ES2331926T3 - Metodo y aparato para implementar un coprocesador de mac en un sistema de comunicaciones. - Google Patents

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ES2331926T3 ES07075623T ES07075623T ES2331926T3 ES 2331926 T3 ES2331926 T3 ES 2331926T3 ES 07075623 T ES07075623 T ES 07075623T ES 07075623 T ES07075623 T ES 07075623T ES 2331926 T3 ES2331926 T3 ES 2331926T3
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Abstract

Un aparato para construir un tramo de datos (200) para comunicación sobre un enlace ascendente entre un equipo de locales del cliente (en adelante CPE) y una estación de base (104), cuyo tramo de datos tiene un período predeterminado y comprende una parte de enlace ascendente (320), estando destinado dicho aparato a dar servicio a una o más conexiones, cuyo aparato comprende: un procesador (462) que ejecuta un módulo de control de acceso de medio (en adelante MAC) configurado para establecer el enlace ascendente, y un módulo (450) de coprocesador de control de acceso de medio acoplado al módulo (454) de control de acceso de medio, cuyo módulo (450) de coprocesador de control de acceso de medio incluye: una memoria de almacenamiento provisional (456) de datos de enlace ascendente configurada para guardar datos de enlace ascendente recibidos de una o más de las conexiones; una tabla de consulta (454) configurada para guardar parámetros de prioridad correspondientes a cada una de las conexiones; y un coprocesador (452) de control de acceso de medio configurado para determinar una asignación de ancho de banda de enlace ascendente asignada al equipo (110) de locales del cliente por la estación de base (104) para ajustar los datos de enlace ascendente guardados a la asignación de ancho de banda de acuerdo con los parámetros de prioridad guardados para las conexiones correspondientes.

Description

Método y aparato para implementar un coprocesador de MAC en un sistema de comunicaciones.
Antecedentes Campo de aplicación del invento
Este invento se refiere a sistemas de comunicaciones inalámbricas, y más particularmente a un método y un aparato para transmitir y recibir eficientemente datos con un sistema de comunicaciones que incluye un coprocesador de control de acceso de medio.
Descripción de la técnica relacionada con el invento
Como se describe en la patente de EE.UU. relacionada con el invento Nº 6.016.311 asignada comúnmente, un sistema de comunicaciones inalámbricas facilita la comunicación bidireccional entre una pluralidad de estaciones de radio de abonado o unidades de abonado (fijas y portátiles) y una infraestructura de red fija. Los ejemplos de sistemas de comunicaciones incluyen sistemas de teléfonos celulares, los sistemas de comunicaciones personales (en adelante PCS), y los teléfonos inalámbricos. El objetivo fundamental de estos sistemas de comunicaciones inalámbricas es proveer canales de comunicaciones bajo demanda entre la pluralidad de unidades de abonado y sus respectivas estaciones de base con el fin de conectar a un usuario de unidad de abonado con la infraestructura de red fija (usualmente un sistema de línea alámbrica). En los sistemas inalámbricos que tienen múltiples esquemas de acceso se usa un "tramo" de tiempo como unidad básica de transmisión de información. Cada tramo se subdivide en una pluralidad de ranuras de tiempo. Algunas ranuras de tiempo se utilizan para fines de control y algunas para transferencia de información. Las unidades de abonado comunican típicamente con una estación de base seleccionada usando un esquema de ``duplexación, permitiendo de ese modo el intercambio de información en ambas direcciones de conexión.
A las transmisiones desde la estación de base hasta la unidad de abonado se hace referencia comúnmente como transmisiones "de enlace descendente". A las transmisiones desde la unidad de abonado hasta la estación de base se hace referencia comúnmente como transmisiones "de enlace ascendente". Dependiendo de los criterios de diseño de un sistema determinado, los sistemas de comunicaciones inalámbricas de la técnica anterior han usado típicamente o bien métodos de modo duplex con división de tiempo (en adelante TDD) o métodos de modo duplex con división de frecuencia (en adelante FDD) para facilitar el intercambio de información entre la estación de base y las unidades de abonado. En un sistema de TDD, los datos se reciben y se transmiten en un solo canal. Un sistema típico de TDD asignará una parte de cada tramo de datos para transmitir datos y una parte restante a recibir datos. Alternativamente, un sistema de TDD transmite y recibe datos simultáneamente. Dicho de forma más específica, un sistema típico de FDD podría transmitir un tramo entero de datos sobre un primer canal, mientras recibe simultáneamente un tramo entero de datos sobre un segundo canal. Ambos sistemas de TDD y FDD de duplexación son bien conocidos en la técnica.
Recientemente, se han propuesto redes de comunicaciones inalámbricas de banda ancha para la descarga de servicios de banda ancha aumentados tales como voz, datos y video. El sistema de comunicaciones inalámbricas de banda ancha facilita la comunicación bidireccional entre una pluralidad de estaciones de base y una pluralidad de estaciones de abonado fijas o equipos locales del cliente (en adelante CPE). En la patente de EE.UU. Nº 6.016.311 se describe un sistema ejemplar de comunicaciones inalámbricas de banda ancha y se muestra en el diagrama de bloques de la Figura 1. Como se muestra en la Figura 1, el sistema ejemplar 100 de comunicaciones inalámbricas de banda ancha incluye una pluralidad de celdas 102. Cada celda 102 contiene una estación de base y una red activa 108 de antenas Cada celda 102 provee conectividad inalámbrica entre la estación de base 106 de celda y una pluralidad de CPE 110 posicionados en emplazamientos fijos 112 de cliente a lo largo de toda el área de cobertura de la celda 102. Adicionalmente, cada uno de los CPE está acoplado a una pluralidad de conexiones de usuario final, que podrían incluir tanto clientes residenciales como comerciales.
Por consiguiente, las conexiones de usuario final del sistema tienen diferentes y variables necesidades de requisitos de utilización y de ancho de banda. Cada celda podría dar servicio a varios centenares o más de CPE 110 residenciales y comerciales, y cada CPE 110 podría dar servicio a varios centenares o más de conexiones de usuario final.
El sistema 100 de comunicaciones inalámbricas de banda ancha provee un verdadero "ancho de banda bajo demanda" a la pluralidad de equipos CPE 110. Los equipos CPE 110 solicitan asignaciones de ancho de banda de sus respectivas estaciones de base 104 basándose en el tipo y calidad de servicios solicitados por las conexiones de usuario final servidas por los CEP 110. Cada CPE 110 podría incluir una pluralidad de conexiones de usuario final, cada una de cuyas conexiones usa potencialmente un servicio de ancho de banda diferente. Los diferentes servicios de ancho de banda tienen diferentes requisitos de ancho de banda y retardo en comunicación. El tipo y la calidad de los servicios disponibles para las conexiones de usuario final son variables y seleccionables. La cantidad de ancho de banda dedicada a un servicio dado se determina por la tasa de información y la calidad de servicio (en adelante QoS) requeridos por ese servicio (y teniendo en cuenta también la disponibilidad de ancho de banda y otros parámetros del sistema). Por ejemplo, los servicios de datos continuos tipo TI requieren típicamente una gran cantidad de ancho de banda que tenga un retraso en comunicación de descarga bien controlado. Hasta que terminen, estos servicios requieren una asignación constante de ancho de banda para cada tramo. En contraste con lo anterior, ciertos tipos de servicios de datos tales como los servicios de datos de protocolos de Internet (en adelante TCP/IP) son por ráfagas, a menudo vacíos (que en cualquier instante podrían requerir ancho de banda cero) y son relativamente insensibles a las variaciones de retardo cuando están activos.
Los sistemas de comunicaciones de la técnica anterior incluyen típicamente un control de acceso de medio (en adelante MAC) que asigna ancho de banda disponible en uno o más canales físicos en el enlace ascendente y en el enlace descendente. Dentro de los sub-tramos de enlace ascendente y enlace descendente, el MAC de la estación de base asigna el ancho de banda disponible entre los diversos servicios dependiendo de las prioridades y reglas impuesta por su calidad de servicio (QoS).
El MAC transporta datos entre los estratos más altos, tales como los TCP/IP, y un estrato físico, tal como un canal físico. De acuerdo con la técnica anterior, el MAC es software que ejecuta en un procesador de la estación de base. Cuando las solicitudes para ancho de banda llegan de los CPE 110, el software del MAC debe asignar el ancho de banda de tramo entre todas las solicitudes recibidas. Si el MAC recibe un gran volumen de datos (por ejemplo, solicitudes de ancho de banda) inesperado, hay una posibilidad de que el software no sea capaz de responder en tiempo real. Si el software del MAC no puede responder en tiempo real, se perderán datos. Por ejemplo, el software del MAC podría ser incapaz de procesar todos los datos entrantes a tiempo para transmitirlos en el tramo de tiempo actual. Esto podría dar lugar a que se retrase la transferencia de datos, y posiblemente a que el CPE 110 receptor los perdiese. Alternativamente, el MAC podría desechar los datos, posiblemente corrompiendo grandes cantidades de datos. Por tanto, es conveniente disponer de un MAC que pueda responder en tiempo real a un gran volumen de datos. Además, se desea un sistema que permita una producción mayor de datos que el software del MAC.
La solicitud de patente europea Nº EP 0.755.164 describe un protocolo de MAC para un sistema inalámbrico de modo de transferencia asíncrona (en adelante ATM) en el que el estrato de protocolo tanto en la estación de base como en la unidad lejana se describe en función de dos módulos principales: un procesador de MAC de núcleo y un procesador de MAC de supervisión. El procesador de MAC de núcleo es responsable de mantener una tabla de canal virtual (en adelante VC) activo y de establecer una correspondencia entre los VC y las ranuras de control o de servicio asignada a ellos sobre una base de tramo por tramo. El procesador de MAC de supervisión en la estación de base es responsable de asignar ancho de banda a un VC en el enlace ascendente basándose en la clase de servicio.
La solicitud de patente europea Nº EP 0.709.982 describe un esquema de MAC para una red de área local (en adelante LAN) inalámbrica en la que una unidad lejana solicita tiempo en un canal entrante (de enlace ascendente). Estas solicitudes de transmisión son autorizadas por la estación de base, y se pueden hacer para servicios sincrónicos o asincrónicos. Entonces, la estación de base asigna las ranuras de tiempo teniendo en cuenta la naturaleza sincrónica o asincrónica de la solicitud.
La comunicación de Edwards, M, titulada "Aceleración de software usando coprocesadores: ¿merece la pena el esfuerzo?" publicada por la IEE COMPUT: ASSO., EE.UU., el 24 de marzo de 1997 (24/03/97) páginas 135-139, describe en términos generales el uso de coprocesadores para aceleración de software.
Sumario del invento
De acuerdo con un primer aspecto del invento, se ha provisto un aparato para construir un tramo de datos para comunicación sobre un enlace ascendente entre un equipo local del cliente y una estación de base, cuyo tramo de datos tiene un período predeterminado y comprende una parte de enlace ascendente, estando destinado dicho aparato a dar servicio a una o más conexiones. El aparato comprende un procesador que ejecuta un módulo de control de acceso de medio configurado para establecer el enlace ascendente, y un módulo de coprocesador de control de acceso de medio acoplado al módulo de control de acceso de medio. El módulo de coprocesador de control de acceso de medio incluye una memoria de almacenamiento provisional de datos de enlace ascendente configurada para guardar datos de enlace ascendente recibidos de una o más de las conexiones, una tabla de consulta configurada para almacenar parámetros de prioridad correspondientes a cada una de las conexiones, y un coprocesador de control de acceso de medio configurado para determinar una asignación de ancho de banda de enlace ascendente asignado al equipo local del cliente por la estación de base y para ajustar los datos de enlace ascendente guardados a la asignación de ancho de banda de acuerdo con los parámetros de prioridad guardados para las conexiones correspondientes.
De acuerdo con un segundo aspecto del invento, se ha provisto un método de crear un tramo de datos para transmitir sobre un enlace de comunicación inalámbrica desde un equipo local del cliente a una estación de base, cuyo método comprende, en un procesador, ejecutar un módulo de software de control de acceso de medio que establece una conexión de acceso de medio a la estación de base y determinar un modo de comunicación física para usar sobre el enlace de comunicación inalámbrica, en el que el modo de comunicación física determina una tasa de datos a la que se transfieren los datos sobre el enlace de comunicación inalámbrica; y, en un control de acceso de medio, un módulo de coprocesador acoplado al módulo de control de acceso de medio que usa un mapa de enlaces ascendentes recibido sobre el enlace de comunicación inalámbrica para determinar una asignación de ancho de banda de enlace ascendente; ajustar los datos de enlace ascendente procedentes de una o más conexiones a la asignación de ancho de banda de enlace ascendente de acuerdo con los parámetros de prioridad en relación de asociación con cada una de las conexiones; y construir una ráfaga de impulsos de datos que contenga los datos ajustados para transmisión sobre el enlace de comunicaciones inalámbricas.
De ese modo, el presente invento provee un método y aparato novedosos para sincronizar, transmitir y recibir eficientemente datos entre una estación de base y una pluralidad de equipos CPE 110. El método y el aparato logran estos objetivos mediante la implementación de un coprocesador de MAC, que trabaja conjuntamente con el MAC, con el fin de producir un sistema de comunicaciones robusto y de gran productividad.
En una realización del presente invento, un coprocesador de MAC está acoplado a una estación de base de MAC. El coprocesador de MAC podría tomar una parte de la carga de trabajo del MAC, que está implementada por software, mediante la realización de muchas de las tareas típicamente realizadas por los MAC de la técnica anterior. Estas tareas podrían incluir, durante un enlace descendente, clasificar datos de acuerdo con la prioridad, guardar en memoria un tramo de datos de los datos de máxima prioridad, clasificar el tramo de datos de acuerdo con un tipo de modulación, con un tipo de corrección por error hacia delante (en adelante FEC), por identificación de conexión de usuario final, u otros criterios, añadir como apéndice un conjunto de configuraciones de CPE al tramo de datos, y añadir como apéndice información de estrato físico (usada por el módem) al tramo de datos. Durante un enlace ascendente, de acuerdo con el presente invento, el coprocesador de MAC recibe todos los datos y los encamina o bien al MAC o a una realimentación de red. En ambos procesos de enlace descendente y de enlace ascendente, el hecho de disponer de un coprocesador de MAC que trabaje en conjunción con el MAC podría aumentar significativamente la productividad del sistema de comunicaciones.
De acuerdo con el presente invento, el presente método del mismo transmite datos de enlace descendente desde un módulo de QoS al coprocesador de MAC (en adelante MCP) para guardarlos en memoria, clasificarlos y actualizarlos. En otras palabras, el software del MAC tiene una carga mucho más liviana porque nunca ve los datos reales. Una vez que el MCP ha recibido los datos, el MCP lee una serie de reglajes de MCP de una tabla de consulta. Los reglajes de CPE podrían incluir, entre otros, tipo de modulación, tipo de FEC, CONEXIÓN/DESCONEXIÓN de cifrado, clave de cifrado, y número de clave para el CPE particular destinado a recibir los datos actuales de enlace descendente. Los datos se guardan luego en una memoria de almacenamiento provisional, se clasifican de acuerdo con el tipo de modulación, tipo de FEC, o identificación de conexión de la conexión actual (el término "conexión" tal como se usa en la presente memoria se refiere a un flujo de datos de usuario final acoplado a un CPE). En una realización, el MCP implementa un MAC orientado por conexión que transporta datos desde un flujo de datos de usuario final, que está sin conexión, por ejemplo, un protocolo de Internet (en adelante IP). El MCP añade ciertos reglajes de CPE. Al paquete de datos contenidos en la memoria de almacenamiento provisional que son necesarios para el CPE previsto para reconocer y recibir los datos. Además, el MCP añade los reglajes de estrato físico que son necesarios para el módem para transmitir los datos en el formato apropiado. El MCP continúa recibiendo paquetes de datos del módulo de QoS hasta que ha transcurrido un período de tiempo predeterminado, y luego envía al módem el tramo de datos. Si el tramo de datos está lleno antes de que haya transcurrido el período de tiempo predeterminado, el MCP podría no recibir ningún paquete más de datos del módulo de QoS hasta que haya transcurrido el período de tiempo predeterminado y el tramo de datos actuales se haya enviado al módem. En estas condiciones, el MCP debe determinar cuántas ranuras físicas se requieren para cada paquete de datos recibido del módulo de QoS, en la respectiva modulación de CPE y reglajes de CPE. Si el tramo de datos no se ha llenado una vez transcurrido el período de tiempo predeterminado, el módem podría llenar los espacios abiertos en el tramo de datos con celdas o bytes de llenado especificados. En la presente descripción, en muchos ejemplos se usará un período predeterminado de un milisegundo. Los expertos en la técnica reconocerán que un tramo de tiempo de 2 milisegundos y de medio milisegundo son muy comunes para los sistemas de TDD. Además, se contempla que se pueda sustituir cualquier otro período, mayor o menor de un milisegundo en lugar del período predeterminado.
En otra realización, cada CPE tiene un coprocesador de MAC (en adelante CMPC) para elaborar una ráfaga de datos de enlace ascendente (una ráfaga de datos es cualquier combinación de datos de usuario e información de control). El CMPC 450 podría clasificar los datos recibidos por una pluralidad de conexiones de usuario final, priorizar los datos de acuerdo con las respectivas prioridades de cada conexión de usuario final, construir la ráfaga de datos, y enviar la ráfaga de datos en el tiempo indicado por el sub-tramo de enlace ascendente. Además, un sistema que incluya CMPC podría realizar, en cooperación con el BS MCP 402, cualquier combinación de empaquetado/desempaquetado, compresión/descompresión de encabezamiento de carga de pago, y fragmentación/desfragmentación. No obstante, estas operaciones se podrían realizar usando otras configuraciones de hardware.
De acuerdo con el presente invento, para los sistemas de TDD el MAC determina una división de enlace ascendente/enlace descendente (en adelante simplemente "división ascendente/descendente") a usar por el coprocesador del MAC. Más específicamente, el MAC usa información tal como, entre otras, solicitudes de ancho de banda pendientes del los CPE 110, reglajes de división ascendente/descendente de otros MAC en el mismo BS, y un mensaje de utilización de enlace descendente procedente del coprocesador del MC con el fin de determinar la cantidad probable de datos de enlace ascendente/enlace descendente para el tramo de tiempo subsiguiente. De ese modo, en la determinación de la división ascendente/descendente, el MAC divide el período predeterminado en una parte de enlace descendente y una parte de enlace ascendente. Como el MAC no sabe exactamente cuántos datos de enlace descendente estarán disponibles para transmitir, el coprocesador del MAC podría actualizar dinámicamente la división ascendente/descendente, permitiendo que todos los equipos CPE 110 receptores sepan cuándo ocurrirá realmente el final del proceso de enlace descendente.
Breve descripción de los dibujos
La Figura 1 es un diagrama simplificado de bloques de un sistema de comunicaciones inalámbricas de banda ancha.
La Figura 2 representa una estructura de tramo de TDD y de multitramo.
La Figura 2A muestra un ejemplo de un sub-tramo de enlace descendente destinado a usarse con el presente invento.
La Figura 2B presenta un ejemplo de un sub-tramo de enlace ascendente destinado a usarse con el presente invento.
La Figura 3 es un diagrama de bloques de una tarjeta de interfaz de módem que incluye entradas y salidas a la misma.
La Figura 4 es un diagrama de bloques del módulo de control dentro de la tarjeta de interfaz de módem.
La Figura 5 es un diagrama de bloques de módulos de nivel superior que se encuentran dentro del MAC y del coprocesador de MAC.
La Figura 6 es un diagrama de bloques de módulos de nivel superior que se encuentran dentro del módulo de calidad de servicio.
La Figura 7 es un diagrama de flujo del proceso de enlace descendente.
La Figura 8 es un diagrama de flujo del funcionamiento de un MAC durante un solo tramo de tiempo de comunicación.
La Figura 9 es un diagrama de flujo del proceso de enlace ascendente.
La Figura 10 es un diagrama de bloques de una realización de un módulo de control de CPE que incluye un coprocesador de MAC.
La Figura 11 es un diagrama de flujo del proceso de datos de enlace ascendente desde un CPE a una estación de base (en adelante BS).
Descripción detallada de la realización preferida
A lo largo de toda esta descripción, la realización preferida y los ejemplos mostrados se considerarán como ejemplos, en lugar de como limitaciones al presente invento. El término "paquete de datos", tal como se usa en la presente memoria, se podría referir o bien a datos de usuario o a mensajes de protocolo y control.
La Figura 1 es un diagrama de bloques de nivel alto que ilustra un sistema 100 de comunicaciones inalámbricas. El sistema 100 de comunicaciones inalámbricas provee un enlace inalámbrico con clientes y empresas para compartir datos o acceder a una red 114, por ejemplo, Internet. El sistema 100 de comunicaciones inalámbricas comprende una pluralidad de celdas 102. Cada celda 102 contiene una estación de base (en adelante BS) 104 y una pluralidad de equipos locales del cliente (en adelante CPE) 110 ubicados en emplazamientos fijos 112 de cliente a lo largo de todo el área de cobertura de la celda 102. Cada CPE comunica con la BS 104 sobre un enlace inalámbrico. La BS 104, a su vez, comunica con la red 114 usando un enlace de comunicación o "retorno" 116. El retorno 116 podría comprender, por ejemplo, cable coaxial, cable de fibra óptica, enlaces de microondas, u otras conexiones de alto rendimiento.
El enlace descendente (es decir, desde la BS 104 hasta la pluralidad de equipos CPE 110) del sistema de comunicaciones mostrado en la Figura 1 funciona sobre una base de punto a multipunto. Como se ha descrito en la patente de EE.UU. Nº 6.016.311 relacionada con el presente invento, la BS central 104 incluye una red sectorial de antenas activas 108 que es capaz de transmitir simultáneamente a varios sectores. En una realización del sistema 100, la red de antenas activas 108 transmite simultáneamente a cuatro sectores independientes. Dentro de un canal de frecuencia y de un sector de antena determinados, todas las estaciones reciben la misma transmisión. La BS 104 es el único transmisor que opera en la dirección de enlace descendente, de aquí que transmita sin tener que coordinar con otras BS 104. Los equipos CPE 110 monitorizan las direcciones de los mensajes recibidos y retienen solamente los datos dirigidos a ellos.
Los equipos CPE 110 comparten bajo demanda el enlace ascendente que puede controlarse por la BS. Dependiendo de la clase de servicios utilizados por un CPE 110 particular, podría emitir un CPE 110 seleccionado que contenga derechos para transmitir sobre el enlace ascendente, o bien podría concederse el derecho a transmitir tras el recibo de una solicitud de un CPE 110. Además de mensajes dirigidos individualmente, la BS 104 podría enviar también mensajes a grupos de dirección múltiple, así como mensajes de emisión a todos los equipos CPE 110.
En una realización, la BS 104 mantiene mapas de sub-tramo del ancho de banda asignado al enlace ascendente y al enlace descendente. Como se describe con más detalle en la patente de EE.UU. Nº 6.016.311, el enlace ascendente y el enlace descendente preferiblemente se multiplexan en un modo duplex con división de tiempos (en adelante TDD). Aunque el presente invento se ha descrito con referencia a su aplicación en un sistema de TDD, la descripción no tiene carácter limitativo. Los expertos en la técnica de las comunicaciones reconocerán que los presentes método y aparato del invento se pueden adaptar fácilmente para uso en un sistema de FDD.:
En una realización destinada a usarse en un sistema de TDD, un tramo se define como comprendiendo N períodos de tiempo o ranuras de tiempo consecutivos (donde N permanece constante). De acuerdo con este concepto "basado en tramo", las primeras ranuras de tiempo N_{1} están configuradas dinámicamente donde N es mayor o igual que N_{1}) solamente para transmisiones de enlace descendente. Las restantes ranuras de tiempo N_{2} están configuradas dinámicamente sólo para transmisiones de enlace ascendente (donde N_{2} es igual a N - N_{1}). Bajo este esquema basado en tramos de TDD, el sub-tramo de enlace descendente se transmite primero y se prefija con información que es necesaria para la sincronización de tramo.
Según se describe con más detalle en la patente de EE.UU. Nº 6.016.311 relacionada con el presente invento, en otra realización, se podría implementar un sistema de modo duplex con división de tiempo adaptado (en adelante ATDD). En el modo de ATDD, el porcentaje del tramo de TDD asignado al enlace ascendente frente al enlace descendente es un parámetro de sistema que podría variar con el tiempo. Dicho de otro modo, un sistema de ATDD podría variar la relación entre los datos de enlace descendente y los datos de enlace ascendente en tramos de tiempo secuenciales. En términos del ejemplo anterior, en un sistema de ATDD, N_{1} y N_{2} (donde N_{1} es el sub-tramo de enlace descendente y N_{2} es el sub-tramo de enlace ascendente) podrían ser diferentes para cada tramo de datos, manteniendo la dependencia N - N_{1} = N_{2}. Un tramo de datos que se ha dividido entre enlace descendente y enlace ascendente podría ser o bien un tramo de TDD, o bien un tramo de ATDD. Por tanto, se contempla que todos los sistemas y métodos descritos en la presente memoria con relación a un tramo de TDD se podrían destinar a un tramo de ATDD, y viceversa.
Todavía en otra realización, se podría implementar un sistema de FDD enviando N ranuras de tiempo de datos y recibiendo N ranuras de tiempo de datos simultáneamente sobre diferentes canales. En todavía otra realización, se podría implementar un sistema mitad duplex de FDD enviando N ranuras de datos de tiempo sobre un primer canal en durante un primer período de tiempo y recibiendo N ranuras de tiempo de datos sobre un segundo canal durante un segundo período de tiempo, en donde los dos períodos de tiempo no se solapan.
La Figura 2 muestra una estructura 200 de tramo de TDD y de multitramo e que se puede usar por un sistema de comunicaciones (tal como el mostrado en la Figura 1), Como se muestra en la Figura 2, el tramo 200 de TDD se ha subdividido en una pluralidad de ranuras físicas (en adelante PS) 204, 204'. En la realización de la Figura 2, el tramo 200 de TDD es de una duración de un milisegundo e incluye 800 ranuras físicas. Alternativamente, el presente invento se puede usar con tramos que tengan una duración mayor o menor y con más o menos PS. En la información digital se realiza cierta forma de codificación digital, tal como las bien conocidas codificación de Reed-Solomon (en adelante RS), codificación convolucional, o codificación de código turbo, sobre un número predefinido de unidades de bits a los que se hace referencia como elementos de información física (en adelante PI), de estrato. La modulación del tipo de FEC podría variar dentro del tramo y determina el número de PS (y por tanto la cantidad de tiempo) requerida para transmitir una PI seleccionada. En la realización descrita de ahora en adelante en la presente memoria, la descripción detallada se refiere a datos que se están enviando y recibiendo usando tres tipos diferentes de modulación, a saber, QAM (Modulación de amplitud en cuadratura, en adelante QAM)-4, QAM-16, y QAM-14. En realizaciones alternativas, se podría usar cualquier otro tipo de modulación, el tipo de FEC, o una variante de una modulación o tipo de FEC. Por ejemplo, un sistema de codificación de RS podría usar diferentes variantes de tamaños de bloque o acortamiento de código, un sistema de codificación convolucional podría variar la tasa de código, y un sistema de código turbo podría usar cualquier tamaño de bloque, tasa de código, o acortamiento de código.
Para ayudar a las funciones periódicas, tramos múltiples 202 se agrupan en multi-tramos 206, y múltiples multi-tramos 206 se agrupan en hiper-tramos 208. En una realización, cada multi-tramo 206 comprende dos tramos 202 y cada hiper-tramo comprende 22 multi-tramos 206. Se pueden usar con el presente invento otras estructuras de tramo, de multi-tramo o de hiper-tramo. Por ejemplo, en otra realización del presente invento, cada multi-tramo 206 comprende 16 tramos 202, y cada hiper-tramo comprende 32 muiti-tramos 206.
La Figura 2A muestra un ejemplo de un sub-tramo 300 de enlace descendente que puede usar la BS 104 para transmitir información a la pluralidad de equipos CPE 110. La Figura 2A muestra un ejemplo de tramo de enlace descendente de TDD. En un sistema de TDD, cada tramo de tiempo se divide en un sub-tramo de enlace descendente y un sub-tramo de enlace ascendente. Dicho de un modo más específico, durante cada tramo de tiempo de un milisegundo (u otro período predeterminado), el sub-tramo de enlace descendente se transmite primero desde la BS 104 a todos los equipos CEP 110 contenidos en el sector, después de lo cual el sub-tramo de enlace ascendente es recibido por la BS 104 desde CPE particulares 110. El sub-tramo de enlace descendente 300 es dinámico, de tal manera que podría ser diferente en tramos de tiempo secuenciales dependiendo, entre otros factores, de una división ascendente/descendente determinada por el MAC 420. En un sistema de FDD, el tramo de tiempos no está dividido en datos de enlace ascendente y datos de enlace descendente, En su lugar, un sub-tramo de enlace descendente de FDD es un tramo entero de datos de enlace descendente (por ejemplo, de un milisegundo) sobre un primer canal, y un sub-tramo de enlace ascendente es un tramo entero de datos de enlace ascendente sobre un segundo canal. En un sistema típico de FDD, el sub-tramo de enlace descendente y el sub.-tramo de enlace ascendente se podrían transmitir simultáneamente durante el mismo período de tiempo predeterminado. De ese modo, en un sistema de FDD tanto la BS 104 como los equipos CPE 110 podrían recibir y transmitir al mismo tiempo, usando canales diferentes. En otra realización, el sub-tramp de enlace descendente y el sub.-tramo de enlace ascendente podrían no transmitirse al mismo tiempo, pero todavía usarán canales diferentes.
El sub.tramo 300 de enlace descendente comprende un encabezamiento 302 de control de tramo, una pluralidad de PS 304 de datos de enlace descendente agrupadas por cualquier combinación de tipo de modulación, tipo de FEC, índice de CPE, e identificación de conexión (por ejemplo, datos de PS 304 modulados usando un esquema de modulación de QAM-4, datos modulados de PS 304' usando QAM-16, etc.) y posiblemente separados por espacios intermedios de transición de modulación (en adelante MTG) en relación de asociación 306 utilizados para separar datos modulados diferentemente, y un espacio intermedio de transición 308 de transmisión/recepción. En cualquier sub-tramo de enlace descendente seleccionado, podrían estar ausentes uno cualquiera o más de los bloques de datos diferentemente modulados. En una realización, los MTG tienen una duración de 0 PS. El encabezamiento 302 de control de tramo contiene un preámbulo 310 que usa el estrato físico de protocolo (en adelante PHY) para fines de sincronización e igualación. El encabezamiento 302 de control de tramo 302 incluye también secciones de control para el PHY (312) y el MAC (314), Un sub-tramo de enlace descendente de FDD podría ser sustancialmente idéntico a la estructura de la Figura 2A, pero sin un espacio intermedio de transición 308 de transmisión/recepción.
Las PS 304 de datos de enlace descendente se usan para transmitir datos y mensajes de control a los equipos CPE 110. Estos datos preferiblemente se codifican (por ejemplo usando un esquema de codificación de Reed-Solomon) y se transmiten en la modulación operativa actual utilizada por el CPE seleccionado. En una realización, los datos se transmiten en una secuencia de modulación predefinida, tal como la QAM-4, seguida por la QAM-16, seguida por la QAM-14. Los espacios intermedios 306 de transición de modulación, si los hay, se usan para separar los esquemas de modulación utilizados para transmitir datos. La parte 312 de control de PHY del encabezamiento 302 de control de tramo contiene preferiblemente un mensaje de emisión que indica la identificación de la PS 304 en la que cambia el esquema de modulación. Finalmente, como se muestra en la Figura 2A, el espacio intermedio 308 de transición transmisión/recepción separa el sub-tramo de enlace descendente del sub-tramo de enlace ascendente.
La Figura 2B muestra un ejemplo de un sub-tramo 320 de enlace ascendente que está destinado a usarlo con el presente sistema de comunicaciones. Los equipos CPE 110 (Figura 1) usan el sub-tramo 320 de enlace ascendente para transmitir información (que incluye solicitudes de ancho de banda) a sus correspondientes BS 104. Como se muestra en la Figura 2B, hay tres clases principales de mensajes de control de MAC que son transmitidos por los CPE 110 durante el tramo de enlace ascendente: (1) los que se transmiten en ranuras de contención reservadas para registro de CPE (ranuras de contención de registro 322); (2) los que se transmiten en ranuras de contención reservada para respuestas a preguntas de difusión y multidifusión para asignación de ancho de banda (ranuras de contención para solicitud de ancho de banda 324), y los que se transmiten en un ancho de banda asignado específicamente a CPE individuales (ranuras de datos programadas 326).
El ancho de banda asignado para ranuras de contención (es decir, las ranuras de contención 322 y 324) se agrupa conjuntamente y se transmite usando un esquema de modulación predeterminado. Por ejemplo, en la realización mostrada en la Figura 2B, las ranuras de contención 322 y 324 se transmiten usando una modulación de QAM-4. El ancho de banda restante se agrupa por CPE. Durante un sub-tramo de enlace ascendente, cada CPE 110 respectivo transmite con un tipo de modulación y de FEC fijos durante sus respectivos tiempos de enlace ascendente, El sub-tramo 320 de enlace ascendente incluye una pluralidad de espacios intermedios de transición de CPE (en adelante CTG) 328 que sirven una función similar a los espacios intermedios de transición de modulación (en adelante MTG) 306 descritos anteriormente con referencia a la Figura 2A. Es decir, los CTG 328 separan la transmisión de los diversos CPE 110 durante el sub-tramo 320 de enlace ascendente. En una realización, los CTG 328 tienen una duración de dos ranuras físicas. Un CPE transmisor preferiblemente transmite un preámbulo de 1 PS durante la segunda PS del CTG 328, permitiendo de ese modo que la estación de base sincronice al nuevo CPE 110. Múltiples CPE 110 podrían transmitir en el período de contención de registro simultáneamente, lo que da lugar a colisiones. Cuando se produce una colisión, la estación de base podría no responder. Los sub-tramos de enlace descendente y de enlace ascendente proveen un mecanismo para transporte de datos estratificados en un sistema de comunicaciones inalámbricas.
Cada CPE 110 solicita ancho de banda de enlace ascendente de su respectiva BS 104 o bien enviando una solicitud en una ranura de contención de solicitud de ancho de banda 324, superponiendo una solicitud en lugar de datos de prioridad inferior, o colocando un bit de "poll-me" en el encabezamiento de datos de enlace ascendente. Un CPE 110 al que no se le asignó parte alguna del sub-tramo de enlace ascendente actual podría, o bien solicitar ancho de banda mediante el envío de una solicitud durante el tramo de tiempo de las ranuras 324 de contención de solicitud de ancho de banda, o, alternativamente, si el CPE 110 tiene una prioridad más alta que otro CPE 110 al que se le asignó ancho de banda de enlace ascendente, el CPE 110 de prioridad más alta podría "robar" ancho de banda suficiente del CPE 110 de prioridad más baja para enviar una solicitud de ancho de banda. Si a un CPE 110 específico se le ha asignado una parte del sub-tramo de enlace ascendente actual, pero tiene datos adicionales que no ajustan en el tiempo asignado, el CPE 110 podría configurar un bit de "poll-me" (en su encabezamiento de enlace ascendente) que diga a la BS 104 que el CPE específico 110 necesita que se le pida más ancho de banda. El proceso de solicitud de enlace ascendente del CPE se describe adicionalmente más adelante en la Figura 11.
La Figura 3 es un diagrama de bloques de nivel superior de una tarjeta de interfaz de módem (en adelante MIC), dentro de una BS 104. En general, los circuitos de la Figura 3 se encuentran en la BS 104 y controlan una antena. Como se ha mencionado anteriormente, cada celda a la que da servicio una BS 104 particular está dividida en una pluralidad de sectores. En una realización, una celda se divide en cuatro sectores (que forman un ángulo de 90º entre sí), siendo servido cada uno de los sectores por una antena diferente. La Figura 3 ilustra los circuitos dentro de la estación de base, es decir, la MIC 128, que se usan para establecer una interfaz entre la unidad de exteriores 108 con el retorno 116. En una realización, cada una de las cuatro MIC 128 dentro de la misma BS 104 tiene una interfaz directamente con el retorno 116. En otra realización, el retorno 116 se divide antes del acoplamiento a cualquiera de las MIC 128 en la misma BS 104.
En una realización del sistema 100 de comunicaciones inalámbricas, cada MIC 128 podría incluir una interfaz 150 de entrada/salida, un módulo de control (en adelante CM) 132, un módem 135, un bus 134 que acopla el CM 132 con el módem 135, un módem 138 de modulación por desplazamiento de frecuencia (en adelante FSK), y un procesador 121 de bus de avería. En una realización, estos componentes se han incorporado en una sola tarjeta que permite que la MIC 128 se monte en bastidor en una caja de unidad de interiores (en adelante IDU), que es una caja de tamaño estándar utilizada en la técnica. Esta disposición permite además que la MIC 128 no sea permutable, lo cual facilita la asistencia técnica y permite el crecimiento. Un experto en la técnica reconocerá que estos componentes se podrían disponer alternativamente entre múltiples regletas en múltiples ubicaciones.
Como se ha ilustrado en la Figura 3, el CM 132 está ligado a la interfaz 150 de entrada/salida que se añade al retorno 116 y a la tarjeta 113 de interfaz de controlador. El CM 132 recibe datos de paquete de la interfaz 150 de entrada/salida y los transmite al módem 135 para su modulación antes de enviarse a la unidad de exteriores (en adelante ODU) 108 a través del cable de banda ancha 129, tal como el provisto por un cable RG-6. El CM 132 transmite datos a través del bus 134 al módem 135. El módem 135 podría incluir una agrupación de compuerta programable en campo (en adelante FPGA) o un circuito integrado específico de aplicación (en adelante ASIC) 136 que guarda en memoria instrucciones para controlar otros sub-componentes de la MIC 128. Por ejemplo, la FGPA o el ASIC podrían comunicar con el módem 138 de modulación por desplazamiento de frecuencia (en adelante FSK) con el fin de enviar mensajes de control modulados por FSK desde la MIC 128, a través del cable 129, a la ODU 108. Similarmente, la ODU 108 podría responder con mensajes de respuesta. Un procesador 121 de bus de avería está acoplado al CM 132 y es operable para informar averías atribuibles a la MIC 128 a un controlador de sistema o monitor 113 de avería de sistema para su análisis posterior.
La Figura 4 es un diagrama de bloques del módulo de control (CM) 132 de la MIC 128. El CM 132 comprende, en general, un procesador de control 414 que puede funcionar para ejecutar el software del MAC 410, un módulo de calidad de servicio ("QoS") 412 que puede funcionar para recibir y priorizar los datos de CPE 110 de la interfaz 150 de entrada/salida, y un coprocesador de MAC (MCP) 402 que puede funcionar para guardar en memoria y clasificar un tramo de datos para la salida al módem 135. El funcionamiento de cada uno de estos componentes se describe con más detalle más adelante.
En una realización, los datos 133 llegan al módulo de QoS 412 de la interfaz 150 de entrada/salida. Como se ha indicado anteriormente, cada CPE 110 está acoplado a una pluralidad de conexiones de usuario final (en adelante simplemente "conexiones"), cada una de cuyas conexiones utiliza potencialmente un servicio de banda ancha diferente. En estas condiciones, cada conexión tiene una prioridad asignada, entre otros parámetros de QoS, que usa el módulo de QoS 412 para determinar qué paquetes de datos se enviarán primero. El módulo de QoS 412 prioriza los datos 133 de acuerdo con los respectivos parámetros de QoS de la conexión para la que está destinado el paquete de datos. El módulo de QoS 412 podría usar estos parámetros en conjunción con muchas técnicas que son bien conocidas, tales como la espera equitativa ponderada y la espera \cdot"round-robin" (véase Figura 6), con el fin de determinar la prioridad de los datos. El MCP 402 recibe mensajes de control de PHY/MAC y de protocolo de MAC del MAC 410, extrae los paquetes de datos del módulo de QoS 412, recupera los reglajes del CPE 110 (tales como modulación y FEC) de la tabla de consulta (en adelante LUT) 406, guarda en memoria los paquetes de datos en la memoria de almacenamiento provisional 408 hasta que ha terminado el tramo de tiempo respectivo (es decir, ha transcurrido el intervalo de retardo del período predeterminado), y clasifica los paquetes de datos de acuerdo con el tipo de modulación, tipo de FEC, índice de CPE, o identificación de conexión de la respectiva conexión. Cuando ha pasado el período predeterminado, los datos guardados en la memoria de almacenamiento provisional se transfieren al módem 135.
En una realización, un MCP 102 de hardware incluye un coprocesador 404 que tiene una interfaz con el módulo de QoS 412 de hardware y un MAC 410 implementado con software ejecutado por un procesador de control 414. Los sistemas de la técnica anterior típicamente realizan las funciones del MAC 410 y del MCP 402 usando software implementado por el procesador de control 414.
En otra realización, la funcionalidad del módulo de QoS se realiza mediante el MCP, eliminando así la necesidad de una IC de módulo de QoS separada y posiblemente reduciendo la cantidad de espacio físico requerida para implementar dicho sistema. Esta realización alternativa podría implementar toda la funcionalidad del módulo QoS descrita con respecto a la Figura 6 en el MCP 402.
La Figura 5 es un diagrama de bloques de los módulos funcionales de nivel superior del MAC 410 y MAC 402. El término "módulo", tal como se usa en la presente memoria, significa, pero sin carácter limitativo, un componente de software o de hardware, tal como una FPGA o un ASIC, que realiza ciertas tareas. Un módulo se podría configurar de forma ventajosa para residir en el medio de almacenamiento direccionable y configurado para ejecutarse en uno o más procesadores. Así, un módulo podría incluir, a título de ejemplo, componentes, tales como componentes de software, componentes de software orientados a objeto, componentes de clase y componentes de tarea, procesos, funciones, atributos, procedimientos, subrutinas, tablas, agrupaciones, y variables. La funcionalidad provista en los componentes y módulos se podría combinar en menos componentes y módulos o separarse más en componentes y módulos adicionales Adicionalmente, los componentes y módulos se podrían implementar ventajosamente para ejecutarse en uno o más ordenadores.
Módulos de MAC
Con referencia a la Figura 5, el módulo 506 de coordinación de MAC comunica con otros MAC 410 en la misma BS 104. En general, el módulo 506 de coordinación de MAC intenta coordinar las fases de transmisión y recepción de todos los MAC 410 de la misma BS 104, de tal manera que se minimizan las interferencias de RF. En una realización simplificada, cada BS 104 da servicio a una celda constituida por cuatro sectores iguales. A cada uno de los cuatro sectores le da servicio un MAC y una antena separados. Como las antenas pueden estar ubicadas cerca unas de otras, existe una posibilidad de que se produzca una interferencia de señal. Por ejemplo, si dos antenas están dando servicio a sectores separados 180º (es decir, las antenas están instaladas espalda contra espalda), la interferencia podría ser más probable si una antena está transmitiendo datos (enlace descendente) mientras la otra está recibiendo datos (enlace ascendente). De acuerdo con el presente invento, los MAC 410 de una sola BS 104 podrían coordinar entre sí y, por tanto, disminuir la interferencia de señal.
En un sistema de ATDD o de TDD, el módulo 506 de coordinación de MAC provee información al módulo 502 de división ascendente/descendente que se usará en la determinación de la división ascendente/descendente. En una realización, cada MAC 410 de una sola BS 104 usa la misma división ascendente/descendente. En otra realización, solamente los MAC 410 que controlan antenas que sirven a sectores opuestos (es decir, antenas que están separadas 180º) usan la misma división ascendente/descendente. En todavía otra realización, cada MAC 410 de la BS 104 determina una división ascendente/descendente independiente de los otros MAC 410 de la misma BS 104. Se podrían usar otros métodos de coordinar una división ascendente/descendente entre múltiples MAC 410 mediante el módulo 506 de coordinación de MAC.
En un sistema de FDD, el módulo 506 de coordinación de MAC permite que los MAC 410 de una estación de base específica coordinen sus programas de transmisión y recepción. Por ejemplo, en una realización, las antenas adyacentes transmiten y reciben durante períodos de tiempo alternados. En otra realización, las antenas que sirven a sectores opuestos (es decir, antenas que están espaciadas 180º) podrían transmitir y recibir durante períodos de tiempo alternados. En todavía otra realización, el módulo 506 de coordinación de MAC podría permitir que solamente una antena de una determinada estación de base transmita o reciba en cualquier punto de tiempo.
En un sistema de TDD, el módulo 504 de mensaje de utilización de enlace descendente (en adelante DUM) recibe un DUM del MCP 402 que indica la cantidad de datos enviados en el último tramo de transferencia y que proporciona un indicador al MAC en el sentido de lo bien que ha estimado el MAC 410 la división ascendente/descendente anterior. El MAC 410 no sabe cuántos datos están esperando realmente ser tratados en enlace ascendente o descendente, sino que solamente estima basándose en los factores indicados en la presente memoria. Dentro del MCP 402, si un tramo de datos no está lleno cuando ha pasado un milisegundo (u otro período predeterminado), los datos deben enviarse todavía al módem 135. En estas condiciones, un sub-tramo de enlace descendente podría estar completamente lleno, parcialmente lleno, o vacío cuando se envíe al módem 135.Después de que cada tramo de datos se ha enviado al módem135, el MCP 402 envía un DUM al módulo 504 de DUM (en el MAC 410). El módulo 504 de DUM podría entonces utilizar el DUM con el fin de negociar para una división ascendente/descendente diferente en el tramo de datos subsiguiente.
En un sistema de TDD, el módulo 502 de división ascendente/descendente determina la cantidad de datos de enlace descendente que se permitirán en el tramo de datos actual. Por ejemplo, en una realización, cada tramo de datos tiene un tramo de tiempo de un milisegundo. Dependiendo de varios factores, que se indican más adelante, el módulo 502 de división ascendente/descendente podría asignar 500 microsegundos a enlace ascendente y 500 microsegundos a enlace ascendente, es decir, una división uniforme entre enlace descendente y enlace ascendente. En un tramo de tiempo subsiguiente, el módulo 502 de división ascendente/descendente podría necesitar asignar 700 microsegundos a enlace descendente y solamente 300 microsegundos a enlace ascendente.
El módulo 502 de división ascendente/descendente tiene varias entradas que se utilizan en la determinación de la división entre ascendente y descendente. Dos de dichas entradas se reciben del módulo 504 de mensaje de utilización de enlace descendente (DUM) y del módulo 506 de coordinación de MAC anteriormente indicado.
Además de las entradas anteriores, otros reglajes de CPE, tales como requisitos de modulación y de calidad de servicio, se podrían guardar en memoria y hacerse referencia a ellos por el módulo 502 de división ascendente/descendente en la determinación de la división ascendente/descendente. Por ejemplo, si el MAC 410 recibe un volumen inesperadamente alto de solicitudes de ancho de banda de enlace ascendente de los CPE 110, el módulo 502 de división ascendente/descendente podría asignar más tiempo para el sub-tramo de enlace ascendente.
El módulo de división ascendente/descendente solamente se encuentra en un sistema de TDD. Un sistema de FDD usa el mismo período predeterminado, para ambos tramos de datos de enlace descendente y de enlace ascendente. Aunque los tramos de datos de enlace descendente y de enlace ascendente no se envían necesariamente durante el mismo período predeterminado, los tramos de datos tienen siempre la misma longitud.
El módulo 508 de conexión de datos establece conexiones de acuerdo con las instrucciones del software de control de llamada. Cada conexión de datos se establece mediante la BS 104 hacia el CPE 110. Como se ha indicado anteriormente, cada conexión podría tener diferentes reglajes de QoS. El software de control de llamada activa las conexiones usando los reglajes particulares de QoS para esa conexión particular.
El módulo 510 de actualización de CPE actualiza una copia maestra de los reglajes de CPE del MAC 410 y una copia de los reglajes de la LUT 406. Los reglajes de CPE se guardan inicialmente en memoria cuando un nuevo CPE 110 se registra con el MAC 410. Los reglajes de CPE se actualizan subsiguientemente, tanto en el MAC 420 como en la LUT 406, cuando un CPE 110 específico solicita un cambio o el módulo 510 de actualización de CPE inicia un cambio. Los reglajes de CPE incluyen, entre otros, tipo de modulación, tipo de FEC, señalización de CONEXIÓN/DESCONEXIÓN de cifrado, clave de cifrado, y número de clave particular para cada CPE 110. El MCP 402 accede a los reglajes de CPE guardados en la LUT 406 (y actualizados por el módulo 510 de actualización de CPE) con el fin de generar información física de estrato que se transmitirá al módem 135.
Los reglajes de CPE aseguran que cada CPE 110 reciba sus respectivos datos con seguridad (es decir, solamente el CPE 110 previsto recibe los datos) usando la modulación más eficiente. En una realización, cada CPE 110 usa una clave de cifrado exclusiva. el control de llamada de la BS 104 determina si el cifrado debe estar conectado o desconectado, y, cuando el cifrado está conectado, el control de llamada selecciona una clave de cifrado. La clave de cifrado es un código de 8 bytes, que se usa para cifrar y descifrar información enviada a y desde la BS 104 y los CPE 110. La clave de cifrado se cambia periódicamente tanto en la BS 104 como en los CPE 110 específicos, de acuerdo con las instrucciones emitidas por el control de llamada de la BS 104. En una realización, un sistema de comunicaciones usa dos claves de cifrado diferentes que se indizan mediante números de clave de cifrado (por ejemplo, clave de cifrado número uno y clave de cifrado número dos). En otras realizaciones, se puede usar cualquier número de claves de cifrado diferentes e indizarse mediante los correspondientes números de clave de cifrado. Cuando se realiza un cambio de clave de cifrado, se incrementa el número de clave de cifrado y se usa la clave de cifrado correspondiente al nuevo (es decir, incrementado) número de clave. De este modo, cuando el control de llamada indica un cambio de clave de cifrado, la BS 104 y el CPE 110 particular podrían cambiar simultáneamente a la misma clave de cifrado.
Cada CPE podría usar diversas modulaciones, tales como la QAM-4, la QAM-16, y la QAM-64, y diversos esquemas de FEC, tales como codificación de Reed-Solomon, codificación convolucional, y codificación turbo. Los tres tipos de modulación se podrían transmitir en un único tramo de datos por y a CPE diferentes. En un tramo determinado, un solo CPE 110 podría transmitir en más de un grupo de modulación. Por ejemplo, un CPE 110 específico podría enviar datos durante un período de modulación con QAM-4 y enviar datos durante un período de modulación subsiguiente con QAM-64 dentro del mismo tramo de tiempo. El MCP 402 usa los reglajes de CPE guardados en la LUT 406 para anexionar los datos actuales de CPE con información de modulación y de FEC para el módem, asegurando así que cada CPE es capaz de detectar y recibir datos destinados para el CPE específico.
El módulo 512 de registro de CPE controla el registro de nuevos equipos CPE. La población de CPE 110 en un sector es relativamente estática, de tal manera que los CPE 110 se unirán al sistema infrecuentemente, y una vez unidos, usualmente se quedan con el sistema indefinidamente. Se debe asignar ancho de banda para el registro de nuevos CPE 110, pero debido a la naturaleza relativamente estática de la población de los CPE 110, las oportunidades de registro podrían ser infrecuentes, y no necesitan ocurrir en cualquier tramo de tiempo, sino en algún múltiplo de tramos. Como parte del proceso de registro, el CPE 110 debe lograr sincronización de enlace descendente con la BS 104. Una vez que se ha logrado la sincronización de enlace descendente, el CPE 110 debe ir a través de un proceso de clasificación para obtener el avance correcto de temporización para transmisiones de enlace ascendente. El proceso de clasificación podría afectar también a la elección de modulaciones disponibles para un CPE 110 particular con el fin de asegurar una cierta calidad de transmisión. Una vez que un CPE 110 se ha registrado de forma satisfactoria, se guarda una serie de reglajes de CPE tanto en el MAC 410 como en la LUT 406.
El módulo 507 de ancho de banda de enlace ascendente recibe una solicitud de ancho de banda de los CPE 110 y asigna el sub-tramo de enlace ascendente disponible entre las solicitudes recibidas. La asignación de ancho de banda de enlace ascendente es muy similar a la asignación de ancho de banda de enlace descendente (que se describe más adelante con referencia al módulo 602 de priorización). Las colas de datos, sin embargo, residen distribuidas a través de los CPE. En lugar de comprobar directamente el estado de las colas, el MAC 420 recibe solicitudes para ancho de banda desde los CPE 110 individuales. Usando estas solicitudes, el MAC 420 reconstruye una imagen lógica del estado de las colas. Basándose en esta visión lógica del conjunto de colas, el MAC 420 asigna ancho de banda de enlace ascendente de una manera similar a la que asigna ancho de banda de enlace descendente. Sin embargo, el ancho de banda asignado a un CPE 110 en particular, se envía en la forma de una asignación de ancho de banda en un mapa de enlaces ascendentes. El mapa de enlaces ascendentes asigna una cierta cantidad de ancho de banda a un CPE 110 particular, comenzando en un determinado punto del siguiente tramo de tiempo. Entonces el CPE 110 particular asigna este ancho de banda a través de sus conexiones. Debido a la naturaleza dinámica de la asignación de ancho de banda, las asignaciones están cambiando constantemente, de tal manera que un CPE 110 podría recibir modificaciones no solicitadas al ancho de banda concedidas sobre una base de tramo por tramo. Si a un CPE se le asigna menos ancho de banda para un tramo que es necesario para transmitir todos los datos que esperan, el CPE 110 particular debe usar sus algoritmos de QoS y de equidad para dar servicio a sus colas. Además, el CPE 110 particular podría "robar" ancho de banda de conexiones de menor QoS para acceder sin permiso a una solicitud para más ancho de banda.
Módulos de MCP
El módulo 514 de almacenamiento provisional en memoria acumula datos de usuario del módulo de QoS 412 y de los mensajes de protocolo de MAC en relación de asociación del MAC 410 para un solo tiempo. Esta información acumulada se guarda en una memoria de almacenamiento provisional 408, tal como una RAM. Cuando ha expirado un tramo de tiempo, el contenido de la memoria de almacenamiento provisional 408 se transfiere al módem 135.
El módulo de clasificación 518 clasifica los datos recibidos del módulo de QoS 412 de acuerdo con una cualquiera, o con una combinación de, los siguientes: tipo de modulación, tipo de FCE, índice de CPE o identificación de conexión. Por ejemplo, en una realización, los paquetes de datos se podrían clasificar primero de acuerdo con una identificación de conexión de usuario final, luego de acuerdo con un índice de CPE, y finalmente de acuerdo con el tipo de modulación. En una realización que clasifique de acuerdo con tipo de modulación, la memoria de almacenamiento provisional se podría dividir en tres partes separadas denominadas QAM-4, QAM-16, y QAM-64. Se contempla que en el futuro podrían usarse otros tipos de modulación, y así, el módulo de clasificación 518 podría clasificar de acuerdo con estos diferentes tipos de modulación. En otra realización que clasifique de acuerdo con el tipo de FEC, la memoria de almacenamiento provisional 408 se podría dividir en tres partes separadas denominadas código RS, código convolucional y código turbo. En todavía otra realización, la memoria de almacenamiento provisional se podría dividir en una pluralidad de partes con el fin de clasificar de acuerdo con la identificación de conexión en relación de asociación con cada respectivo paquete de datos. La descripción detallada y las figuras de la presente memoria describen un sistema que clasifica de acuerdo con el tipo de modulación. Los expertos en la técnica podrían adaptar el sistema descrito para clasificar de acuerdo con otros criterios, tales como tipo de modulación, tipo de FCE, índice de CPE o identificación de conexión, por ejemplo.
Cuando el MCP 402 recibe un paquete de datos, los reglajes de CPE correspondientes a ese paquete de datos se recuperan de la LUT 406. Como se ha indicado anteriormente, el tipo de modulación es uno de los reglajes de CPE. El paquete de datos recibido se guarda luego en la parte de la memoria de almacenamiento provisional 408 que corresponda al tipo de modulación seleccionado del CPE 110 particular. Este proceso se repite para cada paquete de datos recibido por el MCP 402 y clasifica eficazmente el tramo de datos de acuerdo con el tipo de modulación.
El MCP402 debe calcular, después que se haya recibido cada paquete de datos, cuántas ranuras físicas (PS) se usarán por parte del paquete de datos actual, y cuántas ranuras físicas permanecerán en el sub-tramo actual de enlace descendente. Más específicamente, antes de que un sub-tramo de enlace descendente se llene con datos, el MCP 402 determina inicialmente cuántas PS están disponibles en el actual sub-tramo de enlace descendente. En un sistema de ATDD, el número de PS podría variar en cada tramo de tiempo, mientras que en un sistema de FDD, el número de PS podría permanecer constante. El MCP 402 determina luego cuántas PS requerirá cada paquete de datos. Esta determinación se hace cuando se extrae un paquete específico de datos del módulo de QoS 412 y el tipo de modulación se lee de la LUT 406. El número de PS requerido por un paquete de datos específico podría ser diferente dependiendo del tipo de modulación requerido para el paquete de datos específico. Por ejemplo, un paquete de datos específico podría requerir N ranuras PS si se transmite en QAM-4, N/2 PS si se transmite en QAM-16, y N/3 si se transmite en QAM -64. Además, el tipo de FEC usado por los CPE 110 específicos podría cambiar también el número de PS requeridas, y, por tanto debe incluirse también en el cálculo. Una vez que el MCP 402 ha determinado cuántas PS requiere el paquete de datos actual, en la modulación actual de los CPE, esta cantidad se resta del número total de PS disponibles en el sub-tramo de enlace descendente, y se convierte en el nuevo número de PS disponibles en el sub-tramo de enlace descendente. El proceso se repite para cada paquete de datos recibido del módulo de QoS 412 hasta que el MCP 402 determina que el tramo de datos está listo para ser enviado.
El módulo 516 de actualización de memoria de almacenamiento provisional anexiona como apéndice los reglajes de CPE a los respectivos datos de CPE guardados en la memoria de almacenamiento provisional 408. Los reglajes de CPE se leen de la LUT 406, y podrían incluir, entre otros, tipo de modulación, CONEXIÓN/DESCONEXIÓN de cifrado, número de clave, y número de cifrado. El módulo 516 de actualización de memoria de almacenamiento provisional usa los reglajes más actuales de CPE, tal como los ha actualizado el módulo 510 de actualización de CPE. El módulo 516 de actualización de memoria de almacenamiento provisional inserta también datos de control de módem en el tramo de datos guardados en la memoria de almacenamiento provisional 408. Por ejemplo, debe indicarse la primera o la última celda de cada tipo de modulación y el número de bloques de RS contenidos en cada tipo de modulación. Esta información se usa para llenar el mapa de enlaces descendentes en la parte 312 de control PHY del encabezamiento 300 de control de tramo.
En una realización, los CPE 110 y el MCP 402 podrían realizar tres operaciones recíprocas en paquetes de datos transmitidos, a saber, empaquetado/desempaquetado, supresión de encabezamiento de carga de pago/reconstrucción de encabezamiento de carga de pago y fragmentación/desfragmentación. Por ejemplo, si un CPE 110 específico está empaquetando datos, el MCP 402 desempaquetará los datos.
El empaquetado de paquetes de datos de enlace descendente podría ocurrir cuando se destinan múltiples paquetes de datos para la misma conexión de usuario final. Cuando no se use el empaquetado, el paquete de datos se prefija mediante un encabezamiento de MAC. Cuando una pluralidad de paquetes de datos se destina para la misma conexión de usuario final, podrían no necesitarse los encabezamientos de MAC repetitivos, y se podría desperdiciar ancho de banda. Por tanto, cuando una pluralidad de paquetes de datos se destina para la misma conexión de usuario final, el MCP 402 podría incluir en el primer encabezamiento de MAC del paquete de datos, o en el propio paquete, información suficiente para determinar el número de los siguientes paquetes de datos destinados para la misma conexión de usuario final. Esto elimina la necesidad para encabezamientos de MAC en los siguientes paquetes de datos destinados para la misma conexión de usuario final y podría proveer ancho de banda adicional para otros datos. Cuando se empaquetan datos de enlace descendente, el CPE 110 receptor desempaqueta los datos volviendo a crear los encabezamientos de MAC para cada paquete d datos individual. Los CPE 110 podrían también empaquetar datos, para ser empaquetados por el MCP 402.
Se podría realizar la supresión de encabezamiento de carga de pago cuando un paquete de estrato más alto tenga su propio encabezamiento, es decir, un encabezamiento que no se ha creado o usado por el MCP o el CMPC, que no necesita ser completamente descargado de modo descendente. La supresión de encabezamiento de carga de pago extrae una parte del encabezamiento de nivel más alto, que luego se podría reconstruir por el CPE 110 receptor. Cuando el MCP 402 realiza supresión de encabezamiento de carga de pago, el CPE 110 realiza la reconstrucción del encabezamiento de carga de pago, y viceversa.
Se podría realizar una fragmentación cuando un paquete de estrato más alto no pueda caber en un sub-tramo de enlace descendente. El paquete de estrato más alto se podría fragmentar para su transmisión sobre una serie de dos o más tramos de tiempo. Por ejemplo, un paquete de datos específico recibido del módulo de QoS podría llenar N sub-tramos completos de enlace descendente, En lugar de asignar todo el ancho de banda de enlace descendente disponible a ese paquete de datos específico para N tramos de tiempo, el MCP 402 podría asignar una fracción F (por ejemplo ½) del ancho de banda de enlace descendente al paquete de datos específico, de tal manera que el paquete de datos específico requiere ahora N * 1/F tramos de tiempo para enlace descendente del paquete de datos, pero otros paquetes de datos podrían usar la fracción restante (1 - F) del ancho de banda durante ese mismo período. El CPE 110 remanente desfragmentará las partes fragmentadas para formar el paquete completo de datos de estrato más alto. De una manera similar, el CPE 110 podría fragmentar datos que desfragmentará el MCP 402.
El MCP 402 podría realizar también el compartimiento parcial de paquetes de datos. Cuando el CPE 110 recibe celdas de ATM, el MCP 402 podría convertir las celdas de ATM en paquetes de MAC de longitud variable. El MCP 402 podría recibir celdas de ATM que encapsulen un protocolo de estrato más alto, tal como un protocolo de Internet (IP). El MCP 402 podría concatenar la carga de pago de las celdas de ATM y enviarla como un paquete de MAC de longitud variable.
El módulo 520 de interfaz provee al MCP 402 de una interfaz entre el módem 135, el MAC 410, y el módulo de QoS 412. Como se ha indicado anteriormente, el módem 135 recibe el contenido de la memoria de almacenamiento provisional 408 cada un milisegundo. El módulo 520 de interfaz permite que el MAC 410 establezca una interfaz con el MCP 402 mediante el envío de la división actual ascendente/descendente, del mensaje de control de PHY/MAC, y de mensajes de protocolo de MAC desde el MAC 410 al MCP 402 y el envío del DUM actual desde el MCP 402 al MAC 410. El módulo de QoS 412 transmite los datos de usuario al MCP 402 a través del módulo 520 de interfaz.
El módulo de encaminamiento 522 recibe datos de enlace ascendente de los CPE 110 y encamina los datos a la ubicación apropiada. El módulo de encaminamiento 522 determina si los datos son datos de protocolo de MAC u otros datos de usuario a despachar a la interfaz de entrada/salida 150. Esta determinación se realiza usando la identificación de conexión, asignada por el control de llamada de BS, que está incluido en cada encabezamiento de paquete. Si los datos son datos de protocolo de MAC, se despachan al MAC 410 para su tratamiento. Alternativamente, si los datos son datos de usuario que eventualmente necesiten llegar al retorno 116, los datos se despachan a la interfaz de entrada/salida 150.
Módulos de QoS
La Figura 6 es un diagrama de bloques de los módulos de nivel superior dentro del módulo de QoS 412.
El módulo de priorización 602 usa un algoritmo específico de equidad para priorizar la orden de envío de datos de acuerdo con los respectivos parámetros de QoS de cada conexión, incluyendo un nivel de prioridad. Cuando cada paquete de datos sale del módulo de QoS 412, se pre-anexiona con un índice de CPE de 10 bits que identifica el CPE 110 particular que va a recibir el paquete de datos particular. En una realización, existen tres algoritmos de equidad básicos que se implementan, a saber, cola de autorización continua, espera equitativa ponderada y cola Round Robin. Sin embargo, se podrían usar más o menos algoritmos dependiendo por ejemplo, de los tipos de servicios o de conexiones disponibles, del número o tipos de conexiones, etc.
Las colas de autorización continua (en adelante CG) podrían tener el algoritmo equitativo más sencillo. Todos los datos contenidos en estas colas deben enviar cada tramo. Si hay ancho de banda suficiente, el módulo de desecho 604 desecha datos inteligentemente.
Las colas equitativas ponderadas requieren que todas las conexiones en una calidad de servicio particular tengan un peso específico asignado a ellas para determinar el porcentaje del ancho de banda disponible que pueden elegir para recibir. El peso específico se obtiene de uno de entre tres parámetros de tasa de datos, dependiendo de los parámetros contractuales de la conexión provista. Estos parámetros podrían incluir (1) datos pendientes, (2) tasa garantizada, y (3) tasa promedio. En una realización, el peso específico para una conexión particular es la cantidad de datos pendientes para la conexión, expresada como un porcentaje de los datos totales pendientes en la cola. Como la cantidad de datos pendientes es dinámica, los pesos específicos para estos tipos de colas deben recalcular cada tramo donde exista ancho de banda insuficiente para enviar todos los datos en la cola afectada. Cuando se usa cola equitativa ponderada, la granularidad de la asignación de ancho de banda podría ser demasiado gruesa para permitir una asignación perfecta ponderada basada en porcentaje a través de las conexiones de la cola. Esto podría dar lugar a que algunas colas no reciban ningún ancho de banda en un tramo particular. Para asegurar que la ocurrencia de esta condición se distribuye equitativamente a través de las conexiones de la cola, a las conexiones que no recibieron ancho de banda se les da prioridad la próxima vez que exista para la cola la condición de ancho de banda insuficiente. Para las colas con pesos específicos basados en tasas garantizadas o tasas promedio, algunas conexiones podrían no tener suficientes datos pendientes para usar todo el ancho de banda a que tienen derecho basándose en su peso específico calculado. En estos casos, el ancho de banda no utilizado de la conexión (dentro de los límites de granularidad de la asignación) se distribuye equitativamente entre las conexiones con exceso de datos pendientes.
El algoritmo equitativo de Roun Robin se usa para conexiones de máximo esfuerzo donde todas las conexiones tienen igual peso específico. Cuando existe un ancho de banda insuficiente para transmitir todos los datos de la cola en un tramo particular, a las conexiones se les asigna ancho de banda en una modalidad Round Robin con cada conexión recibiendo un bloque de ancho de banda hasta un máximo específico de cola. A las conexiones que no recibieron ancho de banda se les da prioridad la próxima vez que exista una condición de ancho de banda insuficiente.
El módulo de desecho 604 desecha inteligentemente los datos de prioridad más baja si el módulo de QoS 412 ha recibido más datos de los que caben en la memoria de almacenamiento provisional del módulo de QoS. En una realización, la memoria de almacenamiento provisional del módulo de QoS es suficientemente grande para contener datos suficientes para llenar una pluralidad de tramos de datos.
El módulo de transmisión 606 despacha los paquetes de datos de máxima prioridad al MCP 402, tras su solicitud por el MCP 402. Estas solicitudes se hacen cuando quiera que se necesiten datos para llenar la parte de enlace descendente del tramo de datos actual.
El proceso de enlace descendente
La Figura 7 es un diagrama de flujo que muestra el proceso de enlace descendente implementado por el MCP 402.
En la etapa 701, el módulo de QoS 412 recibe datos de la interfaz 150 de entrada/salida.
En la etapa 702, en un sistema de TDD el MCP 402 recibe información de división ascendente/descendente del MAC 140. La división ascendente/descendente se determina por el MAC 140 como se ha descrito anteriormente con referencia al módulo 502 de división ascendente/descendente.
Una vez que el MCP 402 sabe cuánto tiempo de enlace descendente está disponible, el MCP 402 podría calcular el número total de PS disponibles. Este número total de PS podría ser importante en la determinación de cuántos datos se pueden enviar en modulaciones y tipos de FEC que varíen.
En la etapa 704, el MCP 402 recibe del MAC 140 un mensaje de control de PHY/MAC y mensajes de protocolo de MAC. El mensaje de control de PHY/MAC se emite a todos los CPE 110 del sector y podría incluir información relacionada con el estrato físico, avance máximo de tiempo de transmisión, puntos de transición de modulación de enlace descendente, final de punto de enlace descendente, final de punto de tramo, y numeración de tramo/multitramo/hipertramo. En una realización alternativa, los mensajes de control de PHY/MAC se podrían determinar por el MCP, que `podría eliminar factores adicionales que rebajan el rendimiento del software del MAC 140.
En una realización, el mensaje de control de PHY/MAC se codifica con RS, se transmite usando modulación de QAM-4, pero no se cifra. La modulación de QAM-4 se podría usar para asegurar que todos los CPE 110 son capaces de deesmodular los mensajes de control. En otra realización, la codificación, la descodificación, y el tipo de modulación son específicos para cada MAC 140 de BS 104. Cuando el MCP 402 recibe el mensaje de control de PHY/MAC, se introduce inmediatamente en la memoria de almacenamiento provisional 408 para su posterior transmisión al módem 135 (descrito más adelante). En una realización, el mensaje de control de PHY/MAC se coloca al principio de la sección de QAM-4 de la memoria de almacenamiento provisional 408. Las partes del mensaje de control de PHY/MAC guardadas en la memoria de almacenamiento provisional 408 se podrían actualizar posteriormente, en la etapa 722, de acuerdo con el contenido actual de la memoria de almacenamiento provisional 408 inmediatamente antes de la transferencia al módem 135 en la etapa 724.
Los mensajes de protocolo de MAC se envían a solamente únicos CPE 110 de acuerdo con los reglajes del CPE particular. Como un mensaje de protocolo de MAC está destinado a un CPE 110 específico, se podría conservar el ancho de banda de tramo de transferencia mediante la transmisión del mensaje de protocolo de MAC usando los reglajes de modulación y/o de FEC del CPE 110 específico. Por ejemplo, un CPE 110 particular que use la modulación de QAM-64 es también capaz de usar modulación de QAM-16 y modulación de QAM-4. En lugar de modular un mensaje de protocolo destinado para este CPE particular usando la QAM-4, sin embargo, se conserva el ancho de banda usando la modulación de QAM-4 de ancho de banda más eficiente. A los mensajes de protocolo de MAC se les da la máxima prioridad, lo que significa que están siempre al principio del grupo de modulación apropiado. Como se les da la máxima prioridad, cada MAC 140 de BS podría establecer un límite sobre el número de mensajes de protocolo permitidos por tramo de datos (por ejemplo, 10). Aunque típicamente se necesitan muy pocos mensajes de protocolo de MAC, la limitación del número por tramo de datos podría prevenir el llenado de un tramo de datos entero, o de un grupo de modulación dentro de un tramo de datos, con mensajes de protocolo, y excluyendo todos los datos de usuario. Cuando el MCP 402 recibe los mensajes de protocolo de MAC, éstos se guardan inmediatamente en la memoria de almacenamiento provisional 408 de acuerdo con el tipo de modulación del CPE 110 previsto.
Los mensajes de protocolo de MAC se podrían dividir en seis categorías, a saber, registro, mantenimiento de estrato físico, mantenimiento de conexión, seguridad, nivelación de carga, y general. La subcategoría de registro podría incluir mensajes de registro y de clasificación enviados desde el CPE 110 al MAC 410 y resultados de registro, resultados de clasificación, re-registro, y mensajes de colisión de registro enviados desde el MAC 410 al CPE 110. La subcategoría de mantenimiento de estrato físico podría incluir, mensajes de modulación de cambio, mensajes de FEC de cambio, mensajes de cambio de avance de transmisión, y mensajes de ajuste de potencia desde el MAC 410 al CPE 110 y acuse de recibo de cambio de modulación, mensajes de acuse de recibo de cambio de FEC. mensajes de acuse de recibo de cambio de avance de transmisión, mensajes de acuse de recibo de ajuste de potencia, y mensajes de solicitud de cambio de modulación de enlace descendente desde el CPE 110 al MAC 410. La subcategoría de mantenimiento de conexión podría incluir mensajes de solicitud de ancho de banda y de acuse de recibo de asignación múltiple desde el CPE 110 a MAC 410 y un mensaje de asignación múltiple desde el MAC 410 al CPE 110. La subcategoría de seguridad podría incluir un mensaje de secuencia de clave desde el MAC 410 al CPE 110 y un acuse de recibo de secuencia de clave desde el CPE 110 al MAC 410. La subcategoría de nivelación de carga podría incluir un mensaje de cambio de canal desde el CPE 110 al MAC 410 y un acuse de recibo de cambio de canal desde el MAC 410 al CPE 110. La subcategoría general podría incluir un mensaje general que se podría enviar en cualquiera de las dos direcciones, es decir, al MAC 410 desde el CPE 110 o desde el MAC 410 al CPE 110.
En la etapa 708, el MCP 402 recibe un paquete de datos del módulo de QoS 412, incluyendo un índice de CPE que se pre-anexiona al paquete de datos. El módulo de QoS 412 retiene datos de enlace descendente en cola para que el MCP 402 extraiga paquetes de datos de la misma. La etapa 708 comienza el bucle de tramo de datos (etapas 708 a 720) que llena automáticamente cada tramo de datos. El coprocesador 402 controla las operaciones del MCP 132 a través de las etapas 708-720. Si no existen datos formados en cola por el módulo de QoS 412, el MCP 402 esperará para que existan datos disponibles hasta que se complete el tramo de tiempo actual de un milisegundo. En ese momento, el MCP 402 transmitiría cualesquiera datos que actualmente se encuentren en la memoria de almacenamiento provisional 408 al módem 135 (este proceso se describe más adelante).
En la etapa 710, en una primera realización, el MCP 402 usa el índice de CPE del paquete de datos recibido para acceder a los reglajes de CPE apropiados en la LUT 406. En una segunda realización, el MCP 402 realiza la funcionalidad del módulo de QoS, de tal manera que los paquetes de datos son recibidos por el MCP 402 directamente desde la interfaz 150 de entrada/salida y el MCP 402 usa la identificación de conexión para determinar los reglajes apropiados de CPE para extraerlos de la LUT 406.
Como se ha indicado anteriormente, la LUT 406 se actualiza mediante el MAC 410 y podría contener la información específica de CPE 110, tal como tipo de modulación, tipo de FEC, señalización de CONEXIÓN/DESCONEXIÓN de cifrado, número de clave, y clave de cifrado. El MCP 402 podría calcular ahora el número exacto de PS requeridas para el paquete de datos actual en la modulación especificada (la modulación de la LUT 406 correspondiente con el CPE 110 de destino).
En la etapa 712, el MCP 4032 disminuye el ancho de banda de enlace descendente actualmente disponible por el ancho de banda del paquete de datos actual. Más específicamente, este cálculo se realiza sustrayendo el número de PS requeridas por el paquete de datos actual de la modulación del CPE 110 especificado, del número de PS disponible en el sub-tramo de enlace descendente. Este cálculo se debe realizar usando las PS en lugar de tamaño bruto (por ejemplo, número de bytes) porque el número de PS requerido por cada CPE 110 específico depende del tipo de modulación de ese CPE 110 específico. Por ejemplo, un paquete de datos específico podría requerir N PS (ranuras físicas) si se transmitiese en QAM-4, N/2 PS si se transmitiese en QAM-16, y N/3 si se transmitiese en QAM-64. Además, el tipo de FEC utilizado por los CPE 110 específicos podría cambiar también el número de PS requeridas, y, de ese modo, se debe incluir también en el cálculo. El número resultante de PS restantes se usará en la etapa 720 por el MCP 402 para determinar si está lleno el tramo de datos actual.
Entre las etapas 710 y 714, el MCP realiza cualquier combinación de empaquetado, supresión de encabezamiento de carga de pago, y fragmentación. Como se ha indicado anteriormente, el empaquetado, la supresión de encabezamiento de carga de pago y la fragmentación se podrían usar para aumentar el rendimiento del sistema de comunicaciones.
En la etapa 714, el paquete de datos recibido se guarda y clasifica en la memoria de almacenamiento provisional. Los paquetes de datos se podrían clasificar de acuerdo con cualquier combinación de lo siguiente: tipo de modulación, tipo de FEC, índie de FEC, e identificación de conexión de usuario final. Por ejemplo, en una realización, los paquetes de datos se podrían clasificar primero de acuerdo con la identificación de conexión de usuario final, luego de acuerdo con el índice de FEC, y finalmente de acuerdo con el tipo de modulación. En otra realización, los paquetes de datos podrían solamente clasificarse de acuerdo con el tipo de FEC. En todavía otra realización, los paquetes de datos se podrían clasificar primero de acuerdo con el índice de FEC y luego de acuerdo con el tipo de FEC. Se contempla que podría usarse cualquier combinación de los criterios de clasificación reseñados (tipo de modulación, tipo de FEC, índice de FEC, e identificación de conexión de usuario final).
En el ejemplo dela Figura 7, los paquetes de datos se clasificarán de acuerdo al tipo de modulación. En esta realización, la clasificación se puede llevar a cabo por el MCP 402 enviando el paquete de datos recibido a una de entre tres partes de una memoria de almacenamiento provisional 408 dividida en partes QAM-4, QAM-16, y QAM-64. Usando los reglajes de CPE recibidos en la etapa 710, el MCP 402 guarda el paquete de datos actual en la parte de la memoria de almacenamiento provisional 408 que corresponda con el tipo de modulación seleccionado por el CPE 110 actual.
En la etapa 716, los reglajes de CPE y la información de control de módem se adjuntan como apéndice a los paquetes de datos en la memoria de almacenamiento provisional 408. Los reglajes de CPE que se leen de la LUT 406 correspondientes al CPE 110 actual se guardan en la memoria de almacenamiento provisional próximos al paquete de datos recibido que se guardó en la memoria de almacenamiento provisional 408 en la etapa 714. De acuerdo con ello, los reglajes de CPE se podrían guardar en cualquiera de las tres partes de la memoria de almacenamiento provisional 408 dependiendo del tipo de modulación del CPE 110 actual. La información de control de módem se adjunta también como apéndice al paquete de datos recibido guardado en la memoria de almacenamiento provisional 408.
En la etapa 718, el MCP 402 determina si ha transcurrido un tiempo de salida de período predeterminado (un milisegundo, por ejemplo). El sistema de comunicaciones 100 usa un tramo de tiempo estático con el fin de mantener sincronizados todos los MAC 410 de BS y CPE 110 contenidos en la celda. En el caso de que la memoria de almacenamiento provisional 408 no esté completamente llena cuando ha transcurrido un período de 1 milisegundo, los datos que ya están en la memoria de almacenamiento provisional deben enviarse con el fin de preservar la capacidad de sincronización del sistema. En una realización, si la memoria de almacenamiento provisional 408 no está llena cuando ha transcurrido un tiempo de salida, el módem 135 acolcha los bloque de datos vacíos con celdas o bytes de relleno con el fin de preservar la temporización entre grupos de modulación. En otra realización, el MCP 402 acolcha los bloques de datos vacíos en la memoria de almacenamiento provisional 408 antes de enviar el tramo de datos al módem (etapa 724).
De acuerdo con la etapa 718, el MCP 402 determina si ha transcurrido el tiempo de salida de 1 milisegundo. Si no ha transcurrido el tiempo de salida, el flujo del método continúa a la etapa 720, en la que el MCP 402 determina si está llena la memoria de almacenamiento provisional 408.
En la etapa 720, el MCP 402 usa el cálculo de la etapa 712 para determinar si está llena la memoria de almacenamiento provisional 408 (es decir, que contiene datos suficientes para llenar el sub-tramo de enlace descendente). Esta determinación se hace usando el número de PS remanentes a llenar (como se ha determinado en la etapa 712). Si el MCP 402 determina que la memoria de almacenamiento provisional 408 está llena, el flujo del método retorna a la etapa 718, donde el MCP 402 esperará hasta que transcurra el tiempo de salida de un milisegundo. En el caso de que la memoria de almacenamiento provisional se llene antes de que transcurra el tiempo de salida de un milisegundo, el MCP 402 repetirá los bloques de decisión de las etapas 720 y 718 hasta que transcurra el tiempo de salida de un milisegundo. Alternativamente, si la memoria de almacenamiento provisional 408 no está llena, el flujo del método retorna a la etapa 708, en la que el MCP 402 recibe otro paquete de datos del QoS 412. De ese modo, el MCP 402 continúa el bucle entre las etapas 708 y 720 hasta que o bien la memoria de almacenamiento provisional 408 esté llena o bien transcurra el tiempo de salida de un milisegundo.
De acuerdo con la etapa 718, si ha transcurrido el tiempo de salida de un milisegundo, el flujo del método continúa a la etapa 722, en la que el MCP 402 actualiza la parte de mapa de enlaces descendentes del mensaje de control de PHY/MAC en la memoria de almacenamiento provisional 408 antes de transmitir los datos.
En la etapa 722, el MCP 402 actualiza las interrupciones de modulación o las transiciones de FEC en el mensaje de control de PHY/MAC. En un sistema de TDD, la división ascendente/descendente recibida por el MCP 402 en la etapa 702 era una estimación de la división ascendente/descendente esperada. El MAC 410 no sabe cuántos datos está esperando realmente en el módulo de QoS 412 para transmisión, pero usa otro factor (descrito anteriormente con referencia al módulo 502 de división ascendente/descendente de MAC) con el fin de determinar una división preliminar ascendente/descendente. Solamente cuando transcurre el tiempo de salida de un milisegundo sabe realmente el MCP 402 cuántos datos de enlace descendente se incluirán dentro del ancho de banda de enlace descendente asignado. En un aspecto, la división ascendente/descendente recibida en la etapa 702 actúa como un límite superior, o, dicho de otro modo, como un límite a la cantidad de datos de enlace descendente permitida en el tramo de datos actual. Si un tramo de datos particular no está lleno cuando transcurre el tiempo de salida, el MCP 402 podría actualizar la división ascendente/descendente, es decir, se acorta el sub-tramo de enlace descendente, existirá un período de tiempo entre enlace descendente y enlace ascendente cuando la BS 104 no transmita o reciba datos Este período exento de transmisión puede reducir la interferencia en el sistema global. Este período exento de transmisión puede llenar la parte restante del enlace descendente. Cada uno de los CPE 110 receptores puede desechar cualquier ruido en este tramo de tiempo intermedio. De ese modo, la actualización de la división ascendente/descendente impide a los CPE 110 que confundan un ruido entre los sub-tramos descendente y ascendente como datos transmitidos. De acuerdo con ello, el mapa de enlaces descendentes se podría actualizar en la etapa 722.
La etapa 722 permite también que el MCP 402 actualice los puntos de transición de FEC y de modulación en el tramo de datos saliente en ambos sistemas de TDD y FDD. En una forma similar a la indicada anteriormente, ni el módulo de QoS 412 ni el MAC 410 saben cuántos datos se transmitirán en cada grupo de modulación. De acuerdo con ello, solamente cuando haya transcurrido el tiempo de salida del período predeterminado puede conocer el MCP 402 las ubicaciones reales de la transición de modulación. Por ejemplo, en un tramo de datos particular, si la memoria de almacenamiento provisional 408 está llena con un 10% de datos de QAM-4, un 10% de datos de QAM-16, y un 80% de datos de QAM-64, los puntos de transición de modulación indicarán que el primer 10% del tramo de tiempo son datos de QAM-4, el siguiente 10% del tramo de tiempo son datos de QAM-16, y el restante 80% del tramo de tiempo son datos de QAM-64. De acuerdo con ello, la etapa 722 permite que el MCP 402 actualice transiciones de modulación, dentro de la memoria de almacenamiento provisional 408, de tal manera que se describan las transiciones de modulación. Como las transiciones de modulación son una parte del mensaje de control de PHY/MAC que reciben todos los CPE 110, cada CPE 110 es consciente de las ubicaciones de partida de cada grupo de modulación. En una realización que clasifica datos de acuerdo con FEC, el proceso anterior se usa para actualizar los puntos de transición de FEC. En todavía otra realización, un sistema podría clasificar datos de acuerdo con cualquier combinación de tipos de modulación y de FEC. En dicha realización, se podría usar un proceso de clasificación similar al anteriormente indicado.
En la etapa 724, todos los datos contenidos en la memoria de almacenamiento provisional 408 se transfieren al módem 135. Como resultado de las etapas precedentes, los datos incluyen ahora toda la información necesaria para que el módem 135 envíe correctamente los datos de tal manera que cada CPE 110 receptor pueda recibir eficientemente sus datos respectivos.
La Figura 8 es un diagrama de flujo que ilustra la operación del MAC 110 durante un solo tramo de tiempo de comunicación.
En la etapa 802, en un sistema de TDD el MAC 110 recibe del MCP 402 un DUM que indica la cantidad real de datos de enlace descendente enviados en el tramo de tiempo anterior (indicado anteriormente con referencia a un módulo 504 de DUM). En un sistema de ATDD, el MAC 410 usará el DUM en la etapa 806 para estimar una división ascendente/descendente para el tramo de tiempo subsiguiente. Como se ha expuesto anteriormente, apenas existe una necesidad del DUM en un sistema de FDD, porque los tramos de tiempo de enlace ascendente y de enlace descendente permanecen constantes (es decir, ambos usan un tramo completo de tiempo de período predeterminado). Por tanto, la cantidad real de datos de enlace descendente enviados en un tramo de tiempo anterior podría no ser importante en un sistema de TDD. En una realización de un sistema de FDD, el DUM tiene un objetivo secundario de recogida de estadística, y determinación de congestión de enlace.
En la etapa 804, el MAC 410 coordina con otros MAC 410 de la misma BS 104. Como se ha indicado anteriormente con referencia al módulo 506 de coordinación de MAC, los tiempos de enlace ascendente y de enlace descendente se podrían ajustar para los respectivos MAC 410 de la misma BS 104 con el fin de reducir la interferencia de RF.
En la etapa 806, en un sistema de TDD, el MAC 420 determina la división ascendente/descendente y transmite la división determinada al MCP 402. Como se ha indicado anteriormente con referencia al módulo 502 de división ascendente/descendente, en un sistema de TDD el MAC 420 determina cómo se dividirá el ancho de banda de un milisegundo entre datos de enlace ascendente y datos de enlace descendente. En la determinación de una división apropiada ascendente/descendente se podrían considerar varios factores, tales como la división ascendente/descendente de otros MAC 410 de la misma BS 104, las demandas de ancho de banda de enlace ascendente, y los reglajes de CPE 110, tales como requisitos de acceso, de modulación, y de calidad de servicio.
En la etapa 808, el MAC 420 transfiere un mensaje de control de PHY/MAC y mensajes de protocolo de MAC al MCP 402. Como se ha indicado anteriormente, el mensaje de control de PHY/MAC es un mensaje de emisión recibido por todos los CPE 110 en el comienzo del sub-tramo de enlace descendente. Por ejemplo, en el sistema de la Figura 2A que clasifica de acuerdo con el tipo de modulación, el mensaje de control de PHY/MAC está situado en el comienzo del grupo de modulación de QAM-4. Los mensajes de protocolo de MAC son mensajes específicos de CPE 110 que se modulan de acuerdo con los reglajes de CPE 110 específicos, y son recibidos por los CPE 110 en el comienzo del grupo de modulación respectivo.
El divisor 809 indica una división entre los procesos de enlace descendente y de enlace ascendente del MAC 420. Dicho de otro modo, las etapas 802 y 808 involucran a los datos de enlace descendente del MAC 420, mientras que las etapas 810 y 812 involucran a los datos de enlace ascendente del MAC 420.
En la etapa 810, el MAC 420 recibe nuevos registros de CPE. Como se ha indicado anteriormente, el MAC 420 mantiene los reglajes de CPE tanto dentro del MAC 420 como de la LUT 406. Cuando se registran nuevos CPE 110, los reglajes de CPE en ambas ubicaciones se actualizan para incluir el nuevo CPE 110. Adicionalmente, el MAC 420 podría recibir cambios a los reglajes de CPE que requieran actualizar los reglajes de CPE en ambas ubicaciones.
En la etapa 812, el MAC 420 asigna ancho de banda de enlace ascendente de acuerdo con las solicitudes de enlace ascendente de los CPE 110. Este proceso se controla mediante el módulo 507 de ancho de banda de enlace ascendente, descrito anteriormente. En general, las solicitudes de ancho de banda se reciben de los CPE 110, el ancho de banda disponible dentro del sub-tramo de enlace ascendente se asigna a los CPE 110, y la asignación se envía desde la BS 104 a los CPE 110 en un mapa de enlaces ascendentes para que cada CPE 110 pueda disponer de datos de enlace ascendente durante su tiempo asignado particular. El mapa de enlaces ascendentes recibido por cada CPE 110 se usa en el subsiguiente tramo de tiempo. De ese modo, el mapa de enlaces ascendentes recibido por los CPE 110 en el tramo de tiempo T indicará cuándo los CPE 110 particulares enviarán datos de enlace ascendente durante la parte de enlace ascendente del tramo de tiempo T + 1.
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En una realización alternativa, el MCP 402 asigna ancho de banda de enlace ascendente y genera el mapa de enlaces ascendentes. En esta realización, como el MCP 402 es un dispositivo de hardware, las solicitudes de ancho de banda de enlace ascendente, y por tanto, el mapa de enlaces ascendentes se pueden crear con más rapidez que en una realización que cree el mapa de enlace ascendente en el MAC 420. En estas condiciones, en un sistema de ATDD, la división ascendente/descendente se podría ajustar en tiempo real permitiendo que el sub-tramo de enlace ascendente use partes no utilizadas del sub-tramo de enlace descendente actual. Más específicamente, el mapa de enlaces ascendentes recibido por los CPE 110 en el tramo T de tiempo podría indicar cuándo los CPE 110 particulares enviarán datos de enlace ascendente durante la parte de enlace ascendente del tramo T de tiempo.
La Figura 9 es un diagrama de flujo que muestra el proceso de enlace ascendente del presente invento.
En la etapa 902, el módem 135 recibe un paquete de datos de un CPE 110 específico. Más específicamente, durante una parte de enlace ascendente de un tramo de tiempo, la ODU 108 de BS recibe datos de acuerdo con los requisitos de temporización del mapa actual de enlace ascendente. Estos datos se transmiten luego al módem 135.
En la etapa 904, una vez que el módem 135 ha recibido un paquete de datos, el paquete se desmodula y despacha al MCP 402. El módem 135 se basa en el mapa de enlaces ascendentes para determinar cuándo llegarán datos de CPE 110 específicos en ciertas modulaciones o FEC. El módem 135 podría obtener acceso al mapa de enlaces ascendentes desde una de entre tres fuentes, a saber, el módem 135 podría interceptar el mapa de enlaces ascendentes que el MAC 410 ha enviado a la pluralidad de los CPE 110, el módem 135 podría recibir el mapa de enlace ascendente del MCP 402, o el módem 135 podría recibir el mapa de enlaces ascendentes del MAC 410.
En la etapa 906, el MCP 402 o el módem 135 eliminan cualquier acolchado de los datos recibidos. Si un CPE 110 particular no tiene suficientes datos para llenar un tramo asignado de tiempo de enlace ascendente, el CPE 110 podría transmitir celdas o bytes de relleno en lugar de datos de conexiones. En la etapa 908, el MCP 402 determina si los datos son datos de protocolo de MAC o datos de usuario a despachar a la interfaz 150 de entrada/salida Esta determinación se realiza usando la identificación de conexión, tal como la ha asignado el control de llamada de BS, que está incluido en el encabezamiento del paquete. Si los datos son datos de protocolo de MAC, de acuerdo con la etapa 910 los datos se despachan al MAC 410 para su tratamiento. Alternativamente, si los datos son datos de usuario que eventualmente necesiten llegar al retorno 116, de acuerdo con la etapa 112 los datos se despachan a la interfaz 150 de entrada/salida.
La descripción detallada precedente de las Figuras 1 a 9 se ha realizado con referencia a la funcionalidad de un MCP en una BS 104. En una realización, los datos de enlace descendente son recibidos por un MAC en cada uno de los CPE 110. Recíprocamente, el MAC en cada uno de los CPE 110 transmite datos de enlace ascendente a la BS 104. Así, en esta realización particular, no existe MCP o QoS en los CPE 110, de tal manera que el MAC de los CPE 110 podía realizar las funciones que típicamente llevan a cabo el QoS y el MCP.
Coprocesador de MAC de CPE
La Figura 10 es un diagrama de bloques de una realización de un módulo de control de CPE que incluye un coprocesador de MAC. En la realización de la Figura 10, cada CPE 110 incluye un MAC y un coprocesador de MAC de CPE (en adelante CMPC). El CMPC, además de realizar una función de priorización similar al QoS 112, realiza muchas funciones similares al MCP 402 en la BS 104. A continuación sigue una descripción detallada de estas funciones.
El CMPC 450 solicita ancho de banda de enlace ascendente de la BS 104 usando una ranura de contención, superposición, "robo" de ancho de banda, o un bit de "poll-me" en el encabezamiento de datos de enlace ascendente. Como se ha indicado anteriormente, el MAC 410 (de la BS 104) asigna ancho de banda de enlace ascendente a los CPE 110 en la forma de un mapa de enlaces ascendentes. En una realización, los CPE 110 solicitan ancho de banda sobre una base por conexión y se les autoriza ancho de banda sobre una base por CPE 110. En otras palabras, aún si un CPE 110 podría solicitar ancho de banda de enlace ascendente en nombre de una conexión de usuario final específica, cuando el ancho de banda de enlace ascendente se asigna al CPE 110, el CMPC 450 podría determinar que una conexión de usuario final diferente usará ancho de banda de enlace ascendente.
La memoria de almacenamiento provisional 456 podría recibir continuamente datos para transmisión de enlace ascendente desde una pluralidad de conexiones de usuario final. Las conexiones de usuario final no envían solicitudes al CPE 110, sino que en su lugar envían los datos que deseen enlazar de forma ascendente. Los datos recibidos se guardan en la memoria de almacenamiento provisional 456, indizados de acuerdo con la identificación de conexión, hasta que se transmítan al MAC 410 de BS. El CMPC 450 mantiene una cuenta de tiempo real de los datos guardados en la memoria de almacenamiento provisional 456 para cada respectiva conexión de usuario final. En estas condiciones, el CMPC 450 conoce siempre la cantidad total de datos listos para enlace ascendente, además de la cantidad total lista para enlace ascendente de cada conexión de usuario final particular
Con los datos que esperan en la memoria de almacenamiento provisional 406 para enlace ascendente, el CMPC 450 intercepta el mapa de enlace ascendente (destinado para el MAC 410 de CPE) con el fin de determinar cuánto ancho de banda de enlace ascendente se ha asignado al CPE 110 particular. El CMPC 450 determina luego cuántos datos, en la modulación de CPE específica, pueden caber en el ancho de banda asignado. La LUT 454 guarda reglajes de conexión de usuario final específica, tales como una prioridad de conexión de usuario final y parámetros de QoS en relación de asociación con cada conexión de usuario final. El CMPC 450 realiza luego funciones de priorización sobre los datos guardados en la memoria de almacenamiento provisional 456. Más específicamente, los parámetros de QoS, incluyendo una prioridad, en relación de asociación con cada conexión de usuario final con datos que esperan en la memoria de almacenamiento provisional 456, se extraen de la LUT 454 y se usan por el CMPC 450 para priorizar los datos usando un esquema de autorización continua, de equidad ponderada, round robin u otro esquema de priorización. En una realización, la memoria de almacenamiento provisional 456 incluye una parte priorizada que se usa para guardar los datos priorizados que están listos para enlace ascendente.
El CMPC 450 determina si hay suficiente ancho de banda asignado, en el sub-tramo de enlace ascendente actual, para enviar todos los datos que esperan en la memoria de almacenamiento provisional 456, o, alternativamente, si el CMPC 450 necesita solicitar ancho de banda adicional del MAC 410. Si se necesita ancho de banda adicional, el CMPC podría solicitar ancho de banda adicional enviando una solicitud de ranura de contención, superponiendo una solicitud, o "robando" ancho de banda de datos de prioridad inferior, o configurando un bit de "poll-me" en el encabezamiento de MAC de los datos de enlace ascendente actualmente asignados. Si a un CPE 110 se le ha asignado ancho de banda en el sub-tramo de enlace ascendente actual, el CMPC podría configurar un bit de "poll-me" en su encabezamiento de MAC de enlace ascendente para comunicar al MAC 410 que el CMPC 450 específico tiene más datos para enlace ascendente. Si a un CPE 110 no se le ha asignado ancho de banda en el sub-tramo de enlace ascendente actual, el CMPC debe enviar una solicitud en una ranura de contención de solicitud de ancho de banda (Figura 2B) superponer una solicitud, o "robar" ancho de banda para una solicitud de datos de prioridad inferior de un CPE 110 diferente. A título de ejemplo, si a un CPE 110 particular no se le ha asignado ningún ancho de banda en el sub-tramo de enlace ascendente actual y el CPE 110 tiene una prioridad inferior que todos los demás CPE 110 a los que se ha asignado ancho de banda en el sub-tramo de enlace ascendente actual, el CPE 110 particular podría solamente ser capaz de enviar una solicitud durante las ranuras de contención 324 de solicitud de ancho de banda (Figura 2B). De ese
modo, todos los CPE 110 tendrán siempre al menos un medio de solicitar ancho de banda de enlace ascendente.
El CMPC 450 construye luego una ráfaga de datos de enlace ascendente, usando datos extraídos de la parte priorizada de la memoria de almacenamiento provisional 456, de una manera similar a la descrita anteriormente con respecto al MCP. Una ráfaga de datos podría ser cualquier combinación de datos de usuario e información de control.
En una segunda realización, la memoria de almacenamiento provisional 456 no mueve los datos priorizados a una sección diferente, sino que en su lugar clasifica una serie de indicadores que marcan las ubicaciones de los datos guardados en la memoria de almacenamiento provisional 456. El CMPC 450 podría construir una ráfaga de datos de enlace ascendente usando datos extraídos de las áreas marcadas por los indicadores priorizados.
En una realización, el CMPC 450 y el MCP 402 podrían realizar operaciones recíprocas en paquetes de datos transmitidos, a saber, empaquetado/desempaquetado, supresión de encabezamiento de carga de pago/reconstrucción de encabezamiento de carga de pago, y fragmentación/desfragmentación. Por ejemplo, si un CMPC 450 está empaquetando datos, el MCP desempaquetará los datos. En otra realización, el CMPC 450 y el MAC 410 de BS realizan operaciones recíprocas de empaquetado/desempaquetado, supresión de encabezamiento de carga de pago/reconstrucción de encabezamiento de carga de pago y fragmentación/desfragmentación. Por ejemplo, si un CMPC 450 está empaquetando datos, el MAC 4110 desempaquetará los datos. Sin embargo, estas operaciones se pueden implementar usando otras configuraciones de hardware.
El empaquetado se realiza cuando el coprocesador que envía (es decir, el MCP o el CMPC) determina que múltiples paquetes de nivel más alto cabrán en una sola ráfaga de datos. El proceso de empaquetado podría ahorrar ancho de banda solamente por incluir el encabezamiento de MAC del primer paquete de datos. Por ejemplo, si N paquetes de nivel más alto cabrán en una ráfaga de datos, el encabezamiento del primer paquete de datos se usa para indicar que hay N - 1 paquetes que siguen sin encabezamientos de MAC. El proceso de desempaquetado reformatea cada uno de los N paquetes para incluir su propio encabezamiento de MAC. Tanto el MCP 402 como el CMPC 450 podrían empaquetar y desempaquetar datos.
La supresión de encabezamiento de carga de pago se podría realizar cuando un paquete de un estrato más alto tiene su propio encabezamiento, es decir, un encabezamiento que no sea creado o usado por el MCP o el CMPC. La supresión de encabezamiento de carga de pago elimina una parte del encabezamiento de nivel más alto y la reconstrucción de encabezamiento de carga de pago reconstruye el encabezamiento de nivel más alto. De nuevo, cuando el MCP realiza supresión de encabezamiento de carga de pago, el CMPC 450 realiza reconstrucción de encabezamiento de carga de pago, y viceversa.
La fragmentación se podría realizar cuando un paquete de estrato más alto no puede caber en una ráfaga asignada. El paquete de estrato más alto se podría fragmentar para transmitirse sobre una serie de dos o más tramos de tiempo. Por ejemplo, una conexión de usuario final específico podría desear establecer un enlace ascendente con un paquete de estrato más alto que llenase N tramos de tiempo. En lugar de asignar todo el ancho de banda de enlace ascendente disponible a esa conexión de usuario final específico para N tramos de tiempo, el CMPC 450 podría asignar una fracción F (por ejemplo ½) del ancho de banda de enlace ascendente al CPE específico, de tal manera que la conexión de usuario final específico ahora requiere N* 1/F tramos de tiempo para establecer un enlace ascendente con su paquete de estrato más alto, pero otras conexiones de usuario final podrían usar la fracción restante (1 - F) del ancho de banda durante ese mismo período. El CMPC 450 no necesita tener todos los paquetes de datos (es decir, llenar N tramos de tiempo) antes de enviar los paquetes de datos fragmentados iniciales en un tramo de datos de enlace ascendente. El MCP desfragmentará las partes fragmentadas para formar el paquete entero de estrato más alto De una manera similar, el MCP podría fragmentar datos que el CMPC 450 desfragmentará.
La Figura 11 es un diagrama de flujo del proceso de establecimiento de enlace ascendente de datos desde un CPE 110 hasta una BS 104. El proceso de la Figura 11 se ejecuta en un CPE que tiene un MAC y un CMPC (coprocesador de MAC de CPE) 450. Como se ha indicado anteriormente, el CMPC, además de realizar una función de priorización similar al módulo de QoS 412 en una BS 104, podría realizar muchas funciones similares a las del MCP 402 en la BS 104.
En la etapa 1102, el CPE recibe datos de una pluralidad de conexiones de usuario final servidas por el CPE específico. Cada CPE podría recibir continuamente datos para transmisión de enlace ascendente. Alternativamente, los CPE 110 podrían recibir de forma esporádica datos de sus respectivas conexiones de usuario final. Las conexiones de usuario final no envían solicitudes al CPE 110, sino que en su lugar envían los datos que desean enlazar de forma ascendente.
En la etapa 1104, el CMPC 450 clasifica los datos recibidos de acuerdo con las respectivas conexiones de usuario final que enviaron los datos. El proceso de clasificación se realiza mediante la detección de la conexión específica de la que se recibió cada paquete de datos, y la agrupación de todos los paquetes de datos de una conexión específica conjuntamente
En la etapa 1106, el CMPC guarda los paquetes de datos recibidos y clasificados en una memoria de almacenamiento provisional 456. Como el CPE 110 recibe esporádicamente paquetes de datos de una conexión de usuario final, el CPE 110 no sabe cuántos datos se recibirán durante cualquier período de tiempo específico. En estas condiciones, la memoria de almacenamiento provisional 456 debería ser suficientemente grande para contener un gran volumen de paquetes de datos para una pluralidad de períodos predeterminados. Aunque la Figura 10 muestra la memoria de almacenamiento provisional dentro del CMPC 450, se contempla que una memoria de almacenamiento provisional se podría disponer aparte del CMPC 450, acoplada al CMPC 450,y accederse a ella de una manera sustancialmente idéntica a la indicada anteriormente.
En la etapa 1108, el CMPC 450 calcula la cantidad de datos guardados en la memoria de almacenamiento provisional 456 de cada conexión de usuario final. El CMPC 450 sabe en cualquier instante cuántos datos está esperando para enlace ascendente de cada conexión de usuario, y cuántos datos está esperando para establecer enlace ascendente de todas las conexiones de usuario final combinadas.
En la etapa 1110, con los datos que esperan en la memoria de almacenamiento provisional para enlace ascendente, el CMPC 450 intercepta el mapa de enlaces ascendentes (destinado para el MAC 410 de CPE) con el fin de determinar cuánto ancho de banda de enlace ascendente se ha asignado al CPE 110 particular. El CMPC 450 determina luego cuántos datos, en la modulación del CPE específica, pueden caber en el ancho de banda asignado. Este cálculo se usará posteriormente en la etapa 1116 cuando el CMPC esté construyendo la ráfaga de datos de enlace ascendente.
En la etapa 1111, el CMPC 450 determina si hay suficiente ancho de banda asignado, en el sub-tramo de enlace ascendente actual, para enviar todos los datos que esperan en la memoria de almacenamiento provisional 456, o bien, alternativamente, si el CMPC 450 necesita solicitar ancho de banda adicional del MAC 410. Si se necesita ancho de banda adicional, el CMPC podría solicitar ancho de banda adicional mediante el envío de una solicitud de ranura de contención, superponiendo una solicitud en datos de prioridad más baja, o configurando un bit de "poll-me" en el encabezamiento de MAC de los datos de enlace ascendente asignados actualmente.
En la etapa 1112 se extraen de la LUT 106 los parámetros de QoS, incluyendo prioridades, en relación de asociación con las respectivas conexiones de usuario final. Los parámetros de QoS se establecen cuando el usuario final se registra inicialmente con el MAC 420 y se podrían actualizar en cualquier tiempo o evento futuros.
En la etapa 1114, el CMPC 450 realiza funciones de priorización sobre los datos guardados en la memoria de almacenamiento provisional 456. Usando las prioridades extraídas de la LUT 106, y teniendo en cuenta la cantidad de ancho de banda de enlace ascendente asignado, el CMPC prioriza los datos usando un esquema de autorización continua, un esquema equitativo ponderado, un esquema round robin u otro esquema de priorización. En una realización, la memoria de almacenamiento provisional 456 incluye una parte priorizada que se usa para guardar los datos priorizados que están listos para enlace ascendente. En una segunda realización, la memoria de almacenamiento provisional 456 no mueve los datos priorizados a una sección diferente, sino que en su lugar clasifica una serie de indicadores que marcan las ubicaciones de datos guardados en la memoria de almacenamiento provisional 456.
En la etapa 1116, el CMPC 450 construye entonces una ráfaga de datos de enlace ascendente que rellenará el tiempo asignado al CPE 110 específico en el sub-tramo de enlace ascendente. El CMPC 450 podría calcular primero el número de PS que cabrán en el tiempo de enlace ascendente asignado en la modulación de CPE específica. El número de PS requerido por cada paquete de datos incluidos en la ráfaga de datos (en la modulación de CPE específica) se restará entonces del número total de PS hasta que la ráfaga de datos esté completa. En el cálculo del número de PS requerido por cada paquete de datos, el CMPC 450 debe tener en cuenta también el tipo de FEC usado actualmente por el CPE 110.
La ráfaga de datos se construye usando los datos extraídos de la parte priorizada de la memoria de almacenamiento provisional 456, de una manera similar a la anteriormente descrita con respecto al MCP. El CMPC 450 podría construir una ráfaga de datos de enlace ascendente usando datos extraídos de las áreas de la memoria de almacenamiento provisional 456 señaladas por los indicadores de prioridad. Mientras construye la ráfaga de datos, el CMPC podría usar cualquier combinación de empaquetado, supresión de encabezamiento de carga de pago, y fragmentación. Según se ha indicado anteriormente, el empaquetado, la supresión de encabezamiento de carga de pago y la fragmentación se podrían realizar en la etapa 1116 y usarse para aumentar el rendimiento del sistema de comunicaciones.
Además de los datos de usuario final enviados en el sub-tramo de enlace ascendente, cada CMPC crea y envía un encabezamiento de estrato físico y un encabezamiento de MAC a la ráfaga de datos. El encabezamiento de estrato físico podría incluir reglajes tales como tipo de modulación y de cifrado que usa el módem del CPE 110 y que no se envían a la BS 104. El encabezamiento de MAC podría incluir una identificación de conexión, una señalización de CONEXIÓN/DESCONEXIÓN de cifrado, y una secuencia de claves de cifrado que se envían a la BS 104.
En la etapa 1118, el CMPC 450 transmite la ráfaga de datos, en el tiempo especificado en el mapa de enlace ascendente recibido, al módem 459 de CPE. Además, cualquier solicitud de ancho de banda iniciada en la etapa 1111 deberá transmitirse en el tiempo apropiado. A título de ejemplo, si un CMPC 450 específico determina que se debe hacer una solicitud de ancho de banda durante una ranura de contención, el CMPC comunica al módem 459 exactamente cuándo enviar la solicitud de ancho de banda. Alternativamente, si el CMPC 450 ha determinado que es posible una solicitud de superposición, el CMPC 450 comunica al módem 459 exactamente cuándo debería transmitirse a la BS 104 la solicitud de superposición.
Esta memoria descriptiva se suplementa mediante las siguientes cláusulas numeradas que corresponden respectivamente a las cláusulas de la solicitud de patente internacional Nº PCT/US02/06437, de la que se ha derivado esta solicitud.
1. Un sistema para construir una parte de enlace descendente de un tramo de datos que tiene un período predeterminado, para uso en un sistema de comunicaciones inalámbricas que tiene una estación de base acoplada a un retorno de red y una pluralidad de equipos locales del cliente (en adelante CPE), estando acoplado cada uno de dicha pluralidad de CPE a una pluralidad de conexiones de usuario final, y para transmitir los paquetes de datos desde la estación de base a los CPE especificados, cuyo sistema comprende:
un primer procesador que incluye un controlador de acceso de medio (en adelante MAC) configurado para establecer y mantener conexiones con dicha pluralidad de PCE;
un coprocesador de MAC (en adelante MCP) que tiene
una tabla de consulta (en adelante LUT) que puede operar para recuperar y guardar reglajes de CPE para dicho CPE específico,
una memoria de almacenamiento provisional que puede operar para guardar paquetes de datos de acuerdo con criterios de clasificación,
un módulo de decisión que puede operar para determinar si dicha memoria de almacenamiento provisional contiene datos para llenar dicha parte de enlace descendente de dicho tramo de datos o si ha transcurrido dicho período predeterminado,
dicho MCP está configurado para entregar como salida dichos datos guardados en dicha memoria de almacenamiento provisional cuando dicho módulo de decisión determina que dicha memoria de almacenamiento provisional contiene datos para llenar dicha parte de enlace descendente de dicho tramo de datos o ha transcurrido dicho tiempo de salida de período predeterminado; y
un módem acoplado para recibir dichos datos que el MCP ha entregado como salida.
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2. El sistema de la cláusula 1, en el que dicho tramo de datos comprende una parte de enlace ascendente;
dicho MAC está configurado para determinar una división de TDD, en donde dicha división de TDD es una división de dicho período predeterminado entre dicha parte de enlace ascendente y dicha parte de enlace descendente.
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3. El sistema de la cláusula 2, en el que dicha parte de enlace descendente se transmite en un primer canal y dicha parte de enlace ascendente se recibe en dicho primer canal dentro de dicho período predeterminado.
4. El sistema de la cláusula 1,en el que dicho tramo de datos comprende además una parte de enlace ascendente; dicha parte de enlace descendente es igual a dicho período predeterminado, y dicha parte de enlace ascendente es igual a dicho período predeterminado.
5. El sistema de la cláusula 4, en el que dicha parte de enlace descendente se transmite en un primer canal dentro de dicho período predeterminado y dicha parte de enlace ascendente se recibe en un segundo canal dentro de dicho período predeterminado.
6. El sistema de la cláusula 4, en el que dicha parte de enlace descendente se transmite en un primer canal dentro de un primer período predeterminado y dicha parte de enlace ascendente se recibe en un segundo canal dentro de un segundo período predeterminado, en donde dicho primer período predeterminado y dicho segundo período predeterminado no se solapan.
7. El sistema de la cláusula 4, en donde dicho sistema comprende además un módulo de calidad de servicio (en adelante QoS) conectado a dicho retorno de red y configurado para recibir un paquete de datos en relación de asociación con un CPE específico y para asignar un nivel de prioridad a dicho paquete de datos.
8. El sistema de la cláusula 1, en el que dicho período predeterminado es de quinientos microsegundos.
9. El sistema de la cláusula 1, en el que dicho período predeterminado es de un milisegundo.
10. El sistema de la cláusula 1, en el que dicho período predeterminado es de dos milisegundos.
11. El sistema de la cláusula 1, en el que dicho período predeterminado está comprendido entre 250 microsegundos y 20 milisegundos.
12. El sistema de la cláusula 1, en el que dicho criterio de clasificación es un tipo de modulación.
13. El sistema de la cláusula 1,en el que dicho criterio de clasificación es un tipo de corrección por error hacia delante.
14. El sistema de la cláusula 1, en donde dicho criterio de clasificación es un índice de CPE, en el que dicho índice de CPE indica el CPE específico al que se destina dicho paquete de datos.
15. El sistema de la cláusula 1, en el que cada una de dicha pluralidad de conexiones de usuario final tiene una identificación de conexión específica y dicho criterio de clasificación es dicha identificación de conexión específica.
16. El sistema de la cláusula 1, en el que dicho módulo de decisión determina si dicha memoria de almacenamiento provisional contiene datos para llenar dicha parte de enlace descendente de dicho tramo de datos mediante la sustracción iterativa de una cantidad de ancho de banda de enlace descendente requerida por cada uno de dichos paquetes de datos recibidos, en cada uno de dicho tipo de modulación específica de CPE, de una cantidad total de ancho de banda de enlace descendente disponible.
17. El sistema de la cláusula 1, en donde dicho módulo de decisión determina si dicha memoria de almacenamiento provisional contiene datos para llenar dicha parte de enlace descendente de dicho tramo de datos mediante la sustracción iterativa de una cantidad de ancho de banda de enlace descendente requerida por cada uno de dichos paquetes de datos recibidos, en cada uno de dicho tipo de FEC especifico, de una cantidad total de ancho de banda de enlace descendente disponible.
18. El sistema de la cláusula 1, en donde dicho módulo de decisión determina si dicha memoria de almacenamiento provisional contiene datos para llenar dicha parte de enlace descendente de dicho tramo de datos mediante la sustracción iterativa de una cantidad de ancho de banda de enlace descendente requerida por cada uno de dichos paquetes de datos recibidos, en cada una de dicha modulación específica de CPE y de tipo de FEC, de una cantidad total de ancho de banda de enlace descendente disponible.
19. El sistema de la cláusula 2, en el que durante dicha parte de enlace ascendente de dicho tramo de datos, dicho MCP recibe una pluralidad de paquetes de datos de enlace ascendente y encamina cada uno de dicha pluralidad de paquetes de datos de enlace ascendente al MAC o al retorno de red.
20. El sistema de la cláusula 4, en el que durante dicha parte de enlace ascendente de dicho tramo de datos, dicho MCP recibe una pluralidad de paquetes de datos de enlace ascendente y encamina cada uno de dicha pluralidad de paquetes de datos de enlace ascendente al MAC o al retorno de red.
21. El sistema de la cláusula 1, en el que dicho MCP podría realizar cualquier combinación de empaquetado, compresión de encabezamiento de carga de pago, y fragmentación sobre dicha parte de enlace ascendente de dicho tramo de datos.
22. El sistema de la cláusula 1, en el que dicho MCP añade reglajes de control a dichos datos guardados en dicha memoria de almacenamiento provisional, en donde dichos reglajes de control podrían incluir un tipo de modulación, un tipo de FCE, una señalización de CONEXIÓN/DESCONEXIÓN de cifrado, una clave de cifrado, un número de clave, e información de control de módem específica para cada uno de dicha pluralidad de CPE.
23. El sistema de la cláusula 1, en donde dicho primer procesador comprende además: un módulo de ancho de banda de enlace ascendente configurado para asignar ancho de banda de enlace ascendente disponible de acuerdo con las solicitudes de ancho de banda de enlace ascendente de dicha pluralidad de CPE.
24. Un sistema para construir un tramo de datos de TDD con una pluralidad de paquetes de datos, cuyo tramo de datos tiene un período predeterminado y comprende una parte de enlace descendente y una parte de enlace ascendente, para uso en un sistema de comunicaciones que tiene una estación de base y una pluralidad de equipos locales del cliente (en adelante CPE), estando acoplado cada uno de dicha pluralidad de CPE a una pluralidad de conexiones de usuario final, cuyo sistema comprende:
un primer procesador configurado para dividir dicho período predeterminado en dicha parte de enlace descendente y dicha parte de enlace ascendente;
un coprocesador que incluye un módulo de almacenamiento de memoria provisional configurado para recibir y clasificar dicha pluralidad de paquetes de datos en una memoria de almacenamiento provisional,
un módulo de interfaz configurado para trasmitir dicha pluralidad de paquetes de datos de dicha memoria de almacenamiento provisional a una salida, en el que dicha transmisión ocurre al final de dicho período predeterminado.
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25. El sistema de la cláusula 24, en el que dicho módulo de almacenamiento de memoria provisional clasifica dicha pluralidad de paquetes de datos contenidos en dicha memoria de almacenamiento provisional de acuerdo con un tipo de ráfaga en relación de asociación con cada uno de dicha pluralidad de paquetes de datos, en el que un tipo de ráfaga es cualquier combinación de un tipo de modulación y de un tipo de FEC.
26. El sistema de la cláusula 24, en donde dicho coprocesador comprende además un módulo de encaminamiento configurado para encaminar un paquete de datos de enlace ascendente a cualquiera de los dos entre el MAC y el retorno de red.
27. El sistema de la cláusula 24, en el que dichos reglajes de control podrían comprender un tipo de modulación, un tipo de FEC, una señalización de CONEXIÓN/DESCONEXIÓN de cifrado, una clave de cifrado, un número de clave, e información de control de módem específica par cada uno de dicha pluralidad de CPE.
28. El sistema de la cláusula 24, en el que dicho período predeterminado es de quinientos microsegundos.
29. El sistema de la cláusula 24, en el que dicho período predeterminado es de un milisegundo.
30. El sistema de la cláusula 24, en el que dicho período predeterminado es de dos milisegundos.
31. El sistema de la cláusula 24, en el que dicho período predeterminado está comprendido entre 250 microsegundos y 20 milisegundos.
32. El sistema de la cláusula 24, en el que dicho módulo de interfaz crea un mensaje de utilización de carga de pago en respuesta a una cantidad de ancho de banda utilizada en un tramo de datos anterior.
33. El sistema de la cláusula 24, en el que dicho primer procesador comprende además: un módulo de mensaje de utilización de enlace descendente configurado para recibir un mensaje de utilización de enlace descendente de dicho módulo de interfaz, cuyo mensaje de utilización de enlace descendente se puede usar por dicho primer procesador para determinar dicha parte de enlace ascendente y dicha parte de enlace descendente.
34. El sistema de la cláusula 24, en el que dicho primer procesador comprende además: un módulo de ancho de banda de enlace ascendente configurado para asignar ancho de banda de enlace ascendente disponible de acuerdo con solicitudes de ancho de banda de enlace ascendente de dicha pluralidad de CPE.
35. El sistema de la cláusula 24, en donde dicho sistema comprende además: un módulo de calidad de servicio (en adelante QoS) configurado para enviar dicha pluralidad de paquetes a dicho coprocesador, en el que dicho coprocesador solicita cada uno de dichos paquetes de datos de dicho QoS; dicho QoS prioriza dicha pluralidad de paquetes de datos de acuerdo con un criterio predeterminado antes de enviar cada uno de dichos paquetes de datos a dicho coprocesador.
36. El sistema de la cláusula 24, en el que dicho sistema comprende además un módulo de decisión configurado para determinar si dicha memoria de almacenamiento provisional contiene datos para llenar dicha parte de enlace descendente de dicho tramo de datos mediante la sustracción iterativa de una cantidad de ancho de banda de enlace descendente requerida por cada uno de dichos paquetes de datos entrantes, en cada uno de dicho tipo de ráfaga específico de CPE, de una cantidad total de ancho de banda de enlace descendente disponible, en donde un tipo de ráfaga es cualquier combinación de un tipo de modulación y un tipo de FCE.
37. El sistema de la cláusula 24, en donde dicho primer procesador comprende además: un módulo de ancho de banda de enlace ascendente configurado para asignar ancho de banda de enlace ascendente disponible de acuerdo con las solicitudes de ancho de banda de enlace ascendente de dicha pluralidad de CPE.
38. Un sistema para construir una parte de enlace descendente de un tramo de datos de TDD que tiene un período predeterminado con una pluralidad de paquetes de datos, para uso en un sistema de comunicaciones que tiene una estación de base y una pluralidad de equipos locales del cliente (en adelante CPE), estando acoplado cada uno de dicha pluralidad de CPE a una pluralidad de conexiones de usuario final, cuyo sistema comprende:
un primer procesador que incluye un controlador de acceso de medio (en adelante MAC) configurado para encaminar dichos paquetes de datos a conexiones de usuario final especificadas;
un coprocesador que incluye
un módulo de almacenamiento de memoria provisional configurado para recibir y clasificar dicha pluralidad de paquetes de datos de dicha memoria de almacenamiento provisional.
un módulo de actualización de memoria de almacenamiento provisional configurado para añadir reglajes de control a dicha pluralidad de paquetes de datos en dicha memoria de almacenamiento provisional,
un módulo de interfaz configurado para transmitir dicha pluralidad de paquetes de datos de dicha memoria de almacenamiento provisional a un módem, en donde dicha transmisión ocurre durante dicho período predeterminado.
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39. El sistema de la cláusula 38, en donde dicho módulo de almacenamiento de memoria provisional clasifica dicha pluralidad de paquetes de datos de dicha memoria de almacenamiento provisional de acuerdo con un tipo de ráfaga en relación de asociación con cada uno de dicha pluralidad de paquetes de datos, en donde un tipo de ráfaga es cualquier combinación de un tipo de modulación y un tipo de FEC.
40. El sistema de la cláusula 38, en el que dicho período predeterminado es de quinientos microsegundos.
41. El sistema de la cláusula 38, en el que dicho período predeterminado es de un milisegundo.
42. El sistema de la cláusula 38, en el que dicho período predeterminado es de dos milisegundos.
43. El sistema de la cláusula 38, en el que dicho período predeterminado está comprendido entre 250 microsegundos y 20 milisegundos.
44. El sistema de la cláusula 38, en el que dicho tramo de FDD que comprendía además una parte de enlace ascendente y dicho módulo de interfaz está configurado para recibir dicha parte de enlace ascendente de dicho tramo de datos de dicho módem, en donde dicha recepción ocurre durante dicho período predeterminado.
45. El sistema de la cláusula 38, en donde dicho tramo de TDD que comprendía además una parte de enlace ascendente y dicho módulo de interfaz está configurado para recibir dicha parte de enlace ascendente de dicho tramo de datos de dicho módem, en donde dicha recepción ocurre durante un segundo período predeterminado, de tal manera que dicho período predeterminado y dicho segundo período predeterminado no se solapan.
46. El sistema de la cláusula 38, en el que dichos reglajes de control podrían comprender un tipo de modulación. un tipo de FEC, una señalización de CONEXIÓN/DESCONEXIÓN de cifrado, una clave de cifrado, un número de clave, e información de control de módem específica para cada CPE destinado a recibir una parte de dicha pluralidad de paquetes de datos en dicha parte de enlace descendente de dicho tramo de datos.
47. El sistema de la cláusula 38, en donde dicho sistema comprende además: un módulo de calidad de servicio (en adelante QoS) configurado para enviar dicha pluralidad de paquetes de datos a dicho coprocesador, en donde dicho coprocesador solicita cada uno de dichos paquetes de datos de dicho QoS; dicho QoS prioriza dicha pluralidad de paquetes de datos de acuerdo con un criterio predeterminado antes de enviar cada uno de dichos paquetes de datos a dicho coprocesador.
48. El sistema de la cláusula 38, en donde dicho sistema comprende además un módulo de decisión configurado para determinar si dicha memoria de almacenamiento provisional contiene datos para llenar dicha parte de enlace descendente de dicho tramo de datos mediante una sustracción iterativa de una cantidad de ancho de banda de enlace descendente requerido por cada uno de dichos paquetes de datos entrantes, en cada uno de dicho tipo de ráfaga específico de CPE, de una cantidad total de ancho de banda de enlace descendente disponible, en donde un tipo de ráfaga es cualquier combinación de un tipo de modulación y un tipo de FEC.
49. Un método de construir un tramo de datos con una pluralidad de paquetes de datos, cuyo tramo de datos comprende una parte de enlace descendente y una parte de enlace ascendente que tienen un período predeterminado, para uso en un sistema de comunicaciones que tiene una estación de base y una pluralidad de equipos locales del cliente (en adelante CPE) estando acoplado cada uno de dicha pluralidad de CPE a una pluralidad de conexiones de usuario final, incluyendo dicha estación de base un procesador de MAC y un coprocesador de MAC, cuyo coprocesador de MAC realiza las etapas de:
(a) disponer paquetes de datos entrantes de acuerdo con un orden de prioridad predeterminado,
(b) recibir en dicho coprocesador de MAC uno de dicha pluralidad de paquetes de datos correspondiente a uno de dicha pluralidad de CPE de acuerdo con dicho orden de prioridad predeterminado,
(c) clasificar dicha pluralidad de paquetes de datos de acuerdo con un tipo de ráfaga y guardar dicho uno de entre dicha pluralidad de paquetes de datos en una memoria de almacenamiento provisional,
(d) determinar si dicho tiempo de salida de período predeterminado ha transcurrido, en donde en respuesta a dicha determinación de que ha transcurrido dicho tiempo de salida de período predeterminado, saltarse la etapa (e) e ir directamente a la etapa (f),
(e) determinar si dicha memoria de almacenamiento provisional contiene suficientes de dicha pluralidad de paquetes de datos para llenar dicha parte de enlace descendente de dicho tramo de datos, en donde, en respuesta a dicha determinación de que dicha memoria de almacenamiento provisional no contiene suficientes de dicha pluralidad de paquetes de datos para llenar dicha parte de enlace descendente de dicho tramo de datos, repetir el proceso desde la etapa (a), de lo contrario continuar a la etapa (f),
(f) transferir a un módem el contenido de dicha memoria de almacenamiento provisional.
50. El método de la cláusula 49, en donde dicho tipo de ráfaga es cualquier combinación de un tipo de modulación y un tipo de FEC.
51. El método de la cláusula 49, en el dicho período predeterminado es de quinientos microsegundos.
52. El método de la cláusula 49, en el dicho período predeterminado es de un milisegundo.
53. El método de la cláusula 49, en el dicho período predeterminado es de dos milisegundos.
54. El método de la cláusula 49, en el dicho período predeterminado está comprendido entre 250 microsegundos y 20 milisegundos.
55. El método de la cláusula 49, en donde dicho módulo de decisión determina si dicha memoria de almacenamiento provisional contiene datos para llenar dicha parte de enlace descendente de dicho tramo de datos mediante una sustracción iterativa de una cantidad de ancho de banda de enlace descendente requerida por cada uno de dichos paquetes de datos entrantes, en cada uno de dicho tipo de ráfaga específico de CPE, de una cantidad total de ancho de banda de enlace descendente disponible.
56. Un sistema para transmitir al menos una parte de un tramo de datos de enlace ascendente en un sistema de comunicaciones inalámbricas, cuyo tramo de datos tiene una pluralidad de paquetes de datos y tiene un período predeterminado, teniendo dicho sistema de comunicaciones una estación de base y una pluralidad de equipos locales del cliente (en adelante CPE), estando acoplado cada uno de dicha pluralidad de CPE a una pluralidad de conexiones de usuario final, cuyo sistema comprende:
un procesador dispuesto en dicha estación de base que incluye un controlador de acceso de medio (en adelante MAC) configurado para asignar una parte específica de una parte de enlace ascendente de dicho tramo de datos a un CPE específico para transmitir un mapa de enlaces ascendentes que indica dicha asignación a dicho CPE
específico;
una memoria de almacenamiento provisional de datos de enlace ascendente configurada para guardar datos de enlace ascendente recibidos de dicha pluralidad de conexiones de usuario final acoplada a dicho CPE específico,
un coprocesador dispuesto en dicho CPE específico configurado para asignar dicha parte asignada de dicho tramo de datos entre una pluralidad de conexiones de usuario final acopladas a dicho CPE específico, cuyo coprocesador comprende
una tabla de consulta configurada para guardar parámetros de prioridad correspondientes a cada una de dicha pluralidad de conexiones de usuario final acopladas a dicho CPE específico,
un módulo de priorización configurado para priorizar dichos datos de enlace ascendente de dicha memoria de almacenamiento provisional de datos de enlace ascendente de acuerdo con dichos parámetros de prioridad correspondientes a cada una de dicha pluralidad de conexiones de usuario final conectadas a dicho CPE específico,
un módulo de decisión configurado para recibir dicho mapa de enlaces ascendentes de dicho primer procesador y determinar, de acuerdo con dicho mapa de enlaces ascendentes recibido, cuándo se debe enviar una ráfaga de datos a dicha estación de base, en donde dicha ráfaga de datos contiene datos extraídos de dicha memoria de almacenamiento provisional de datos de enlace ascendente en un orden determinado por dicho módulo de priorización.
57. El sistema de la cláusula 56, en el que dicho coprocesador transmite una solicitud de ancho de banda a dicho procesador.
58. El sistema de la cláusula 57, en donde dicha solicitud de ancho de banda se transmite a dicho procesador en el caso en que dicha parte asignada de dicho mapa de enlaces ascendentes no es suficientemente larga para transmitir todos los datos de enlace ascendente mencionados actualmente guardados en dicha memoria de almacenamiento provisional de datos de enlace ascendente.
59. El sistema de la cláusula 57, en donde dicha solicitud de ancho de banda se transmite durante una parte de ranura de contención de solicitud de ancho de banda de dicha parte de enlace ascendente de dicho tramo de datos.
60. El sistema de la cláusula 57, en donde dicha solicitud de ancho de banda se transmite durante una parte de dicha parte de enlace ascendente de dicho tramo datos asignado a un segundo CPE específico.
61. El sistema de la cláusula 56, en el que dicha ráfaga de datos comprende un bit de "poll-me". configurándose dicho bit de "poll-me" de tal manera que dicho MAC solicite a dicho CPE específico con una petición de ancho de banda.
62. El sistema de la cláusula 56, en el que dicho coprocesador podría realizar cualquier combinación de empaquetado, compresión de encabezamiento de carga de pago, y fragmentación sobre dicho tren de ráfagas.
63. El sistema de la cláusula 56, en el que dicho módulo de decisión determina cuántos datos cabrán en dicha ráfaga de datos de tal manera que dicha ráfaga de datos se pueda transmitir durante dicha parte asignada de dicho tramo de datos de enlace ascendente; dicha determinación se hace con respecto a un tipo de modulación de dicho CPE específico.
64. Un método de transmitir al menos una parte de un tramo de datos de enlace ascendente en un sistema de comunicaciones inalámbricas, cuyo tramo de datos tiene una pluralidad de paquetes de datos y tiene un período predeterminado, teniendo dicho sistema de comunicaciones una estación de base y una pluralidad de equipos locales del cliente (en adelante CPE), estando acoplado cada uno de dicha pluralidad de CPE a una pluralidad de conexiones de usuario final, cuyo método comprende:
transmitir desde dicha estación de base a un CPE específico un mapa de enlaces ascendentes que indica una parte asignada de dicho tramo de datos de enlace ascendente asignados a dicho CPE específico,
cuyo CPE realiza las etapas de
guardar una pluralidad de datos de enlace ascendente recibidos de dicha pluralidad de conexiones de usuario final acopladas a dicho CPE específico de una memoria de almacenamiento provisional de datos de enlace ascendente,
recibir de dicha estación de base dicho mapa de enlaces ascendentes,
priorizar dichos datos de enlace ascendente en dicha memoria de almacenamiento provisional de datos de enlace ascendente de acuerdo con un parámetro de prioridad correspondiente a cada una de dicha pluralidad de conexiones de usuario final,
asignar cada parte asignada de dicho tramo de datos entre una pluralidad de conexiones de usuario final acopladas a dicho CPE específico,
determinar un tiempo de transmisión, de acuerdo con dicho mapa de enlaces ascendentes recibido, cuando una ráfaga de datos se debería enviar a dicha estación de base, en donde dicha ráfaga de datos contiene datos extraídos de dicha memoria de almacenamiento provisional de datos de enlace ascendente en un orden determinado por dicha priorización,
transmitir dicha ráfaga de datos en dicho tiempo de transmisión.
65. El método de la cláusula 64, que comprende además transmitir una solicitud de ancho de banda a dicha estación de base.
66. El método de la cláusula 65, en el que dicha solicitud de ancho de banda se transmite en el caso de que dicha parte asignada de dicho mapa de enlaces ascendentes no sea suficientemente larga para transmitir todos los datos de enlace ascendente mencionados guardados actualmente en dicha memoria de almacenamiento provisional de datos de enlace ascendente.
67. El método de la cláusula 65, en el que dicha solicitud de ancho de banda se transmite durante una parte de ranura de contención de solicitud de ancho de banda de dicha parte de enlace ascendente de dicho tramo de datos.
68. El método de la cláusula 65, en el que dicha solicitud de ancho de banda se transmite durante una parte de dicha parte de enlace ascendente de dicho tramo de datos asignado a un segundo CPE específico.
69. El método de la cláusula 64, en el que dicha ráfaga de datos comprende un bit de "poll-me"; dicho bit de "poll-me" se configura, de tal manera que dicho MAC interrogue a dicho CPE específico con una petición de ancho de banda.
70. El método de la cláusula 64, en el que dicho coprocesador podría realizar cualquier combinación de empaquetado, compresión de encabezamiento de carga de pago, y fragmentación sobre dicha ráfaga de datos.
71. El método de la cláusula 64, que comprende además la etapa de determinar cuántos datos cabrán en dicha ráfaga de datos de tal manera que dicha ráfaga de datos se pueda transmitir durante dicha parte asignada de dicho tramo de datos de enlace ascendente; dicha determinación se hace con respecto a un tipo de modulación de dicho CPE específico.

Claims (28)

1. Un aparato para construir un tramo de datos (200) para comunicación sobre un enlace ascendente entre un equipo de locales del cliente (en adelante CPE) y una estación de base (104), cuyo tramo de datos tiene un período predeterminado y comprende una parte de enlace ascendente (320), estando destinado dicho aparato a dar servicio a una o más conexiones, cuyo aparato comprende:
un procesador (462) que ejecuta un módulo de control de acceso de medio (en adelante MAC) configurado para establecer el enlace ascendente, y
un módulo (450) de coprocesador de control de acceso de medio acoplado al módulo (454) de control de acceso de medio, cuyo módulo (450) de coprocesador de control de acceso de medio incluye:
una memoria de almacenamiento provisional (456) de datos de enlace ascendente configurada para guardar datos de enlace ascendente recibidos de una o más de las conexiones;
una tabla de consulta (454) configurada para guardar parámetros de prioridad correspondientes a cada una de las conexiones; y
un coprocesador (452) de control de acceso de medio configurado para determinar una asignación de ancho de banda de enlace ascendente asignada al equipo (110) de locales del cliente por la estación de base (104) para ajustar los datos de enlace ascendente guardados a la asignación de ancho de banda de acuerdo con los parámetros de prioridad guardados para las conexiones correspondientes.
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2. Un aparato según la reivindicación 1, en el que el módulo (450) de coprocesador de control de acceso de medio está configurado para hacer una solicitud para ancho de banda de enlace ascendente desde la estación de base sobre una base por conexión, y para ajustar los datos de enlace ascendente a la asignación de ancho de banda sobre una base que podría ser diferente de la base para la solicitud.
3. Un aparato según las reivindicaciones 1 ó 2, en el que los datos de enlace ascendente guardados en la memoria (456) de almacenamiento provisional de datos se indizan de acuerdo con la identificación de conexión.
4. Un aparato según la reivindicación 3, en el que el módulo (450) de coprocesador de control de acceso de medio está configurado para mantener una cuenta en tiempo real de los datos de enlace ascendente guardados en la memoria (456) de almacenamiento provisional de datos para cada conexión.
5. Un aparato según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el que el módulo (450) de coprocesador de control de acceso de medio está configurado para ajustar los datos de enlace ascendente guardados a la asignación de ancho de banda que tiene en cuenta la cantidad de datos por conexión y los parámetros de prioridad guardados.
6. Un aparato según la reivindicación 5, en el que el módulo (450) de coprocesador de control de acceso de medio está configurado para iniciar una solicitud de ancho de banda si hay un ancho de banda insuficiente en la asignación de ancho de banda para acomodar los datos guardados en la memoria de almacenamiento provisional (456) de datos de enlace ascendente.
7. Un aparato según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en el que el módulo (450) de coprocesador de control de acceso de medio está configurado para clasificar los datos y agrupar juntos los paquetes de datos de la memoria de almacenamiento provisional (456) de datos de enlace ascendente de conexiones específicas.
8. Un aparato según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en el que el módulo (450) de coprocesador de control de acceso de medio está configurado para clasificar una serie de indicadores que marcan la ubicación de los datos guardados en la memoria de almacenamiento provisional (456) de datos de enlace ascendente, y para construir una ráfaga de datos usando los indicadores pata ubicar los datos correspondientes a conexiones seleccionadas.
9. Un aparato según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, en el que el módulo (450) de coprocesador de control de acceso de medio está configurado para realizar cualquiera de las operaciones de empaquetado, supresión de encabezamiento de carga de pago, y fragmentación de datos.
10. Un aparato según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en el que el procesador (462) es un núcleo de procesador estándar en un circuito integrado específico de aplicación (en adelante ASIC) y el módulo de control de acceso de medio es software.
11. Un aparato según la reivindicación 10, en el que el módulo (450) de coprocesador de control de acceso de medio se ha implementado en el ASIC como una combinación de núcleo de procesador estándar y de circuitos lógicos personalizados.
12. Un aparato según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, en el que los parámetros de prioridad incluyen parámetros de calidad de servicio (QoS).
13. Un aparato según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, en el que el módulo (450) de coprocesador de control de acceso de medio está configurado para insertar encabezamientos de control de acceso de medio en la ráfaga de datos.
14. Un método de crear un tramo de datos para su transmisión sobre un enlace de comunicaciones inalámbricas desde un equipo de locales del cliente (en adelante CPE) a una estación de base (104) cuyo método comprende:
en un procesador (462) que ejecuta un módulo (464) de software de control de acceso de medio, establecer una conexión de acceso de medio a la estación de base (104) y determinar un modo de comunicación física para uso sobre el enlace de comunicaciones inalámbricas, en donde el modo de comunicación física determina una tasa de datos a la que se van a transferir los datos sobre el enlace de comunicaciones inalámbricas; y
en un módulo (450) de coprocesador de control de acceso de medio acoplado al módulo (464) de control de acceso de medio;
usar un mapa de enlaces ascendentes recibido sobre el enlace de comunicación inalámbrica para determinar una asignación de ancho de banda de enlace ascendente;
ajustar los datos de enlace ascendente de una o más conexiones a la asignación de ancho de banda de enlace ascendente de acuerdo con parámetros de prioridad en relación de asociación con cada una de las conexiones; y
construir una ráfaga de datos que contenga los datos ajustados para su transmisión sobre el enlace de comunicaciones inalámbricas.
15. Un método según la reivindicación 14, en el que el módulo (450) de coprocesador de control de acceso de medio hace una solicitud de ancho de banda de enlace ascendente a la estación de base (104) sobre una base por conexión, y en respuesta a dicha solicitud, el módulo (450) de coprocesador de control de acceso de medio recibe la asignación de ancho de banda de enlace ascendente y ajusta los datos de enlace ascendente a la asignación de ancho de banda de enlace ascendente recibida sobre una base que podría ser diferente de la contenida en la solicitud de ancho de banda de enlace ascendente.
16. Un método según las reivindicaciones 14 ó 15, en el que el módulo (450) de coprocesador de control de acceso de medio guarda los datos de enlace ascendente indizados de acuerdo con la identificación de conexión de la conexión correspondiente.
17. Un método según la reivindicación 16, en el que el módulo (450) de coprocesador de control de acceso de medio mantiene una cuenta en tiempo real de los datos de enlace ascendente guardados para cada conexión de usuario.
18. Un método según una cualquiera de las reivindicaciones 14 a 17, en el que el módulo (450) de coprocesador de control de acceso de medio ajusta los datos de enlace ascendente a la asignación de ancho de banda teniendo en cuenta la cantidad de datos por conexión y los parámetros de prioridad.
19. Un método según la reivindicación 18, en el que el módulo (450) de coprocesador de control de acceso de medio inicia una solicitud de ancho de banda cuando hay un ancho de banda insuficiente en la asignación de ancho de banda para acomodar los datos guardados en una memoria de almacenamiento provisional (456) de datos de enlace ascendente.
20. Un método según una cualquiera de las reivindicaciones 14 a 19, en el que el módulo (450) de coprocesador de control de acceso de medio clasifica los datos contenidos en una memoria de almacenamiento provisional (456) de las una o más conexiones y agrupa juntos los paquetes de datos de conexiones específicas para facilitar la construcción de una ráfaga de datos de conexiones seleccionadas.
21. Un método según una cualquiera de las reivindicaciones 14 a 20, en el que el módulo (450) de coprocesador de control de acceso de medio clasifica una serie de indicadores que marcan la ubicación de los datos guardados en una memoria de almacenamiento provisional (456) de datos de enlace ascendente, y construye una ráfaga de datos usando los indicadores para ubicar los datos correspondientes a las conexiones seleccionadas.
22. Un método según una cualquiera de las reivindicaciones 14 a 21, en el que el módulo (450) de coprocesador de control de acceso de medio hace una solicitud de ancho de banda "robando" el ancho de banda de una solicitud procedente de otra conexión que tiene prioridad inferior.
23. Un método según una cualquiera de las reivindicaciones 14 a 22, en el que el módulo (450) de coprocesador de control de acceso de medio hace una solicitud de ancho de banda en el caso de que la asignación de ancho de banda no sea suficiente para transmitir todos loa datos de enlace ascendente actualmente guardados.
24. Un método según una cualquiera de las reivindicaciones 14 a 23, en el que el módulo (450) de coprocesador de control de acceso de medio realiza cualquiera de las operaciones de empaquetado, compresión de encabezamiento de carga de pago, y fragmentación sobre la ráfaga de datos.
25. Un método según una cualquiera de las reivindicaciones 14 a 24, en el que los datos de enlace ascendente se reciben usando circuitos lógicos personalizados y la ráfaga de datos se crea usando circuitos lógicos personalizados.
26. Un método según una cualquiera de las reivindicaciones 14 a 25, en el que los parámetros de prioridad incluyen parámetros de calidad de servicio (QoS).
27. Un método según una cualquiera de las reivindicaciones 14 a 25, en el que el módulo (450) de coprocesador de control de acceso de medio inserta encabezamientos de control de acceso de medio en la ráfaga de datos.
28. Un método según una cualquiera de las reivindicaciones 14 a 27, que comprende además la etapa de guardar datos de enlace ascendente de una o más conexiones.
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Families Citing this family (88)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FI110153B (fi) 2000-05-12 2002-11-29 Nokia Corp Menetelmä langattoman verkon radiokanavien jakamiseksi
US7346347B2 (en) 2001-01-19 2008-03-18 Raze Technologies, Inc. Apparatus, and an associated method, for providing WLAN service in a fixed wireless access communication system
US7173916B2 (en) 2001-01-19 2007-02-06 Raze Technologies, Inc. Wireless access system using multiple modulation formats in TDD frames and method of operation
US7230931B2 (en) * 2001-01-19 2007-06-12 Raze Technologies, Inc. Wireless access system using selectively adaptable beam forming in TDD frames and method of operation
KR100499472B1 (ko) * 2000-12-06 2005-07-07 엘지전자 주식회사 순방향 링크에서의 적응 어레이를 이용한 빔포밍 시스템
US6973061B2 (en) * 2001-03-16 2005-12-06 Motorola, Inc Method and apparatus for sorting packets in a communication system
US6807426B2 (en) * 2001-04-12 2004-10-19 Qualcomm Incorporated Method and apparatus for scheduling transmissions in a communication system
US6839808B2 (en) * 2001-07-06 2005-01-04 Juniper Networks, Inc. Processing cluster having multiple compute engines and shared tier one caches
DE10147773A1 (de) * 2001-09-27 2003-04-17 Siemens Ag Verfahren zur Übermittlung komprimierter Daten in paketorientierten Netzwerken
US7426744B2 (en) * 2001-09-27 2008-09-16 Broadcom Corporation Method and system for flexible channel association
US7359348B2 (en) * 2001-09-28 2008-04-15 Hitachi Kokusai Electric Inc. Wireless communications system
US7200125B2 (en) * 2001-10-12 2007-04-03 Nortel Networks Limited Method and apparatus for differentiated communications in a wireless network
US7304939B2 (en) * 2001-12-03 2007-12-04 Nortel Networks Limited Communication using simultaneous orthogonal signals
US7512650B2 (en) * 2002-01-11 2009-03-31 Thomson Licensing Physical layer recovery in a streaming data delivery system
US20040204105A1 (en) * 2002-05-24 2004-10-14 Ying-Chang Liang Method and apparatus for a base station with multiple distributed antennas to communicate with mobile stations
US7660344B2 (en) * 2002-06-28 2010-02-09 Bwa Technology, Inc. AGC fine-tuning by the adaptive time domain equalizer
US7072296B2 (en) * 2002-08-02 2006-07-04 Nms Communications Corporation Methods and apparatus for network signal aggregation and bandwidth reduction
AU2003290550A1 (en) * 2002-10-29 2004-05-25 Arkados, Inc.United States Of America Highly programmable mac architecture for handling protocols that require precision timing and demand very short response times
US8036200B2 (en) * 2003-01-21 2011-10-11 Avaya Inc. Efficient polled frame exchange on a shared-communications channel
KR100605813B1 (ko) * 2003-02-28 2006-08-01 삼성전자주식회사 초 광대역 통신시스템에서 헤더정보 전송장치 및 방법
CN100411317C (zh) * 2003-07-08 2008-08-13 联想(北京)有限公司 一种提高无线网络信道传输效率的方法
TWI228008B (en) * 2003-07-15 2005-02-11 Benq Corp Method for transmitting data in radio access network
US7567559B2 (en) * 2003-09-30 2009-07-28 Intel Corporation Device, system and method for data transfer optimization
US7778225B2 (en) * 2003-10-08 2010-08-17 Research In Motion Limited Method and apparatus for dynamic packet transport in CDMA2000 networks
KR100582575B1 (ko) * 2003-10-27 2006-05-23 삼성전자주식회사 멀티 프레임을 이용한 무선 통신 시스템의 데이터 전송방법
EP1528702B1 (en) * 2003-11-03 2008-01-23 Broadcom Corporation FEC (forward error correction) decoding with dynamic parameters
US8488457B2 (en) * 2003-11-14 2013-07-16 Interdigital Technology Corporation Wireless communication method and apparatus for transferring buffered enhanced uplink data from a mobile station to a node-B
US7512089B2 (en) * 2003-11-21 2009-03-31 Samsung Electronics Co., Ltd. MAC layer protocol for a wireless DSL network
KR100592907B1 (ko) * 2003-12-22 2006-06-23 삼성전자주식회사 큐오에스를 향상시키기 위한 무선 인터넷 단말 장치 및패킷 전송 방법
US20050159162A1 (en) * 2004-01-20 2005-07-21 Samsung Electronics Co., Ltd. Method for transmitting data in mobile communication network
US8040834B2 (en) * 2004-03-31 2011-10-18 Interdigital Technology Corporation Wireless communication method and apparatus for reporting traffic volume measurement information to support enhanced uplink data transmissions
US20050243857A1 (en) * 2004-04-30 2005-11-03 Padcom, Inc. Simultaneously routing data over multiple wireless networks
US7672268B2 (en) 2004-06-18 2010-03-02 Kenneth Stanwood Systems and methods for implementing double wide channels in a communication system
US7463611B2 (en) * 2004-07-15 2008-12-09 Atheros Communications, Inc. Efficient data transmission by data aggregation
KR20060011226A (ko) * 2004-07-29 2006-02-03 엘지전자 주식회사 이동통신 시스템에서 멀티캐스트 및 방송 서비스를 위한핸드오버 지원방법
US20060159125A1 (en) * 2005-01-14 2006-07-20 At&T Corp System and method for providing central office equipment for high bandwidth communications
US20060176966A1 (en) * 2005-02-07 2006-08-10 Stewart Kenneth A Variable cyclic prefix in mixed-mode wireless communication systems
US8031583B2 (en) * 2005-03-30 2011-10-04 Motorola Mobility, Inc. Method and apparatus for reducing round trip latency and overhead within a communication system
US8027289B2 (en) * 2005-04-27 2011-09-27 Raytheon Bbn Technologies Corp. Ultra-low latency packet transport in ad hoc networks
US7583726B2 (en) * 2005-09-20 2009-09-01 Tyco Safety Products Canada Ltd. Frequency shift keying (FSK) data communications using voice modem
US20090190570A1 (en) * 2005-11-07 2009-07-30 Agency For Science, Technology And Research Methods and Device for Transmitting Data from a First Communication Device to a Second Communication Device
CN100551119C (zh) * 2005-11-11 2009-10-14 上海贝尔阿尔卡特股份有限公司 无线单跳自回传网络中用于带宽分配的方法和基站
US8265076B2 (en) * 2006-01-20 2012-09-11 Cisco Technology, Inc. Centralized wireless QoS architecture
US7720094B2 (en) * 2006-02-21 2010-05-18 Verso Backhaul Solutions, Inc. Methods and apparatus for low latency signal aggregation and bandwidth reduction
US8325670B2 (en) * 2006-03-31 2012-12-04 Nextel Communications, Inc. Method, apparatus and computer-readable medium for asymmetric frequency division duplexing operation
WO2007127948A2 (en) 2006-04-27 2007-11-08 Sirit Technologies Inc. Adjusting parameters associated with leakage signals
US7756134B2 (en) 2006-05-02 2010-07-13 Harris Corporation Systems and methods for close queuing to support quality of service
US20070258459A1 (en) * 2006-05-02 2007-11-08 Harris Corporation Method and system for QOS by proxy
US7894509B2 (en) * 2006-05-18 2011-02-22 Harris Corporation Method and system for functional redundancy based quality of service
US8516153B2 (en) 2006-06-16 2013-08-20 Harris Corporation Method and system for network-independent QoS
US20070291767A1 (en) * 2006-06-16 2007-12-20 Harris Corporation Systems and methods for a protocol transformation gateway for quality of service
US7856012B2 (en) 2006-06-16 2010-12-21 Harris Corporation System and methods for generic data transparent rules to support quality of service
US7990860B2 (en) 2006-06-16 2011-08-02 Harris Corporation Method and system for rule-based sequencing for QoS
US8064464B2 (en) 2006-06-16 2011-11-22 Harris Corporation Method and system for inbound content-based QoS
US7916626B2 (en) 2006-06-19 2011-03-29 Harris Corporation Method and system for fault-tolerant quality of service
US8730981B2 (en) 2006-06-20 2014-05-20 Harris Corporation Method and system for compression based quality of service
US7769028B2 (en) 2006-06-21 2010-08-03 Harris Corporation Systems and methods for adaptive throughput management for event-driven message-based data
US9143585B2 (en) * 2006-07-07 2015-09-22 Wi-Lan Inc. Method and system for generic multiprotocol convergence over wireless air interface
US20080025196A1 (en) * 2006-07-25 2008-01-31 Jeyhan Karaoguz Method and system for providing visually related content description to the physical layer
US8300653B2 (en) 2006-07-31 2012-10-30 Harris Corporation Systems and methods for assured communications with quality of service
US20100238801A1 (en) * 2006-07-31 2010-09-23 Smith Donald L Method and system for stale data detection based quality of service
US8400998B2 (en) 2006-08-23 2013-03-19 Motorola Mobility Llc Downlink control channel signaling in wireless communication systems
US8396013B2 (en) * 2006-09-11 2013-03-12 Qualcomm Incorporated Method and apparatus for supporting half-duplex terminals in an asynchronous mode
US20080151833A1 (en) * 2006-12-20 2008-06-26 Motorola, Inc. Method and apparatus for distributed bandwidth assignment in mesh backhaul networks
TWI343731B (en) * 2006-12-29 2011-06-11 Ind Tech Res Inst Subscriber of wireless system and operation method thereof
US8248212B2 (en) 2007-05-24 2012-08-21 Sirit Inc. Pipelining processes in a RF reader
WO2009003392A1 (fr) * 2007-07-02 2009-01-08 Huawei Technologies Co., Ltd. Procédé de demande de largeur de bande et station relais
US20090094356A1 (en) * 2007-10-09 2009-04-09 Nokia Corporation Associating Physical Layer Pipes and Services Through a Program Map Table
US8155032B2 (en) * 2007-11-16 2012-04-10 Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) Adaptive scheduling for half-duplex wireless terminals
US7843943B2 (en) * 2007-11-21 2010-11-30 Nokia Corporation Differentiation for bandwidth request contention
US20100296450A1 (en) * 2008-01-04 2010-11-25 Antonella Faniuolo Transmission methods, network equipment, user equipment and telecommunication system
US8427316B2 (en) 2008-03-20 2013-04-23 3M Innovative Properties Company Detecting tampered with radio frequency identification tags
US8446256B2 (en) 2008-05-19 2013-05-21 Sirit Technologies Inc. Multiplexing radio frequency signals
US8291130B2 (en) * 2008-05-27 2012-10-16 Fujitsu Semiconductor Limited Aligning protocol data units
US20090323585A1 (en) * 2008-05-27 2009-12-31 Fujitsu Limited Concurrent Processing of Multiple Bursts
WO2009145587A2 (en) * 2008-05-29 2009-12-03 Lg Electronics Inc. Method of encrypting control signaling
US8169312B2 (en) 2009-01-09 2012-05-01 Sirit Inc. Determining speeds of radio frequency tags
US8416079B2 (en) 2009-06-02 2013-04-09 3M Innovative Properties Company Switching radio frequency identification (RFID) tags
KR101174406B1 (ko) * 2010-04-14 2012-08-16 전자부품연구원 환경 에너지 획득 기반 센서네트워크를 위한 저전력 mac 통신 방법
US8842535B2 (en) * 2010-08-03 2014-09-23 Apple Inc. Method and apparatus for radio link control during network congestion in a mobile wireless device
US10062025B2 (en) 2012-03-09 2018-08-28 Neology, Inc. Switchable RFID tag
JP5877120B2 (ja) * 2012-05-10 2016-03-02 オリンパス株式会社 無線通信装置、無線通信システム、無線通信方法、及びプログラム
WO2014131018A1 (en) * 2013-02-25 2014-08-28 Zte (Usa) Inc. Method and apparatus of downstream forward error correction on-off control in xg-pon1 and ng-pon2 twdm-pon systems
US10090962B2 (en) * 2013-10-01 2018-10-02 Zte Corporation In-band signaling for reconfiguring software defined optics
US10432680B2 (en) 2015-06-02 2019-10-01 Sony Corporation System time frequency and time information
US10044459B2 (en) * 2015-11-04 2018-08-07 Qualcomm Incorporated Uplink control signaling on a shared communication medium
US10104677B2 (en) * 2017-03-13 2018-10-16 Microsoft Technology Licensing, Llc Code shortening at a secondary station
EP3457645A1 (en) * 2017-09-18 2019-03-20 Siemens Aktiengesellschaft Scheduling of data traffic

Family Cites Families (31)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3949404A (en) 1974-12-19 1976-04-06 Nasa Highly efficient antenna system using a corrugated horn and scanning hyperbolic reflector
US4495619A (en) 1981-10-23 1985-01-22 At&T Bell Laboratories Transmitter and receivers using resource sharing and coding for increased capacity
US5297144A (en) 1991-01-22 1994-03-22 Spectrix Corporation Reservation-based polling protocol for a wireless data communications network
EP0587620B1 (en) 1991-06-03 1998-01-07 BRITISH TELECOMMUNICATIONS public limited company Radio system
JP2526496B2 (ja) 1993-07-21 1996-08-21 日本電気株式会社 移動通信システム
US6088590A (en) 1993-11-01 2000-07-11 Omnipoint Corporation Method and system for mobile controlled handoff and link maintenance in spread spectrum communication
US5420851A (en) 1993-11-24 1995-05-30 At&T Corp. Method of multiple access
US5511082A (en) 1994-05-10 1996-04-23 General Instrument Corporation Of Delaware Punctured convolutional encoder
EP0709982B1 (en) * 1994-10-26 2004-06-30 International Business Machines Corporation Medium access control scheme for wireless LAN using a variable length interleaved time division frame
US6006069A (en) 1994-11-28 1999-12-21 Bosch Telecom Gmbh Point-to-multipoint communications system
US5638374A (en) 1995-03-15 1997-06-10 Hughes Electronics Enhanced transaction reservation
US5675573A (en) 1995-03-22 1997-10-07 Lucent Technologies Inc. Delay-minimizing system with guaranteed bandwidth delivery for real-time traffic
US5959980A (en) 1995-06-05 1999-09-28 Omnipoint Corporation Timing adjustment control for efficient time division duplex communication
US5638371A (en) * 1995-06-27 1997-06-10 Nec Usa, Inc. Multiservices medium access control protocol for wireless ATM system
US5890055A (en) 1995-07-28 1999-03-30 Lucent Technologies Inc. Method and system for connecting cells and microcells in a wireless communications network
US5615212A (en) 1995-09-11 1997-03-25 Motorola Inc. Method, device and router for providing a contention-based reservation mechanism within a mini-slotted dynamic entry polling slot supporting multiple service classes
US6038455A (en) 1995-09-25 2000-03-14 Cirrus Logic, Inc. Reverse channel reuse scheme in a time shared cellular communication system
US5768254A (en) 1995-09-29 1998-06-16 Lucent Technologies Inc. Multiple access cellular communication with signal cancellation to reduce co-channel interference
US5751708A (en) 1995-10-25 1998-05-12 Lucent Technologies Inc. Access method for broadband and narrowband networks
US5936949A (en) * 1996-09-05 1999-08-10 Netro Corporation Wireless ATM metropolitan area network
US5859619A (en) 1996-10-22 1999-01-12 Trw Inc. Small volume dual offset reflector antenna
US6016313A (en) 1996-11-07 2000-01-18 Wavtrace, Inc. System and method for broadband millimeter wave data communication
JPH1173408A (ja) * 1997-08-29 1999-03-16 Internatl Business Mach Corp <Ibm> 演算処理システム及び演算処理方法
US6167032A (en) * 1997-11-07 2000-12-26 International Business Machines Corporation System and method for avoiding host transmit underruns in a communication network
US6016311A (en) 1997-11-19 2000-01-18 Ensemble Communications, Inc. Adaptive time division duplexing method and apparatus for dynamic bandwidth allocation within a wireless communication system
US6229817B1 (en) * 1997-12-18 2001-05-08 Advanced Micro Devices, Inc. System and method for programming late collision slot time
US6345310B1 (en) * 1998-07-28 2002-02-05 International Business Machines Corporation Architecture for a multiple port adapter having a single media access control (MAC) with a single I/O port
GB2341059A (en) * 1998-08-28 2000-03-01 Nokia Oy Ab Internet protocol flow detection
US6167029A (en) * 1998-10-13 2000-12-26 Xaqti Corporation System and method for integrated data flow control
US6212195B1 (en) * 1998-12-01 2001-04-03 3Com Corporation Telecommunication apparatus and method for forwarding packets using separate collision domains
EP1540848B1 (en) 2000-08-03 2009-02-11 Infineon Technologies AG Flexible tdma system architecture

Also Published As

Publication number Publication date
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EP1374458A1 (en) 2004-01-02
HK1110715A1 (en) 2008-07-18
DE60223663T2 (de) 2008-10-30
US6459687B1 (en) 2002-10-01
ATE443394T1 (de) 2009-10-15
WO2002071665A8 (en) 2003-12-24

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