[發明專利]用于無線通信系統中基于競爭的多接入的設備和方法

有效

• 申請號: 200780033630.7
• 申請日: 2007-08-15
• 公開（公告）號: CN101523964A
• 公開（公告）日: 2009-09-02
• 發明（設計）人: K·贊吉
• 申請（專利權）人: 艾利森電話股份有限公司
• 主分類號: H04W52/14
• 分類號: H04W52/14;H04W52/24;H04W74/08
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 柯廣華;蔣 駿

技術領域

本發明涉及無線電信系統。具體但并非限制地，本發明涉及用于 在無線通信系統中的無線、衰落、色散信道上操作的用戶終端的基于 競爭的多接入的設備和方法。

背景技術

在無線分組數據系統中，許多用戶終端(UT)可能嘗試在上行鏈 路信道上向接入點(AP)發射分組。大多數無線系統中的上行鏈路多 接入方案是基于預留的，即，想在上行鏈路上發射的每個UT必須首 先請求AP在上行鏈路上為其調度資源。一旦AP為請求UT指定了資 源，并且一旦該指定已傳送給UT，則允許UT使用該指定的資源在上 行鏈路上發射。

在一些無線系統中，UT能使用基于競爭的多接入方案(通常為時 隙Aloha方案)請求上行鏈路資源。這種方式的一個好的示例是有關上 行鏈路的WiMax(802.16)。在WiMax中，上行鏈路信道利用正交頻分 復用(OFDM)，因此上行鏈路信道被分成許多子載波。而且，在時間 域中將信道分成非重疊時隙。WiMax定義基于競爭的請求信道，其中 每個信道由M個鄰接子載波組成。假定無線信道不在這M個子信道 上改變，WiMax在每個請求信道上定義M個正交碼。利用M個正交 碼，M個UT(每一個使用這些正交碼中的不同一個)能夠在每個時 隙上同時向AP發射請求。想在該請求信道上發射的每個UT在可能 的M個碼中隨機選取一個碼，因此，有可能兩個發射UT將選取相同 的碼并且這將導致發射的分組的碰撞和丟失。

實際上，WiMax創建M個并行、基于競爭的多接入信道用于發 射請求。這些請求信道的每一個實質上實現時隙Aloha協議。每個UT 能使用這些M個并行信道之一在任何時隙任意發射分組，并且只要沒 有其他UT同時在相同時隙且在M個請求信道的相同信道上同時發 射，則請求將由AP正確接收。

基于預留的多接入方案的主要缺點是在上行鏈路信道上發射的 每個分組所產生的額外延遲。UT請求資源預留并且隨后將預留從AP 傳送到UT的過程在分組到達UT的時間和在上行鏈路上發射分組的 時間之間增加了額外延遲。

使用僅有基于競爭的請求信道(例如WiMax)的問題在于UT僅 能使用基于競爭的多接入來進行預留。該方式不允許在競爭模式中發 射實際數據分組。因此，在該方式中，由于請求資源預留和將預留傳 送回UT的過程，數據分組仍招致延遲。

WiMax中基于競爭的請求信道被設計成使得UT僅能向AP發射 信息的極少數位。在WiMax中，沒有設置基于競爭的請求信道上的 信息速率的機制，因為數據分組不在該信道上發射。

在有線線路系統中，以太網是迄今為止最常用的基于競爭的多接 入方法。以太網使用載波檢測多路訪問(CSMA)的形式，其中想發 射的每個節點首先監聽什么正在信道上發射并持續一段時間(載波檢 測)，如果該節點沒有聽到任何其他節點在發射，則它接著將在信道 上發射。不幸的是，CSMA不太適合無線應用。在無線系統中，移動 臺通常在不同頻率上發射和接收(即，聽)；因此，對于多數無線移 動臺來說，不可能監聽其他移動臺的發射。而且，由于視線和無線環 境中的其他限制，分散的移動臺有可能不能聽到向AP發射的所有其 他移動臺。AP可能能夠從給定發射移動臺接收信號，而該信號不可 在另一個移動臺處接收(由于障礙物)。這通常稱為“隱藏節點問題”， 并且它使CSMA不適合無線環境。參見D.Bertsekas和R.Gallager的 “Data?Networks”(第二版，1992，Prentice-Hall公司，新澤西)。