramm eines Prozesses zur dynamischen Frame-Verarbeitung
an einem Empfänger gemäß erfindungsgemäßen
Ausführungsformen ist; und
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6 ein
Diagramm einer beispielhaften drahtlosen Kommunikationsvorrichtung
gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung ist.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Während
die beispielhaften Ausführungsformen hier mit Bezug auf
drahtlose Wide Area Networks (WWANs) beschrieben werden, die orthogonales
Frequenz-Multiplexing (OFDM) oder orthogonale Frequenzvielfachzugriff
(OFDMA)-Modulation verwenden, sind die Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung nicht darauf beschränkt und
können zum Beispiel in anderen Typen von Netzen implementiert
sein, die andere Modulationsschemata verwenden, wo dies geeignet
anwendbar ist. Zum Beispiel können die erfindungsgemäßen
Ausführungsformen auf andere Typen von drahtlosen Netzen
angewendet werden, wo ähnliche Vorteile erhalten werden
können, wie zum Beispiel drahtlose Local Area Networks
(WLANs), drahtlose Personal Area Networks (WPANs) und/oder drahtlose
Metropolitan Area Networks (WMANs).
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Die
folgenden erfindungsgemäßen Ausführungsformen
können in einer Vielzahl von Anwendungen verwendet werden,
aufweisend Sender und/oder Empfänger eines Funksystems.
Funksysteme, die spezifisch vom Umfang der vorliegenden Erfindung
umfasst sind, umfassen, sind jedoch nicht beschränkt auf
Netzschnittstellenkarten (NICs), Netzadapter, mobile Stationen,
Basisstationen, Access-Points (APs), Gateways, Bridges, Hubs und Mobilfunktelefone.
Des weiteren können die Systeme innerhalb des Umfangs der
Erfindung Mobiltelefonsysteme, Satellitensysteme, persönliche
Kommunikationssysteme (PCS), Zweiwegefunksysteme, Zweiwege-Pager,
Personalcomputer (PCs) und diesbezügliche Peripherie, Personal
Digital Assistants (PDAs), persönliches Rechenzubehör
und alle existierenden und zukünftig aufkommenden Systeme umfassen,
die ihrer Natur nach verwandt sein könnten und auf die
die Prinzipien der erfindungsgemäßen Ausführungsformen
geeignet anwendbar sein könnten.
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Bezug
nehmend auf 1 kann ein drahtloses Kommunikationsnetz 100 gemäß verschiedenen erfindungsgemäßen
Ausführungsformen ein beliebiges drahtloses System sein, das
in der Lage ist, drahtlosen Zugriff zwischen einem Provider-Netz (PN) 121 und
einer oder mehreren Teilnehmerstationen 110–116 zu
vereinfachen, wie zum Beispiel eine oder mehrere mobile und/oder
feststehende Client-Vorrichtungen. Das Netz 100 kann zum
Beispiel eingerichtet sein, ein oder mehrere Protokolle zu verwenden,
die durch die Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE)
802.11 a, b, g oder n-Standards, wie zum Beispiel IEEE
802.11a-1999; IEEE 802.11b-1999/Cor1-2001; IEEE
802.11g-2003 (insgesamt IEEE 802.11-2007);
und/oder IEEE 802.11n (wobei sich die vorgeschlagene Änderung
zum IEEE 802.11-2007 derzeit in Entwurfsform befindet),
oder den IEEE 802.16-Standards für Breitbanddrahtloszugriff
(BWA), wie zum Beispiel IEEE 802.16-2005 und/oder
darauf bezogene zukünftige Standards spezifiziert sind,
obwohl die erfindungsgemäßen Ausführungsformen
in dieser Hinsicht nicht beschränkt sind. Alternativ oder
zusätzlich kann das Netz 100 Protokolle verwenden,
die mit einem 3rd Generation Partnership
Project (3GPP) Long Term Evolution (LTE)-Mobiltelefonnetz oder einem
beliebigen Protokoll für WPANs oder WWANs kompatibel sind.
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In
den IEEE 802.16-Standards (auf die manchmal umgangssprachlich
als WiMAX Bezug genommen wird, das ein Akronym ist, das für
Worldwide Interoperability for Microwave Access steht), werden zwei
grundsätzliche kommunizierende Drahtlosnetzknoten definiert,
die die Basisstation (BS) (zum Beispiel eine Netzzugriffstation 120)
und die Teilnehmerstation (SS) (zum Beispiel Teilnehmerstationen 110, 112, 114 und 116)
aufweisen. Auf das funktionale Äquivalent für
die Basisstation 110 in WLANs wird als ein Access-Point
(AP) Bezug genommen und auf die Teilnehmerstationen 110–116 kann
als eine Station oder (STA) Bezug genommen werden. Jedoch werden
die Begriffe Basisstation und Teilnehmerstation in dieser Beschreibung
durchwegs in einer allgemeinen Weise verwendet und ihre Bedeutung
ist in dieser Hinsicht nicht dazu bestimmt, die erfindungsgemäßen
Ausführungsformen auf irgendeinen bestimmten Typ eines
Netzes oder Protokolls zu beschränken.
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In
der beispielhaften Konfiguration aus 1 können
Kommunikationen zwischen der Basisstation 120 und den Teinehmerstationen 110–116 und/oder eventuell
zwischen den Teilnehmerstationen selbst drahtlos vereinfacht werden,
zum Beispiel durch Verwendung einer Mehrfachträgermodulation
oder anderen Träger- und Modulationstechniken, in denen ein
zugrundeliegender Funkkanal in unterschiedliche Kanäle
unter Verwendung von Funk-Frame-Strukturen geteilt werden kann,
um Übertragung von mehreren Datenströmen zu ermöglichen.
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Als
ein Beispiel kann ein Funk-Frame aus einer Vielzahl von OFDM-Symbolen
bestehen, die moduliert und codiert werden. Subträger von
jedem ODFM-Symbol können ferner zwischen mehreren Benutzern
zugewiesen werden, um einen Mehrfachzugriff zu ermöglichen,
was als orthogonaler Frequenzvielfachzugriff (OFDMA) bekannt ist.
Die Anzahl von OFDM-Symbolen pro Funk-Frame kann durch die Wahl
einer bestimmten OFDM-Konfiguration bestimmt sein, die gemäß Subträger-Spacing,
zyklischer Präfixlänge, Abtastfrequenz und/oder
anderen Faktoren variieren kann. Abhängig von der Bandbreite
und der Abtastfrequenz (oder einem Überabtastfaktor in IEEE
802.16-2005) können unterschiedliche Konfigurationen
spezifiziert sein, was zu unterschiedlichen Anzahlen von OFDM-Symbolen
in einem Funk-Frame führt. Das Modulation- und Codierschema
(MCS) für die Subträger wird dann typischerweise
aufgrund der Kanalkonditionen ausgewählt.
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In
gewöhnlichen drahtlosen Systemen kennt die Frame-Struktur
der Bitübertragungsschicht (Physical Layer) den Typ von
Anwendungsdaten nicht, die über die Verbindung transportiert
werden. Sie ist nicht für den Datenverkehr optimiert, den
sie bedient, was zu einer ineffizienten Ressourcennutzung und suboptimalen
Kapazität führen kann. Obwohl unterschiedliche
Prioritäten für unterschiedliche Datenverkehrstypen
vorliegen können und Modulation und Codierung dynamisch
auf einer Pro-Frame-Basis ausgewählt sein können,
nutzen gewöhnliche drahtlose Systeme im Allgemeinen Frame-Strukturen
der Bitübertragungsschicht, die die folgenden Eigenschaften
aufweisen:
- 1. Sie verwenden ein einziges MCS
für einen gesamten Frame; und
- 2. Der verwendete Fehlererkennungsmechanismus erkennt Fehler
im gesamten Frame, ohne zwischen kritischen Fehlern und nicht kritischen Fehlern
zu unterscheiden.
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Die
oben erwähnten Alt-Frame-Strukturen sind sehr für
Datenanwendungen geeignet, wie zum Beispiel FTP, Web-Browsing usw.,
für die eine 100%-ige Datenintegrität für
ein korrektes Anwendungsverhalten erforderlich ist. Während
diese gewöhnlichen Frame-Strukturen zur Verwendung in VoIP-Anwendungen
angewendet werden können und aktuell angewendet werden,
zieht diese Verwendung keinen Vorteil aus der Fehlerverborgenheit
und Fehlernachgiebigkeit von VoIP-Anwendungen (oder allgemein einer
beliebigen verlusttoleranten Anwendung). Deshalb ist die aktuelle
drahtlose Ressourcenverwendung für verlusttolerante Anwendungen ineffizient
und verschwenderisch.
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In
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung kann eine
Funk-Frame-Struktur basierend zumindest teilweise auf dem Typ von
Anwendungsdaten dynamisch optimiert werden, die über die Funkverbindung
gesendet werden. Auf diese Weise kann die Ressourcenverwendung besser
optimiert und die Systemkapazität erhöht werden.
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Somit
kann gemäß den erfindungsgemäßen Ausführungsformen
ein Frame basierend zumindest teilweise auf den Eigenschaften der
Anwendung angepasst werden, für die die Frame-Daten verwendet werden
sollen. Entsprechend kann die Ressourcennutzung über einen
adaptiven Frame-Struktur (AFS)-Mechanismus der erfindungsgemäßen
Ausführungsformen erhöht werden. Beispielsweise
kann gemäß verschiedenen Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung ein AFS-Mechanismus in der Lage sein:
- – zwischen verlustlosen und verlusttoleranten
Anwendungsdaten zu unterscheiden;
- – ein Paket an eine Anwendungsnutzlast anzupassen;
- – Modulations- und Codierschemata für unterschiedliche
Abschnitte desselben Frames zu variieren;
- – ungleichen Fehlerschutz anzuwenden; und/oder
- – eine Fehlermaskierung anzuwenden.
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Bezug
nehmend auf 2 und 3 werden
zwei beispielhafte Frame-Strukturen 200, 300 dargestellt.
Die Sektionskomponenten (zum Beispiel zyklische Redundanzprüfung
(CRC), Header und Nutzlasten) der Frame-Strukturen 200, 300 können zu
gewöhnlichen Strukturen ähnlich sein, jedoch können
das MCS, die CRC und/oder die Fehlermaskierung für entsprechende
Frames 200, 300 abhängig von dem Typ
der Anwendung, die die Datennutzlast verwenden wird, dynamisch ausgewählt
werden.
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Beispielsweise
zeigt 2 einen Frame 200 für verlustlose
Datenübertragung. In diesem Fall erfordert die Gesamtheit
des Frames 200 einen hohen Fehlerschutz und somit kann
ein einziges MCS-Schema (zum Beispiel eine binäre oder
Quadratur-Phasenumtastung (BPSK oder QPSK)) und eine Fehlererkennung/-korrektur
im ganzen Frame angewendet werden, für den Fall, dass das
Auftreten eines einzigen nicht korrigierbaren Fehlers den Frame
nutzlos machen würde und dieser verworfen wird. Im Gegensatz
zeigt 3 einen beispielhaften Frame 300, der
Daten für eine stärker verlusttolerante Anwendung
transportiert. In diesem Fall kann mindestens ein Abschnitt des
Frames 300 (zum Beispiel ein Abschnitt der Datennutzlast
für eine VoIP-Anwendung) einen Bereich 310 mit
einem niedrigen Fehlerschutz haben, in dem Fehler erlaubt sind und
toleriert werden, und somit kann ein MCS einer höheren
Ordnung (zum Beispiel eine Quadraturamplitudenmodulation (QAM)-16)
genutzt werden. Jedoch können in dem Beispiel auf 3 die
CRC und die Header-Abschnitte des Frames 300 weiterhin
ein Bereich 305 mit einem hohen Fehlerschutz sein, der
ein MCS einer niedrigeren Ordnung (für einen höheren
Fehlerschutz) verwendet, um ein richtiges Decodieren und Routen
sicherzustellen, für den Fall, dass das Auftreten eines
einzigen nicht korrigierbaren Fehlers in diesem Bereich den Frame
nutzlos machen würde und dieser verworfen wird. Dies führt
zu einem ungleichen Fehlerschutzschema im ganzen Frame 300.
In einigen Ausführungsformen kann ein Empfänger
einen Erkennungsmechanismus für kritische Fehler, um Fehler
in dem/den Bereich(en) 305 mit einem hohen Fehlerschutz
zu erkennen, sowie einen optionalen Erkennungsmechanismus für
unkritische Fehler verwenden, um Fehler in dem Bereich 310 mit
einem niedrigen Fehlerschutz zu erkennen.
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Bezug
nehmend auf 4 kann ein beispielhafter Prozess 400 für
einen Sender zum Erzeugen einer adaptiven Frame-Struktur gemäß den
erfindungsgemäßen Ausführungsformen allgemein
ein Bestimmen 410 aufweisen, ob ein Paket, das von der Anwendungsschicht
(oder einer anderen oberen Schicht) empfangen wird 405,
verlusttolerante Anwendungsdaten aufweist. Falls in 410 keine
verlusttoleranten Anwendungsdaten in dem Paket enthalten sind, wird
ein Funk-Frame verarbeitet 425 und zusammengestellt 430 unter
Verwendung von nur einem Schema für einen hohen Fehlerschutz
und der Frame wird als normal übertragen 435.
Wenn jedoch in 410 bestimmt wird, dass verlusttolerante
Anwendungsdaten in dem Paket vorhanden sind, kann das Paket in kritische
(zum Beispiel CRC und Header-Info) und unkritische (zum Beispiel
verlusttolerante Anwendungsdaten) Informationssegmente getrennt werden 415.
Die unkritischen Informationen können dann unter Verwendung
eines Schemas für einen niedrigen Fehlerschutz mit einem
höheren MCS verarbeitet werden 420 und die kritischen
Informationen können unter Verwendung eines Schemas für
einen hohen Fehlerschutz mit einem niedrigeren MCS verarbeitet werden 425 und
in einen Frame kombiniert werden 430 zur Übertragung 435.
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5 zeigt
einen beispielhaften Prozess 500 an dem Empfänger
zum Demodulieren und Decodieren der adaptiven Frame-Struktur der
erfindungsgemäßen Ausführungsformen.
Der Prozess 500 kann allgemein ein Demodulieren und Decodieren 510 eines
empfangenen 505 Funk-Frames und ein Bestimmen 515 aufweisen,
ob irgendwelche kritischen Fehler identifiziert wurden. Für
eine Alt-Frame-Struktur oder eine AFS, die Anwendungsdaten enthält,
die nicht verlusttolerant sind (zum Beispiel der Frame 200; 2),
würde der gesamte Frame auf kritische Fehler (zum Beispiel
unter Verwendung der CRC und/oder anderer Fehlerprüftechniken)
im Schritt 515 überprüft werden und falls
in 520 irgendwelche kritischen Fehler erkannt werden, würde
eine Neuübertragung des Frames angefragt werden 545 (zum
Beispiel durch einen Hybrid Automatic Repeat Request (HARQ) oder
durch ein Neusenden des gesamten Frames). Alternativ kann für
einen Frame mit ungleichen Fehlerschutzbereichen (zum Beispiel der Frame 300; 2)
nur der kritische Bereich 305 auf kritische Fehler überprüft
werden, um zu bestimmen, ob eine Neuübertragung 545 notwendig
ist. Falls in 520 keine kritischen Fehler erkannt werden,
können die decodierten Frame-Daten an eine obere Schicht (zum
Beispiel die Sicherungsschicht (Data Link Layer) oder die Anwendungsschicht)
weitergereicht werden zur weiteren Verarbeitung 540.
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In
einer optionalen Ausführungsform der Erfindung kann/können
der/die unkritischen Bereich(e) des demodulierten und decodierten
Frames ebenfalls auf Fehler überprüft werden 525, 530.
In dieser optionalen Ausführungsform würde, wenn
in 535 die Anzahl von Fehlern in dem unkritischen Bereich
einen Schwellwert übersteigt, der nach Belieben eines Netzwerkdesigners
gesetzt werden kann, eine Anfrage 545 für Frame-Neuübertragung
gesendet werden. Sonst, falls in 535 die Anzahl von Fehlern,
die in dem/den unkritischen Bereich(en) entdeckt werden, bei oder
unterhalb eines akzeptablen Werts liegt, dann würden die
decodierten Frame-Daten zur Verarbeitung 514 durch obere
OSI-Schichten gesendet werden.
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Das
Verwenden der adaptiven Frame-Struktur erlaubt eine aggressive Verwendung
von MCS-Schemata höherer Ordnung für verlusttolerante Anwendungen,
die die Anzahl von verwendeten Ressourcen in der Bitübertragungsschicht
reduziert. Zusätzlich kann aufgrund des Fehlermaskierungsmerkmals
im Bereich mit einem niedrigen Fehlerschutz (d. h., einigen Fehlern
im Bereich mit einem niedrigen Fehlerschutz ist es erlaubt, den
Stapel hinauf zu propagieren) die Anzahl von Neuübertragungen
reduziert werden, was ebenfalls Einsparungen von Ressourcen mit
sich bringt.
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Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung können potentiell in drahtlosen
Netzen verwendet werden, die eine Mischung von Datenverkehr unterstützen,
der verlusttolerante Anwendungen und verlustlose Anwendungen umfasst.
Durch Einsetzen von Client-Vorrichtungen, die adaptive Frame-Strukturen
der vorliegenden Erfindung unterstützen, wird im Vergleich
zum Verwenden von Client-Vorrichtungen, die AFS nicht unterstützen,
ein Netz in die Lage versetzt, eine höhere Anzahl von Client-Vorrichtungen
zu unterstützen. Zusätzlich kann die Reduktion der
Anzahl von Übertragungen, die durch die Verwendung von
AFS eingeführt wird, den Leistungsverbrauch der Client-Karte
reduzieren und somit die Batterielebensdauer verlängern.
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Bezug
nehmend auf 6 kann eine Vorrichtung 600 zur
Verwendung in einem drahtlosen Netz eine Verarbeitungsschaltung 650 aufweisen,
die eine Logik (zum Beispiel einen Festschaltkreis, einen Prozessor
und Software oder eine Kombination davon) aufweist, um den Anwendungstyp
zu bestimmen, für den entsprechende Dateneinheiten gesendet/empfangen
werden, und dynamisch einen ungleichen Fehlerschutz pro Frame anzupassen,
wie es in einem oder mehreren der obigen Prozesse beschrieben ist.
In bestimmten nicht einschränkenden Ausführungsformen
kann die Vorrichtung 600 allgemein eine Funkfrequenz (RF)-Schnittstelle 610 und
einen Mediumzugriffscontroller (MAC)Basisbandprozessorabschnitt 650 aufweisen.
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In
einer beispielhaften Ausführungsform kann die RF-Schnittstelle 610 eine
beliebige Komponente oder eine Kombination von Komponenten sein, die
eingerichtet sind, einzelträger- oder mehrfachträgermodulierte
Signale (zum Beispiel CCK oder OFDM) zu senden oder zu empfangen,
obwohl die erfindungsgemäßen Ausführungsformen
nicht auf irgendeine spezifische Über-die-Luft-Schnittstelle
oder irgendein Modulationsschema beschränkt sind. Die RF-Schnittstelle 610 kann
zum Beispiel einen Empfänger 612, einen Sender 614 und/oder
einen Frequenzsynthesizer 616 aufweisen. Die Schnittstelle 610 kann
ebenfalls Bias-Steuerungen, einen Kristalloszillator und/oder eine
oder mehrere Antennen 618, 619, falls gewünscht,
aufweisen. Ferner kann die RF-Schnittstelle 610 alternativ
oder zusätzlich externe spannungsgesteuerte Oszillatoren
(VCOs), Oberflächenakustikwellenfilter, Zwischenfrequenz
(IF)-Filter und/oder Funkfrequenz (RF)-Filter, wie gewünscht,
verwenden. Aufgrund der Vielfalt von potentiellen RF-Schnittstellendesigns
wird eine weitreichende Beschreibung davon weggelassen.
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Die
Verarbeitungsschaltung 650 kann mit der RF-Schnittstelle 610 kommunizieren,
um Empfangs-/Sendesignale zu verarbeiten, und kann, jedoch lediglich
nur als ein Beispiel, einen Analog-zu-Digital-Konverter 652 zum
Herunterkonvertieren von empfangenen Signalen und einen Digital-zu-Analog-Konverter 654 zum
Heraufkonvertieren von Signalen zur Übertragung aufweisen.
Ferner kann die Schaltung 650 eine Basisbandverarbeitungsschaltung 656 für
eine PHY-Verbindungsschicht-Verarbeitung von entsprechenden Empfangs-/Sendesignalen
aufweisen. Der Verarbeitungsabschnitt 650 kann ebenfalls
eine Verarbeitungsschaltung 659 für die Mediumzugriffssteuerung (MAC)/Sicherungsschicht-Verarbeitung
aufweisen oder aus ihr bestehen.
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In
den erfindungsgemäßen Ausführungsformen
können die Anwendungstypinformationen aus einer/für
eine Anwendungsschicht 660 in einer Tabelle 658 durch
die MAC-Schaltung 659 und/oder durch einen Frame-Generator
in der PHY-Schaltung 656 nachgeschaut werden (diese Informationen
können ebenfalls aus dem Dienstfluss und der Paketgröße abgeleitet
werden). Die Anwendungstypinformationen werden verwendet, um die
Grenze zwischen dem Bereich mit einem hohen Fehlerschutz und dem Bereich
mit einem niedrigen Fehlerschutz zu definieren (und somit die Frame-Struktur
auf Anwendungsanforderungen anzupassen). Zusätzlich können
diese Informationen an die Empfängerseite für
eine richtige Demodulation und Decodieren des Frames in der Bitübertragungsschicht
signalisiert werden.
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Ein
ungleicher Fehlerschutz kann durch die MAC-Schaltung 659 und/oder
den Frame-Generator in der PHY-Schichtschaltung 656 implementiert
sein, um einen Bereich mit einem hohen Fehlerschutz und einen Bereich
mit einem niedrigen Fehlerschutz innerhalb desselben Frames zu setzen.
In dem Bereich mit einem hohen Fehlerschutz wird ein MCS einer niedrigeren
Ordnung verwendet, während für den Bereich mit
einem niedrigen Fehlerschutz ein MCS einer höheren Ordnung
verwendet wird. Ein Erkennungsmechanismus für kritische
Fehler wird verwendet, um Fehler im Bereich mit einem hohen Fehlerschutz
zu erkennen, und sollte ein Fehler in diesem Bereich erkannt werden,
sind zusätzliche Übertragungen notwendig. Der
Bereich mit einem niedrigen Fehlerschutz kann optional von einem
optionalen Erkennungsmechanismus für unkritische Fehler überprüft
werden, der Informationen hinsichtlich der Anzahl von Fehlern in
dem Bereich mit einem niedrigen Fehlerschutz bereitstellt. Sollte
der optionale Erkennungsmechanismus für unkritische Fehler
eingesetzt werden, wird eine zusätzliche Entscheidung,
den Frame zu akzeptieren oder nicht zu akzeptieren, basierend auf
der Anzahl von Fehlern in dem Bereich mit einem niedrigen Fehlerschutz
getroffen, wie durch den beispielhaften Prozess 500 aus 5 gezeigt.
Sollte dieser optionale Erkennungsmechanismus für unkritische
Fehler nicht verwendet werden, dann wird die Entscheidung, den Frame
zu akzeptieren oder nicht zu akzeptieren, alleine auf die Integrität des
kritischen Fehlerbereichs (Bereich mit einem hohen Fehlerschutz)
bezogen.
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In
bestimmten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung
kann die PHY-Verarbeitungsschaltung 656 eine Frame-Konstruktion-
und/oder Erkennungsmodul in Kombination mit zusätzlichen Schaltkreisen
aufweisen, wie zum Beispiel einem Pufferspeicher (nicht gezeigt),
um Super-Frames wie in den vorher beschriebenen Ausführungsformen
zu konstruieren und/oder zu dekonstruieren. Alternativ oder zusätzlich
kann sich die MAC-Verarbeitungsschaltung 659 die Verarbeitung
bestimmter dieser Funktionen teilen oder diese Prozesse unabhängig von
der PHY-Verarbeitungsschaltung 656 durchführen.
Die MAC- und PHY-Verarbeitung kann ebenfalls in einer einzigen Schaltung,
falls gewünscht, integriert sein.
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Die
Vorrichtung 600 kann zum Beispiel eine Basisstation, ein
Access-Point, ein hybrider Koordinator, ein drahtloser Router, ein
NIC- und/oder Netzadapter für Rechenvorrichtungen, eine
mobile Station oder eine andere Vorrichtung sein, die geeignet ist,
die hier beschriebenen erfindungsgemäßen Verfahren,
Protokolle und/oder Architekturen zu implementieren. Entsprechend
können die vorher beschriebenen Funktionen und/oder spezifischen
Konfigurationen der Vorrichtung 600 enthalten sein oder ausgelassen
werden, wie geeignet gewünscht. In einigen Ausführungsformen
kann die Vorrichtung 600 eingerichtet sein, mit Protokollen
und Frequenzen kompatibel zu sein, die einem oder mehreren der IEEE
802.11, 802.15 und/oder 802.16-Standards
für entsprechende WLANs, WPANs und/oder Breitbanddrahtlosnetze
zugeordnet sind, obwohl die Ausführungsformen in dieser
Hinsicht nicht beschränkt sind.
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Die
Ausführungsformen der Vorrichtung 600 können
unter Verwendung von Single Input Single Output (SISO)-Architekturen
implementiert sein. Jedoch können, wie in 6 gezeigt,
bestimmte bevorzugte Ausführungsformen mehrere Antennen
(zum Beispiel 618, 619) zur Übertragung
und/oder zum Empfang aufweisen, die adaptive Antennentechniken für
die Strahlformung oder Spacial Division Multiple Access (STMA) verwenden
und/oder die Multiple Input Multiple Output (MIMO)-Kommunikationstechniken
verwenden.
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Die
Komponenten und Merkmale der Station 600 können
unter Verwendung einer beliebigen Kombination von diskreten Schaltkreisen,
anwendungsspezifischen integrierten Schaltungen (ASICs), logischen
Gattern und/oder einzelnen Chiparchitekturen implementiert sein.
Ferner können die Merkmale der Vorrichtung 600 unter
Verwendung von Mikrocontrollern, programmierbaren Logik-Arrays und/oder
Mikroprozessoren oder einer beliebigen Kombination der vorhergehenden
implementiert sein, wo dies geeignet angebracht ist. Es wird angemerkt,
dass hier auf Hardware-, Firmware- und/oder Softwareelemente kollektiv
oder individuell als „Logik” oder „Schaltung” Bezug
genommen werden kann.
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Es
sollte verständlich sein, dass die beispielhafte Vorrichtung 600,
die im Blockdiagramm in 6 gezeigt ist, nur ein funktional
beschreibendes Beispiel aus vielen potentiellen Implementierungen repräsentiert.
Entsprechend kann aus einem Teilen, Auslassen oder Einfügen
von Blockfunktionen, die in den begleitenden Figuren abgebildet
sind, nicht gefolgert werden, dass die Hardwarekomponenten, Schaltungen,
Software und/oder Elemente zum Implementieren dieser Funktionen
in Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung notwendigerweise
geteilt, ausgelassen oder eingefügt sind.
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Sofern
dies nicht im Widerspruch zu physikalischen Möglichkeiten
steht, sehen die Erfinder der hier beschriebenen Verfahren vor,
dass sie (i) in einer beliebigen Sequenz und/oder in einer beliebigen Kombination
durchgeführt werden können; und (ii) die Komponenten
aus entsprechenden Ausführungsformen in einer beliebigen
Weise kombiniert werden können.
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Obwohl
hier beispielhafte Ausführungsformen dieser neuen Erfindung
beschrieben worden sind, sind viele Variationen und Modifikationen
möglich, ohne von dem Umfang der Erfindung abzuweichen.
Entsprechend sind die erfindungsgemäßen Ausführungsformen
nicht durch die obige spezifische Offenbarung beschränkt,
sondern sollten nur durch den Umfang der angefügten Ansprüche
und ihrer legalen Äquivalente beschränkt sein.
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Zusammenfassung
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Verfahren
und Vorrichtungen der Erfindung beziehen sich auf Senden von Informationen über
einen drahtlosen Kommunikationskanal unter Verwendung einer adaptiven
Frame-Struktur (AFS) mit einem ungleichen Fehlerschutz. Der ungleiche
Fehlerschutz bezieht sich auf einen ersten Datenbereich des Frames,
der mit einem ersten Modulations- und Codierschema (MCS) moduliert
ist, und einen zweiten Datenbereich des Frames, der mit einem unterschiedlichen
MCS typischerweise mit einer höheren Modulationsordnung
moduliert ist. Der erste Datenbereich, der mit einem MCS einer niedrigeren
Ordnung moduliert ist, kann kritische Daten, wie zum Beispiel eine
Fehlerprüfung und Header/Router-Informationen aufweisen,
während der zweite Bereich eine Datennutzlast für
verlusttolerante Anwendungen aufweisen kann, wie zum Beispiel Internettelefonie (VoIP).
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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- - (IEEE) 802.11
a, b, g [0012]
- - IEEE 802.11a-1999 [0012]
- - IEEE 802.11b-1999/Cor1-2001 [0012]
- - IEEE 802.11g-2003 [0012]
- - IEEE 802.11-2007 [0012]
- - IEEE 802.11n [0012]
- - IEEE 802.11-2007 [0012]
- - IEEE 802.16 [0012]
- - IEEE 802.16-2005 [0012]
- - IEEE 802.16 [0013]
- - IEEE 802.16-2005 [0015]
- - IEEE 802.11 [0033]
- - 802.15 [0033]
- - 802.16 [0033]
