УПРАВЛЕНИЕ РЕСУРСАМИ ИСКАТЕЛЯ И СРЕДСТВА СЛЕЖЕНИЯ В УСТРОЙСТВЕ БЕСПРОВОДНОЙ СВЯЗИ Российский патент 2008 года по МПК H04B7/216 

I. Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится в целом к устройствам беспроводной связи (WCD), и более конкретно к такому устройству беспроводной связи (WCD), которое способно взаимодействовать с многими лучами в спутниковой или наземной системе связи.

II. Предшествующий уровень техники

Известная спутниковая система связи использует спутниковые лучи от многих спутников связи для обеспечения взаимодействия посредством сигнала связи между большим числом географически распределенных пользовательских спутниковых терминалов и многих спутниковых наземных станций, называемых шлюзами. В любое заданное время один или более спутниковых лучей от одного или более спутников освещают каждый пользовательский терминал. Типичный пользовательский терминал, также называемый здесь устройством беспроводной связи (WCD), включает в себя конечное число ресурсов средства слежения за спутниковыми лучами, называемых «отводами» приемника. Отводы приемника отслеживают сигналы связи в спутниковых лучах, освещающих устройство беспроводной связи (WCD). В типичном случае отвод отслеживает различные характеристики сигнала связи, такие как уровень энергии, сдвиг частоты, смещение кода расширения спектра, когда сигнал представляет собой сигнал с расширенным спектром, и т.д., для обеспечения возможности для устройства беспроводной связи (WCD) демодулировать и восстанавливать информацию из сигнала связи.

Относительное движение между спутниками и устройством беспроводной связи (WCD) создает динамическую среду, в которой распространяются различные спутниковые лучи, и тем самым освещают WCD с течением времени. Для того чтобы приспособиться к этой динамической среде, желательно для устройства беспроводной связи (WCD) иметь способность распределять и перераспределять конечное число отводов между различными лучами динамически, при помощи чего устройство беспроводной связи (WCD) может поддерживать взаимодействие с системой связи во времени. Другими словами, желательно для устройства беспроводной связи (WCD) быть способным назначать и переназначать различные из отводов различным спутниковым лучам во времени, так чтобы в любое заданное время отводы отслеживали один или более спутниковых лучей, освещающих устройство беспроводной связи (WCD).

Способность отвода отслеживать спутниковый луч успешно, то есть способность отвода отслеживать сигналы в пределах спутникового луча, зависит от энергии луча, когда он принимается на устройстве беспроводной связи (WCD). Например, чем больше энергия луча, тем выше способность указателя отслеживать этот луч успешно. Следовательно, желательно, чтобы устройство беспроводной связи (WCD) распределяло указатели на спутниковые лучи динамически, и так, чтобы максимизировать энергии лучей, доставляемые на отводы.

Сущность изобретения

Особенность настоящего изобретения состоит в управлении ресурсами средства слежения за спутниковым лучом, такими как отводы, в устройстве беспроводной связи (WCD), которое взаимодействует с системой беспроводной связи, такой как система спутниковой связи. Настоящее изобретение распределяет и перераспределяет отводы между различными спутниковыми лучами в системе спутниковой связи динамически, посредством чего устройство беспроводной связи (WCD) может поддерживать взаимодействие с системой спутниковой связи во времени. Другими словами, настоящее изобретение назначает и переназначает различные из отводов разным спутниковым лучам в течение времени, так что в любой заданный момент времени отводы отслеживают один или более «лучших» спутниковых лучей, освещающих устройство беспроводной связи (WCD). Лучшие лучи являются лучшими/самыми простыми лучами для демодуляции, и могут иметь наибольшую энергию лучей, при измерении на устройстве беспроводной связи (WCD). Тем самым, настоящее изобретение распределяет отводы по спутниковым лучам динамически, и таким образом, чтобы попытаться максимизировать энергии лучей, доставляемые на отводы. Это обеспечивает успешное отслеживание луча и демодуляцию, по мере того как различные спутниковые лучи освещают устройство беспроводной связи (WCD) в течение времени.

Настоящее изобретение использует искатель, который работает одновременно с отводами. Искатель включает в себя средство оценки энергии для оценки энергии луча, принятого беспроводным устройством связи (WCD), т.е. освещающего его. Искатель также осуществляет поиск уровней энергии луча, указывающих на присутствие неотслеживаемых лучей, освещающих устройство беспроводной связи (WCD), т.е. лучей, которые не отслеживаются отводами. Искатель является быстрым в том смысле, что он выполняет такие поиски способом, который в целом оптимизирован по скорости. Следовательно, искатель оценивает энергию луча и осуществляет поиск присутствия неотслеживаемых лучей относительно быстро. Тем самым, в то время как отводы отслеживают соответственно назначенные им лучи, настоящее изобретение использует искатель для определения лучших неотслеживаемых (т.е. не назначенных) лучей, которые должны стать отслеживаемыми лучами. Настоящее изобретение использует искатель и логическую схему управления для определения того, какие неотслеживаемые лучи должны стать отслеживаемыми лучами, и когда такие неотслеживаемые лучи должны стать отслеживаемыми лучами. Настоящее изобретение назначает, или альтернативно, переназначает отводы для неотслеживаемых лучей, которые, как было определено, должны стать отслеживаемыми лучами. Настоящее изобретение называют как средство управления отводами и искателем (FSM).

Один вариант осуществления представляет собой способ управления свойствами отслеживания лучей в устройстве беспроводной связи (WCD). Устройство беспроводной связи (WCD) включает в себя множество отводов, которые отслеживают один или более лучей траспондера, каждый из которых исходит от соответствующих одного или более отслеживаемых транспондеров. Транспондеры могут быть спутниками, связанными с системой спутниковой связи, или базовыми станциями, связанными с наземной системой связи. Способ содержит определение энергии искателя отслеживаемого луча для каждого из отслеживаемых лучей и энергии искателя неотслеживаемого луча для каждого из одного или более неотслеживаемых лучей от каждого из отслеживаемых транспондеров. Способ также содержит осуществление попыток определить предпочтительный один из неотслеживаемых лучей, который должен стать отслеживаемым лучом. Это определение осуществляется на основе энергий искателя отслеживаемых лучей и неотслеживаемых лучей. Способ также содержит назначение, или альтернативно, переназначение отвода для предпочтительного неослеживаемого луча, когда попытка определить предпочтительный неотслеживаемый луч является успешной.

Другой вариант осуществления настоящего изобретения представляет собой устройство для управления свойствами отслеживания луча в устройстве беспроводной связи (WCD). Устройство основано на варианте осуществления способа, описанном выше. Другие варианты осуществления настоящего изобретения станут очевидны из последующего описания.

Перечень чертежей

Признаки, задачи и преимущества настоящего изобретения станут более понятны из подробного описания, представленного ниже, взятого в сочетании с чертежами, на которых используется сквозная нумерация позиций и на которых:

Фиг.1 - пример системы беспроводной связи.

Фиг.2 - иллюстрация примерного набора сигналов связи прямой линии связи, доставляемых на устройство беспроводной связи (WCD), показанное на Фиг.1.

Фиг.3 - структурная диаграмма иллюстративного приемника в устройстве беспроводной связи (WCD), показанном на Фиг.1, выполненного с возможностью обрабатывать сигналы CDMA (множественного доступа с кодовым разделением каналов).

Фиг.4А - структурная диаграмма иллюстративного ресурса отслеживания или отвода, используемых в приемнике, показанном на Фиг.3.

Фиг.4В - структурная диаграмма иллюстративного искателя в приемнике, показанном на Фиг.3.

Фиг.5 - иллюстрация двух примерных окон поиска кода-частоты различного размера, используемых с искателем, показанным на Фиг.4В.

Фиг.6 - иллюстрация примерного сценария работы системы связи, включающей в себя первый, второй и третий соответственно отслеживаемые спутники, каждый в поле зрения приемника, показанного на Фиг.3.

Фиг.7 - блок-схема последовательности операций иллюстративного способа управления ресурсами искателя и отвода в приемнике, показанном на Фиг.3.

Фиг.8 - блок-схема последовательности операций иллюстративного способа, расширяющего способ, показанный на Фиг.7.

Фиг.9 - блок-схема последовательности операций иллюстративного способа, дополнительно расширяющего способ, показанный на Фиг.7.

Фиг.10 - итоговая блок-схема последовательности операций, соответствующая способам, показанным на Фиг.7,8 и 9.

Фиг.11 - блок-схема последовательности операций иллюстративного способа управления ресурсами искателя и указателя в приемнике, показанном на Фиг.3, в то время как приемник работает в режиме поискового вызова с выделением временных слотов.

Фиг.12 - структурная диаграмма иллюстративных модулей контроллера, используемых для контролирования и управления искателем и множеством отводов приемника, показанного на Фиг.3.

Подробное описание вариантов осуществления изобретения

Многообразие систем связи и методик множественного доступа были разработаны для передачи информации большому числу пользователей системы. Однако технологии модуляции с расширенным спектром, такие как используемые в системах связи с множественным доступом с кодовым разделением каналов (CDMA), обеспечивают существенные преимущества по сравнению с другими схемами модуляции, особенно при предоставлении услуг для большого числа пользователей системы связи. Такие технологии раскрыты в Патенте США № 4901307, выданном 13 февраля 1990 г. под названием «Spread Spectrum Multiple Access Communication System Using Satellite or Terrestrial Repeaters» («Система связи множественного доступа с расширенным спектром, использующая спутниковые или наземные повторители»), который включен сюда путем ссылки.

I. Иллюстративная среда связи

Фиг.1 представляет пример системы беспроводной связи. Система 100 связи использует технологии модуляции расширенного спектра при связи с устройствами 126 и 128 беспроводной связи (также называемыми мобильными станциями, пользовательскими терминалами и пользовательским оборудованием). Система 100 связи может использовать технологии модуляции спектра, как установлено в Патенте СЩА № 4901307, упомянутом выше. В наземных системах система 100 связи осуществляет связь с устройствами 126 и 128 беспроводной связи, используя базовые станции (показанные как базовые станции 114 и 116). Системы типа систем сотовой телефонии в больших городах могут иметь много базовых станций 114 и 116, обслуживающих тысячи устройств 126 и 128 беспроводной связи.

В спутниковых системах система 100 связи использует спутниковые повторители (показанные как спутники 118 и 120) и шлюзы системы (показанные как шлюзы 122 и 124) для осуществления связи с устройствами 126 и 128 беспроводной связи. Шлюзы 122 и 124 направляют сигналы связи на устройства 126 и 128 беспроводной связи через спутники 118 и 120.

В этом примере каждая из мобильных станций или устройств 126 и 128 беспроводной связи имеет или содержит устройство или компоненту/устройство беспроводной связи, такие как, но не в ограничительном смысле, сотовый телефон, приемопередатчик данных или устройство передачи (например, компьютер, карманный компьютер, факсимильное устройство) или приемник поискового вызова или приемник для определения местоположения. В типичном случае, такие устройства являются либо ручными, портативными как смонтированные на транспортных средствах (включая машины, грузовики, корабли, поезда или самолеты), либо стационарными, как требуется. Например, Фиг.1. иллюстрирует мобильную станцию 126 как ручное устройство и мобильную станцию 128 как устройство, монтируемое на транспортном средстве. В то время как эти устройства беспроводной связи обсуждаются как мобильные, понятно также, что положения изобретения применимы к стационарным устройствам или другим типам терминалов, где требуются дистанционные беспроводные услуги. Этот последний тип услуг особенно подходит для использования спутниковых повторителей для установления линий связи во многих удаленных регионах мира. Устройства беспроводной связи также называют иногда абонентскими устройствами, мобильными устройствами, мобильными станциями, мобильными радиоприемниками или радиотелефонами, беспроводными устройствами или просто «пользователями», «мобильными телефонами», «абонентами» или «терминалами» в некоторых системах связи, в зависимости от предпочтения.

Для этого примера предполагается, что спутники 118 и 120 обеспечивают множественные лучи в пределах зон обслуживания, которые направлены так, чтобы охватывать отдельные в общем не перекрывающиеся географические регионы. В целом множественные лучи на разных частотах, называемые также каналами CDMA, «под-лучами» или сигналами, мультиплексированными с частотным разделением (FDM), частотными интервалами или каналами, могут быть направлены так, чтобы перекрывать один и тот же регион. Однако легко понять, что покрытие лучей или области обслуживания для различных спутников или диаграммы направленности антенн для наземных узлов сотовой связи, могут перекрываться полностью или частично в данном регионе, в зависимости от конструкции системы связи и типа предлагаемых услуг. Пространственное разнесение может также быть достигнуто между любыми из этих регионов связи или устройств. Например, каждое может обеспечивать услуги различным группам пользователей с различными признаками на разных частотах, или данное мобильное устройство может использовать множественные частоты и/или многих поставщиков услуг, каждый с перекрывающимся географическим покрытием.

Как показано на Фиг.1, система 100 связи в основном использует контроллер системы или коммутационную сеть 112, называемую также офисом коммутации мобильной телефонии (MTSO) в наземных системах и (наземных) центрах управления и контроля (GOCC) для спутниковых систем, которые также осуществляют связь со спутниками. Такие контроллеры в типичном случае включают в себя интерфейс и схемы обработки для обеспечения контроля в масштабе всей системы за базовыми станциями 114 и 116 или шлюзами 122 и 124 по определенным операциям, включающим в себя генерацию псевдошумового кода (PN), назначение и синхронизацию. Контроллер 112 также управляет маршрутизацией линий связи или телефонных вызовов в коммутируемой телефонной сети общего пользования (PSTN), и базовыми станциями 114 и 116 или шлюзами 122 и 124, и устройствами 126 и 128 беспроводной связи. Интерфейс коммутируемой телефонной сети общего пользования в целом формирует часть каждого шлюза для прямого подсоединения к таким сетям или линиям связи.

Линии связи, которые подсоединяют контроллер 112 к базовым станциям 114 и 116 или шлюзам 122 и 124 различных систем, могут быть установлены, используя известные технологии, такие как, но не в ограничительном смысле, выделенные телефонные линии, оптоволоконные линии связи, и микроволновые или выделенные линии спутниковой связи.

В то время как только два спутника показаны на Фиг.1, система связи как правило использует множество спутников 118 и 120, движущихся в различных орбитальных плоскостях. Разнообразие многоспутниковых систем связи было предложено, включая такие, которые используют совокупность спутников низкой околоземной орбиты (LEO) для обслуживания большого числа устройств беспроводной связи. Рабочая конфигурация системы 100 использует, по меньшей мере, сорок восемь (48) LEO спутников, распределенных по восьми (8) различным орбитальным плоскостям. Однако специалисты в данной области легко поймут, как положения настоящего изобретения применимы к множеству как наземных, так и спутниковых конфигураций системы.

На Фиг.1 некоторые из возможных трасс прохождения сигнала для линий связи между базовыми станциями 114 и 116 и устройствами 126 и 128 беспроводной связи показаны как линии 130, 132, 134 и 136. Направления стрелок на этих линиях иллюстрируют характерные направления сигналов для данной линии связи, являющейся либо прямой, либо обратной линией связи, и служат в качестве иллюстрации только для целей ясности, а не как какое-либо ограничение реальной структуры сигнала.

Подобным образом, трассы прохождения сигналов для линий связи между шлюзами 122 и 124, спутниковыми повторителями 118 и 120 и устройствами 126 и 128 беспроводной связи показаны как линии 146, 148, 150 и 152 для линий связи от шлюзов к спутнику и как линии 140, 142 и 144 для линий связи от спутника к пользователю. В некоторых конфигурациях может быть также возможным и желательным установить прямые линии связи спутник-спутник, показанные линией 154.

Как будет очевидно для специалиста в данной области, варианты осуществления подходят либо для систем наземного базирования, либо для систем спутникового базирования. Базовые станции и шлюзы иногда используются на условиях взаимозаменяемости в уровне техники, при этом шлюзы воспринимаются как специализированные базовые станции, которые направляют передачу информации через спутники. Подобно под спутником 118 будут совместно подразумеваться спутники 118 и 120, а под устройством 128 беспроводной связи (WCD) будут совместно подразумеваться устройства 126 и 128 беспроводной связи (WCD). В настоящем варианте осуществления спутники 118 и 120 и базовые станции 114 и 116 представляют транспондеры и, как правило, называются транспондерами для формирования лучей, которые освещают устройства беспроводной связи (WCD). Например, лучи, исходящие от спутников 118 и 120 (то есть, транспондеров 118 и 120), освещают устройства беспроводной связи (WCD) в пределах зоны обслуживания этих лучей. Подобно лучи, исходящие из (то есть, передаваемые посредством) базовых станций 114 и 116 (то есть, транспондеры 114 и 116) освещают пользовательские терминалы устройств беспроводной связи (WCD) в пределах зон обслуживания этих лучей. Зона обслуживания луча, исходящего от базовой станции, может считаться сотой или зоной покрытия сигнала, или одним или более секторами, соответствующими этой базовой станции.

II. Сигнальные линии связи

Каждая из трасс прохождения сигналов или линий связи 130-152, изображенных на Фиг.1, в типичном случае включает в себя как прямую линию связи, так и обратную линию связи. Каждая из прямых линий связи доставляет набор сигналов прямой линии связи, передаваемых базовыми станциями или шлюзами 114, 116, 122 и 124, на устройства 126 и 128 беспроводной связи. Наоборот, каждая из обратных линий связи доставляет набор сигналов обратной линии связи, передаваемых устройствами 126 и 128 на базовые станции и шлюзы 114, 116, 122 и 124. В наземной среде каждая из базовых станций 114, 116 передает набор сигналов прямой линии связи. В спутниковой среде каждый из шлюзов 122, 124 передает множество наборов сигналов прямой линии связи. Каждый набор сигналов прямой линии связи соответствует отличающемуся от других под-лучу из множества под-лучей, упомянутого выше. Следовательно, каждый из спутников 118, 120 доставляет множество под-лучей (то есть, наборы сигналов прямой линии связи) на поверхность земли.

В спутниковой среде каждый из шлюзов 122, 124 использует прямую линию связи, разделенную на множество (например, 8 или 16) лучей, где каждый луч является дополнительно поделенным на множество (например, 13) под-лучей, как каналы FDM. Каждый под-луч ассоциирован с множеством сигналов прямой линии связи. Следовательно, каждый спутник 118, 120 генерирует множество под-лучей, и соответственно, множество наборов сигналов прямой линии связи, посылаемых на поверхность земли.

Фиг.2 представляет иллюстрацию примерного набора сигналов 200 прямой линии связи, доставляемых на устройство 128 беспроводной связи. В наземной среде сигналы 200 прямой линии связи передаются от базовой станции (например, базовой станции 114 или 116). В спутниковой среде сигналы 200 прямой линии связи передаются вверх на спутник (например, спутник 118 или 120) от шлюза (например, шлюза 122 или 124) и затем вниз от спутника на устройство беспроводной связи (WCD)(например, WCD 126 или 128) через конкретный под-луч. Сигналы 200 прямого канала включают в себя один или более из следующих сигналов: пилот-сигнал 204, сигнал 206 синхронизации (sync), связанный с пилот-сигналом; по меньшей мере, один сигнал 208 поискового вызова, связанный с пилот-сигналом, и один или более сигналов 210 трафика голоса и/или данных. Пилот-сигнал 204, сигнал 206 синхронизации, сигнал 208 поискового вызова и сигналы 210 трафика также называются в уровне техники сигналом 204 пилот-канала, сигналом 206 канала синхронизации, сигналом 208 канала поискового вызова и сигналами 210 канала трафика, соответственно.

В наземной среде каждая базовая станция передает соответствующий пилот-сигнал, (например, пилот-сигнал 204). Пилот-сигнал используется устройствами беспроводной связи (WCD)(например, WCD 128) для достижения начальной синхронизации системы и для обеспечения устойчивого отслеживания времени, частоты и фазы других сигналов прямой линии связи, передаваемых базовой станцией. Пилот-сигнал, передаваемый каждой базовой станцией, использует общий код расширения спектра, такой как псевдошумовая (PN) последовательность, но различное смещение кода (также называемое фазовым сдвигом), тем самым позволяя устройству беспроводной связи различать пилот-сигналы, передаваемые от соответствующих базовых станций.

Аналогично, в спутниковой среде каждый шлюз или спутник может быть ассоциирован с предопределенным кодом, таким как псевдошумовая последовательность, который может быть таким же или отличным от кодов, соответствующих другим спутникам или шлюзам, например, каждый луч, ассоциированный с данным спутником, включает в себя пилот-сигнал, в отношении которого выполнено расширение спектра, используя предопределенный код для данного спутника (подверженный повторному использованию между спутниками, которые не находятся в поле зрения), но имеющий фазовый сдвиг кода, отличный от других лучей от этого спутника.

Следовательно, устройство беспроводной связи может проводить различие между различными спутникам, которые используют разные коды, и между разными лучами, ассоциированными с данным спутником, которые используют разные фазовые сдвиги кода или соответствующие временные характеристики. Например, в рабочей конфигурации системы 100:

а) различные спутниковые орбитальные плоскости (например, 8 различных орбитальных плоскостей) ассоциированы с различными кодами (например, каждая орбитальная плоскость ассоциируется с соответствующим одним из 8 различных всевдошумовых кодов), и в типичном случае спутники с одной или более орбитальных плоскостей эффективно освещают устройство беспроводной связи (WCD) в заданное время;

б) все из спутников в пределах одной и той же орбитальной плоскости совместно используют общий код; и

с) все из лучей данного спутника совместно используют общий код, но каждый луч ассоциирован с отличающимся от других фазовым сдвигом.

Альтернативно, каждая плоскость может быть разделена на ряд кодов, сменяющих друг друга между последовательными спутниками на орбите для обеспечения лучшей дифференциации. Например, 6 спутников в одной плоскости могут использовать два или три кода для того, чтобы быть различимыми от других спутников в поле зрения, в контексте повторного использования кода по всей орбитальной плоскости.

Сигнал 206 синхронизации представляет собой модулированный сигнал с расширенным спектром, включающий в себя сообщения временных характеристик системы, используемые устройством 128 беспроводной связи (WCD) для установления общего времени системы связи, соответствующего системе 100 связи. В отношении сигнала 206 синхронизации выполняется расширение спектра, используя код, такой как псевдошумовой код, то есть связанный с кодом, используемым для расширения спектра соответствующего пилот-сигнала 204. Как только пилот-сигнал 206 принят устройством 128 беспроводной связи (WCD), WCD получает сигнал 206 синхронизации, тем самым позволяя устройству беспроводной связи (WCD) синхронизировать внутренние для WCD временные характеристики с общим временем системы.

Сигнал 208 поискового вызова является модулированным сигналом расширенного спектра, используемым для доставки сообщений на устройства беспроводной связи. В отношении сигнала 208 поискового вызова выполняется расширение спектра, используя код, такой как псевдошумовой код, который относится к коду, используемому для расширения спектра соответствующего пилот-сигнала 204. Каждый из сигналов 210 трафика является модулированным сигналом расширенного спектра, используемым для передачи голоса и/или данных к/от устройств беспроводной связи. В отношении сигналов трафика выполняется расширение спектра, используя коды, такие как псевдошумовые коды, которые связаны с кодом, используемым для расширения спектра соответствующего пилот-сигнала 204.

Для удобства описания вышеприведенное обсуждение соотносит только один код с каждым из сигналов синхронизации, пилот-сигналов и сигналов поискового вызова. Однако следует понять, что один или более кодов (например, набор кодов, включающих в себя «внутренний код», «внешний код», и/или код Уолша) в типичном случае используются для расширения спектра и/или формирования каналов в отношении каждого из этих сигналов, и что набор кодов, связанных с каждым сигналом, используется также для синхронизации, сужения спектра и расформирования каналов в отношении этого сигнала.

В рабочей компоновке системы 100 каждый код расширения спектра, например каждая псевдошумовая последовательность, включает в себя последовательность символов псевдошумовой последовательности («чипов»), длящуюся в течение периода предопределенного кода и имеющую скорость передачи чипов (то есть, частоту), намного большую, чем скорость передачи данных основополосного сигнала, в отношении которого выполнено расширение спектра с использованием чипов. Иллюстративная скорость передачи чипов для системы 100 составляет приблизительно 1,2288 МГц с длиной кодовой последовательности в 1024 чипа.

III. Приемник устройства беспроводной связи

Фиг.3 представляет структурную диаграмму иллюстративного приемника 300 устройства беспроводной связи 128 для обработки сигналов CDMA, используемых в системе 100. Приемник 300 включает в себя антенную систему 302 для приема радиочастотных (РЧ) сигналов прямой линии связи (таких как пилот-сигнал, сигнал синхронизации, сигнал поискового вызова и сигнал трафика 204, 206, 208 и 210), и для доставки сигналов на РЧ/промежуточной частоты (ПЧ) систему 304, при использовании. РЧ/ПЧ система 304 фильтрует, преобразует с понижением частоты и оцифровывает РЧ сигналы и доставляет результирующий оцифрованный сигнал 306 на модуль 308 искателя и множество отводов приемника или элементов-отводов 310а...310n.

Искатель 308 обнаруживает/принимает пилот-сигналы, включенные в оцифрованный сигнал 306. То есть, искатель 308 идентифицирует (или, по меньшей мере, начинает идентифицировать) по существу оптимальный фазовый сдвиг кода принятых пилот-сигналов, чтобы изначально синхронизировать приемник 300 с пилот-сигналами. Также, в настоящем изобретении, искатель 308 производит поиск возможных сигналов в оцифрованном сигнале 306. Возможные сигналы представляют возможные лучи для отводов 310 для отслеживания. Дополнительные функции искателя 308 будут описаны ниже.

Искатель 308 сообщает результаты поиска контроллеру 312 приемника, подсоединенному к искателю и элементам-отводам 310. В типичном случае контроллер 312 включает в себя процессор и является подсоединенным к памяти 314. Контроллер 312 также подсоединен к счетчику/таймеру 316, используемому для поддержания времени в приемнике 300. Процессор может быть реализован в программно управляемом процессоре, запрограммированном для выполнения функций, описанных здесь. Такие реализации могут включать в себя широко известные стандартные элементы или обобщенные функции или аппаратные средства общего назначения, включающие в себя многообразие цифровых процессоров сигналов (DSP), программируемых электронных устройств или компьютеров, которые под управлением команд программного обеспечения выполняют требуемые функции.

На основе результатов поиска/получения сигналов, сообщенных искателем 308, контроллер 312 конфигурирует каждый из элементов-отводов 310 для отслеживания и, по меньшей мере, частичного выполнения сужения спектра в отношении различных сигналов из сигналов прямой линии связи (таких как один или более сигналов поискового вызова), которые с наибольшей вероятностью принимаются приемником 300 в заданное время. Контроллер 312 может конфигурировать отвод для отслеживания сигнала путем предоставления на указатель кода (называемый назначенным кодом), который отвод использует для сужения спектра подлежащего отслеживанию сигнала (также называемого назначенным сигналом), и смещения кода назначенного сигнала. Назначенный код является кодом, который, как полагают, использовался на шлюзе для исходного расширения спектра назначенного сигнала.

Элементы-отводы 310 доставляют соответствующие сигналы 320а-320n, в отношении которых выполнено сужение спектра (например, сигналы поискового вызова с суженным спектром) на селектор/мультиплексор 322, управляемый контроллером 312. В соответствии с командой 325 от контроллера 312, селектор 322 направляет выбранный один из сигналов 320 с суженным спектром (указанных как сигнал 324 на Фиг.3) на демодулятор 326. Контроллер 312 конфигурирует демодулятор 326 для демодуляции назначенного сигнала, например, путем предоставления демодулятору кода, ассоциированного с этим сигналом, и информации о временных характеристиках, относящейся к фазовому сдвигу кода сигнала, который должен быть демодулирован. В ответ демодулятор 326 демодулирует выбранный сигнал 324 с суженным спектром для создания демодулированного сигнала 328 (такого как демодулированный сигнал поискового вызова). Демодулятор 326 может предоставить демодулированный сигнал 328 на контроллер 312.

В альтернативной схеме приемника 300 каждый из отводов включает в себя функциональные возможности демодулятора, посредством чего каждый отвод может как отслеживать, так и демодулировать соответствующий сигнал. В этой схеме отдельный демодулятор 326 опускается, и селектор 322 модифицируется для выборочного направления одного из выходов 320 отвода на контроллер 312. В другой альтернативной схеме приемника 300 искатель 308 включает в себя как отслеживание, так и ограниченную возможность демодуляции.

А. Отвод

Фиг.4 представляет структурную схему иллюстративного отвода 402, соответствующего одному или более отводам 310. Отвод 402 включает в себя коррелятор 403, средство 404 слежения за смещением кода или фазы, подсоединенное к коррелятору 403, и средство 406 слежения за частотой, также подсоединенное к коррелятору 403. Средства 404 и 406 слежения за фазой и частотой создают сигналы регулирования временных характеристик коррелятора. Коррелятор 403 выполняет корреляцию, и тем самым сужение спектра, в отношении принятого сигнала с одной или более кодовыми последовательностями, предоставляемыми на отвод 402. Также коррелятор 403 выполняет сужение спектра в отношении принятого сигнала в ответ на сигналы регулирования временных характеристик коррелятора, создаваемые средствами 404 и 406 слежения за фазой и частотой.

Средство 404 слежения за фазой включает в себя контур отслеживания фазы для слежения за фазой или смещением кода принятого сигнала. Средство 406 слежения за частотой включает в себя контур отслеживания частоты для слежения за доплеровским сдвигом частоты от назначенной центральной частоты принятого сигнала. Доплеровский сдвиг частоты в принятом сигнале происходит из-за относительного движения между приемником 300 и источником сигнала, таким как спутник, излучающий принятый сигнал.

В. Искатель

Фиг.4В представляет структурную диаграмму иллюстративной конфигурации искателя 308. Искатель 308 включает в себя контроллер 412 искателя, подсоединенный к контроллеру 312 приемника и локальному запоминающему устройству 414 искателя. Искатель 308 также включает в себя средство 416 оценки неотслеживаемой энергии и компаратор или модуль 418 сравнения (также называемый компаратором 418 или средством сравнения), оба подсоединенные к контроллеру 412 искателя.

Средство 416 оценки неотслеживаемой энергии включает в себя коррелятор 420, за которым следует средство 422 возведения в квадрат сигнала для суммирования нарастающим итогом/интегрирования энергии в оцифрованном сигнале 306 в пределах предопределенного окна поиска кода-частоты, и в течение программируемого периода времени, для определения оценки 430 энергии. Например, средство 416 оценки энергии интегрирует энергию в одном или более принятых сигналах, включенных в сигнал 306, для получения оценки 430 энергии.

Чтобы получить оценку 430 энергии, коррелятор 420 коррелирует один или более принятых сигналов с одной или более кодовыми последовательностями, предоставляемыми искателю 308, для получения результата корреляции. Средство 422 возведения в квадрат возводит в квадрат результат корреляции для получения оценки 430 энергии и предоставляет оценку энергии на контроллер 412. Оценка 430 энергии (также называемая энергией 430 искателя) представляет «неотслеживаемую энергию», потому что она определяется без использования контуров отслеживания фазы и/или частоты, как было бы в случае, если отвод 402 сделал бы оценку энергии, например. Так как искатель 308 не использует контуры отслеживания фазы и/или частоты, он может проводить оценку 430 используемой энергии за более короткий период времени, чем это может отвод 402.

Таким образом, преимущество искателя 38 состоит в том, что он проводит поиск в отношении принятого сигнала 312 для получения оценки 430 энергии принятого сигнала относительно быстро. Чтобы дополнительно сократить время получения оценки 430 в настоящих вариантах осуществления, искатель 308 интегрирует энергию луча по нескольким сигналам в пределах луча. Например, искатель 308 интегрирует энергию для объединенных пилот-сигнала, сигнала синхронизации и сигнала поискового вызова по программируемому периоду времени, например по периоду времени, соответствующему кратному 64 чипов. Таким образом, искатель 308 объединяет энергию от различных сигналов в пределах луча, чтобы сократить время, требуемое для получения оценки 430 энергии используемого луча. Наоборот, отвод собирает энергию на основе только единственного отслеживаемого сигнала в пределах луча в любой заданный момент времени, такого как сигнал синхронизации, поискового вызова или трафика. Путем интегрирования энергии по нескольким сигналам в пределах луча средство 416 оценки энергии может генерировать значимую оценку 430 неотслеженной энергии, то есть оценку энергии луча, который может использоваться в настолько короткое время, как 1 миллисекунда (мс), например.

Локальный контроллер 412 использует компаратор 418 для сравнения энергии(й) 430 искателя с пороговыми значениями энергии искателя и с другими оценками энергии луча, представленными как другие оценки 430 энергии, для получения результатов сравнения. На основе таких результатов сравнения локальный контроллер 412 может определять наличие или отсутствие принятого луча, существование условий переключения луча и «лучшие» лучи, соответствующие максимальным значениям оценок энергии луча. В альтернативной конфигурации оценки 430 энергии искателя предоставляются непосредственно контроллеру 312 приемника, и контроллер 312 сравнивает оценки с пороговыми значениями энергии и другими оценками энергии луча.

IV. Окно поиска

Для заданного кода (например, псевдошумового кода) искатель 308 суммирует энергию во времени при различных смещениях кода в пределах предопределенного диапазона смещений кода и при различных доплеровских сдвигах частоты в пределах предопределенного диапазона сдвигов частоты. Для заданного кода предопределенные диапазоны смещения кода и сдвига частоты, в которых должен выполняться совместный поиск, определяют окно поиска кода-частоты. Фиг.5 представляет иллюстрацию двух иллюстративных окон 502 и 504 поиска кода-частоты, имеющих различные размеры. Окно 502 поиска определяется диапазоном 506 смещения кода и диапазоном 508 сдвига частоты. Аналогично, окно 504 поиска определяется диапазоном 512 смещения кода и диапазоном 514 сдвига частоты. В любой заданный момент времени искатель 308 суммирует энергию в особой позиции кода-частоты, например позиции 520 в пределах окна поиска. Энергия, суммированная искателем 308 в различных позициях кода-частоты, и тем самым, интегрированная в оценку 430 энергии, изменяется в зависимости от уровня корреляции между позицией кода-частоты, в которой проводится поиск, и кодом принятого сигнала, смещением кода и сдвигом частоты.

А. Иллюстративный сценарий

Способы вариантов осуществления описаны со ссылкой на показательный сценарий, то есть, со ссылкой на иллюстративную конфигурацию/сценарий работы системы связи и приемника. Фиг.6 представляет иллюстрацию примерного сценария 600 работы системы связи и приемника, включающих в себя первый, второй и третий соответствующие отслеживаемые спутники 602, 604 и 606, каждый из которых находиться в поле зрения приемника 300. Каждый спутник движется в орбитальной плоскости, отличающейся от других спутников, и является, тем самым, ассоциированным с уникальным идентифицирующим кодом. Спутники 602, 604 и 606 испускают соответствующие множества лучей 610а-610n, 612а-612n и 614а-614n. Неотслеживаемый спутник 620, который может быть или может не быть в поле зрения приемника 300, испускает множество лучей 622а-622n.

В иллюстративной конфигурации приемника приемник 300 включает в себя три отвода, а именно отводы 310а, 310b и 310с. Контроллер 312 назначает каждый из отводов 310а-310с приемника для отслеживания луча от соответствующего одного из множества спутников. Это означает, что каждый отвод отслеживает сигнал, такой как пилот-сигнал, сигнал поискового вызова или сигнал трафика в пределах луча, назначенного для этого отвода. Например, отводы 310а, 310b и 310с отслеживают соответствующие лучи 610а, 612а и 614а. Предполагается, что лучи 610а, 612а и 614а имеют соответствующие уменьшающиеся энергии, что определяется/измеряется на приемнике 300. Таким образом, лучи 610а, 612а и 614а указываются соответственно как предпочтительный (или лучший) луч, второй лучший луч и третий лучший луч. Так как луч 610а имеет максимальную энергию, контроллер 312 конфигурирует селектор 322 и демодулятор 326 для демодуляции сигнала, отслеженного отводом 610а, то есть выходного сигнала отвода 310а. Другими словами, контроллер 312 конфигурирует приемник 300 для демодуляции луча 610а.

Так как приемник 300 в данный момент отслеживает и активно демодулирует луч 610а, этот луч указывается как активный луч, и спутник 602 - как активный спутник. Если луч 610а становится недоступен, тогда контроллер 312 может переконфигурировать приемник 300 для демодуляции второго лучшего луча, отслеживаемого в настоящий момент, например луча 612а, посредством чего луч 612а станет активным лучом. Тем самым, луч 612а указывается как горячий резервный (НВ) луч, а спутник 604 - как спутник НВ. Если оба луча 610а и 612а становятся недоступны, тогда контроллер 312 может переконфигурировать приемник 300 для демодуляции третьего лучшего луча, отслеживаемого в настоящий момент, например луча 614а, посредством чего луч 614а станет активным лучом. Тем самым, луч 614а указывается как горячий другой (НО) спутник. По существу, луч НВ 612а и луч НО 614а являются резервными лучами для активного в настоящий момент луча 610а. Результат этой операции заключается в максимизировании разнесения спутников в системе, изображенной на Фиг.6.

Так как отводы 310 отслеживают лучи 610а, 612а и 614а, эти лучи называются здесь отслеживаемыми лучами, и их соответствующие испускающие спутники 602, 604 и 606 - отслеживаемыми спутниками (так как каждый из этих спутников испускает, по меньшей мере, один отслеживаемый луч). С другой стороны, оставшиеся лучи 610b-610n, 612b-612n и 614b-614n являются неотслеживаемыми, и называются здесь, таким образом, неотслеживаемыми лучами.

Четвертый спутник 620 называется здесь неотслеживаемым спутником, потому что ни один из его лучей 622а-622n не отслеживается. Если спутник 620 был недавно отслеживаемым спутником, тогда он классифицируется как «теплый» спутник, так как отслеженная информация, относящаяся к этому спутнику (такая как сдвиги частоты и фазы кода) и хранящаяся в приемнике 300, является действительно недавней (то есть, теплой). Такая «теплая» информация может быть полезна при повторном захвате сигналов от спутника 620. С другой стороны, если спутник 620 не был в недавнее время отслеживаемым спутником, тогда он классифицируется как «холодный» спутник, потому что соответственная отслеженная информация, хранящаяся в приемнике 300, является устаревшей, и, возможно, бесполезной. Также, спутник 620 может быть никогда не был «виден» приемником 300.

Иллюстративный сценарий, показанный на Фиг.6, соответствует спутниковой системе связи. То есть, траспондеры 602-620 являются спутниками, а лучи 610, 612, 614 и 622 являются спутниковыми лучами. Однако второй показательный сценарий соответствует наземной связи. В таком сценарии транспондеры 602-620 являются базовыми станциями, а лучи 610, 612, 614 и 622 являются лучами, исходящими от базовых станций.

V. Способы

А. Ресурсы управления искателем и устройством слежения

Фиг.7 представляет блок-схему последовательности операций иллюстративного способа 700 управления ресурсами искателя и отводов в приемнике 300, таких как искатель 308 и отводы 310. Способ 7 назначает и переназначает различные из отводов 310 в приемнике 300 для разных лучей транспондера (т.е. лучей спутника или базовой станции) во времени, так что в любой заданный момент времени отводы отслеживают один или более «лучших» лучей, освещающих устройство 128 беспроводной связи (WCD). Способ 700 представляет работу устройства 128 беспроводной связи (WCD) в стационарном состоянии и описывается со ссылкой на иллюстративный сценарий 600, обсуждаемый выше, для показательных целей. Хотя различные способы описываются ниже со ссылкой на иллюстративный сценарий работы со спутниковым базированием, показанный на Фиг.6 (который использует спутниковые транспондеры), следует понять, что эти способы также применимы к сценариям работы с наземным базированием (которые используют транспондеры базовых станций). Способ 700 предполагает, что один или более из отводов 310 в настоящее время назначены для отслеживания соответствующих отслеживаемых лучей от отслеживаемых спутников, как изображено в сценарии 600, например.

Первый этап 705 включает в себя определение энергии искателя (SE) (то есть, неотслеживаемой энергии), для отслеживаемого луча (ТВ) от каждого из одного или более отслеживаемых спутников. На Фиг.7 каждая энергия называется энергией искателя отслеживаемого луча (ТВ SE). Например, искатель 308 определяет энергию искателя (например, оценку 430 энергии) для активного луча 610а и энергию искателя для НО луча 614а от НО спутника 606. Хотя лучи 610а, 612а и 614а являются отслеживаемыми лучами, их соответствующие энергии искателя определяются искателем 308, используя технологию неотслеживаемых параметров, как описано выше в связи с Фиг.4В. Например, энергии искателя определяются без использования информации временных характеристик от контуров отслеживания фазы и частоты.

Следующий этап 710 включает в себя определение энергий поиска для одного или более неотслеживаемых лучей (UB) от каждого из отслеживаемых спутников. Например, искатель 308 определяет энергии искателя для неотслеживаемых лучей 610b-610n от активного спутника 602, энергии искателя для неотслеживаемых лучей 612b-612n от НВ спутника 604 и энергии искателя для неотслеживаемых лучей 614b-614n от НО спутника 606. Этапы 705 и 710 вместе генерируют список в виде таблицы всех из определенных энергий искателя. Таблица энергий искателя может быть сохранена в локальном запоминающем устройстве 414 искателя, например.

В иллюстративной схеме способа 700 для сокращения времени, требуемого для определения энергий на этапах 705 и 710, искатель 308 определяет энергию искателя для каждого луча, используя энергию от пилот-сигнала, сигнала синхронизации и сигнала поискового вызова, объединенных для этого луча. В альтернативной схеме искатель определяет энергию каждого луча, используя меньшее число сигналов в пределах этого луча.

Вслед за этапом 710 способ 700 выполняет первый процесс, включающий в себя этапы 715 и 720, и второй процесс, включающий в себя этапы 725, 730 и 735, выполняемые одновременно друг с другом. В первом процессе начальный этап 715 включает в себя попытки определить предпочтительный неотслеживаемый луч из одного или более неотслеживаемых лучей, который должен стать отслеживаемым лучом. На этапе 715 предпринимают попытку определить предпочтительный неотслеживаемый луч, используя табулированный отслеживаемый луч и энергии искателя неотслеживаемого луча, полученные на этапах 705 и 710. Например, на этапе 715 осуществляют попытки определить предпочтительный один из неотслеживаемых лучей 610b-610n, 612b-612n и 614b-614n, который характеризуется как могущий стать отслеживаемым лучом. Это определение на этапе 715 основывается на энергиях искателя, собранных как на этапе 705, так и этапе 710.

Следующий этап 720 включает в себя назначение/переназначение ресурса отслеживания (например, отвода) для предпочтительного неотслеживаемого луча, когда попытка определить предпочтительный неотслеживаемый луч на этапе 715 является успешной, посредством чего предпочтительный неотслеживаемый луч становится отслеживаемым лучом. Если все из отводов 310 являются в текущий момент назначенными отслеживать соответствующие отслеживаемые лучи, когда предпочтительный луч определяется на этапе 715, тогда этап 720 включает в себя переназначение одного из отводов для отслеживания предпочтительного неотслеживаемого луча вместо назначенного для луча, отслеживаемого в текущий момент. Другими словами, предпочтительный неотслеживаемый луч заменяет один из отслеживаемых лучей. С другой стороны, если один или более отводов 310 доступны (то есть, не назначены), когда приемник 300 определяет предпочтительный луч, тогда один из доступных отводов назначается для отслеживания предпочтительного луча. Если этап 720 является неуспешным, то есть ни один предпочтительный неотслеживаемый луч не идентифицируется, тогда ни один неотслеживаемый луч не становится отслеживаемым лучом. Способ или последовательность технологических операций завершается после шага 720.

В динамической спутниковой среде отслеживаемые спутники имеют тенденцию выходить из поля зрения устройства 128 беспроводной связи (WCD) с течением времени, в то время как неотслеживаемые спутники, такие как теплые и холодные спутники, входят в поле зрения устройства беспроводной связи (WCD). Таким образом, для обеспечения того, что устройство 128 беспроводной связи остается подсоединенным к системе 100 связи во времени, важно для WCD идентифицировать энергию луча от теплых и холодных неотслеживаемых спутников, когда они начинают освещать или осуществлять связь с устройством беспроводной связи (WCD). Таким образом, второй процесс идентифицирует теплые и холодные спутники, когда они попадают в поле зрения устройства 128 беспроводной связи (WCD). Первый процесс, описанный выше (то есть, этапы 715 и 720) не требует того, чтобы искатель 308 продолжал определение энергий искателя, потому что энергии искателя, использованные в первом процессе, были уже определены на предыдущих этапах 705 и 710. Следовательно, искатель 308 доступен для выполнения «другого» поиска параллельно с первым процессом. Конкретно, искатель 308 может осуществлять поиск энергий лучей и, тем самым, лучей, одновременно с первым процессом. Соответственно, во втором процессе первый этап 725 включает в себя поиск возможного неотслеживаемого луча от неотслеживаемого спутника, такого как теплый спутник или холодный спутник. На этапе 725 искатель 308 интегрирует энергию в окне поиска кода-частоты, соответствующем возможному неотслеживаемому лучу от неотслеживаемого спутника, для получения оценок энергии искателя возможного луча (например, оценок 430). В контексте сценария 600, искатель 308 проводит поиск в отношении принятого сигнала 306 на предмет наличия энергии луча, соответствующей одному из неотслеживаемых лучей 622а-622n от неотслеживаемого спутника 620. Искатель 308 использует компаратор 418 для сравнения оценок энергии возможного луча с «пороговым значением энергии найденного луча», указывающим на присутствие неотслеживаемого луча от неотслеживаемого спутника. Если оценка энергии возможного луча превышает пороговое значение энергии найденного луча, тогда «найденный луч» признается.

На этапе 725 искатель 308 использует относительно большое окно поиска кода-частоты при проведении поиска возможного луча от холодного спутника. Например, большое окно поиска может иметь соответствующие диапазоны сдвига частоты и смещения псевдошумового кода до 23 кГц и допущение до 1023 чипов. С другой стороны искатель 308 использует относительно небольшое окно поиска кода-частоты при проведении поиска возможного луча устройства 128 беспроводной связи от теплого спутника. Небольшое окно поиска кода-частоты окружает последнюю известную «теплую» позицию кода-частоты луча от теплого спутника. Например, небольшое окно поиска может иметь соответствующие диапазоны сдвига частоты и смещения псевдошумового кода меньше, чем 23 кГц и допущение 64 чипа, отцентрованные относительно последней известной позиции кода-частоты в луче теплого спутника.

Если возможный неотслеживаемый луч найден на этапе 725, тогда этап 730 включает в себя определение того, должен ли возможный неотслеживаемый луч стать отслеживаемым лучом. Например, этап 730 включает в себя определение того, должен ли или нет один из найденных лучей 622а-622n стать отслеживаемым лучом. Это определение проводится на основе, по меньшей мере, одной из (а) оценок энергии искателя найденного луча (например, для одного из лучей 622а-622n) и (б) того выбран ли на этапе 715 предпочтительный луч в первом процессе.

Следующий этап 735, подобный этапу 720, включает в себя назначение/переназначение ресурсов отслеживания (например, отвода) найденному неотслеживаемому лучу, когда определено, что он должен стать отслеживаемым лучом. Последовательность технологических операций завершается после этапа 735.

Фиг.8 представляет блок-схему последовательности операций иллюстративного способа по этапу 715 (этапу осуществления попыток определить предпочтительный луч), описанного выше. Этап 715 включает в себя первый высокоуровневый этап 805, за которым следует второй высокоуровневый этап 810. Высокоуровневый этап 805 включает в себя определение того, превышает ли или нет самая большая энергия искателя неотслеживаемого луча (UB SE) для каждого из отслеживаемых спутников соответствующее пороговое значение энергии искателя. Высокоуровневый этап 805 включает в себя дополнительные этапы 815, 820 и 825. Этапы 815, 820 и 825 описываются в контексте иллюстративного сценария 600.

Этап 815 включает в себя определение первого булева условия Х, указывающего, превышает ли или нет самая большая энергия искателя неотслеживаемого луча для активного спутника 602 первое пороговое значение Th1 энергии искателя, которое основано на энергии искателя отслеживаемого луча активного спутника 602. Другими словами, на этапе 815 определяют, имеет ли «лучший» из неотслеживаемых лучей 610б-610n энергию искателя больше, чем пороговое значение Th1, которое основано на энергии искателя отслеживаемого луча 610а. «Лучший» неотслеживаемый луч является неотслеживаемым лучом, имеющим самую большую/максимальную энергию среди неотслеживаемых лучей. Иллюстративное пороговое значение Th1 представляет собой энергию искателя активного луча 610а, смещенное на первую постоянную величину, такую как -2дБ, например.

Этап 820 включает в себя определение второго булева условия У, указывающего, превышает ли или нет самая большая энергия искателя неотслеживаемого луча либо для НВ спутника 604, либо для НО спутника 606 второе пороговое значение Th2 энергии искателя, которое также основано на энергии искателя активного луча 610а. Другими словами, на этапе 820 определяют, имеет ли «лучший» из неотслеживаемых лучей 612b-612n или «лучший» из неотслеживаемых лучей 614b-614n энергию искателя больше, чем пороговое значение Th2, которое основано на энергии искателя отслеживаемого луча 610а. Иллюстративная величина для порогового значения Th2 равняется энергии искателя активного луча 610а, смещенной на вторую постоянную величину, такую как +1дБ, например.

Этап 825 подобен этапу 820, но использует третье пороговое значение Th3. Конкретно, этап 825 включает в себя определение третьего булева условия Z, указывающего, превышает ли или нет самая большая энергия искателя неотслеживаемого луча либо для НВ спутника 604, либо для НО спутника 606 третье пороговое значение Th3 энергии искателя, которое основано на энергии искателя НВ луча 612а, вместо активного луча 610а, как в случае с первым и вторым пороговыми значениями Th1 и Th2. Другими словами, на этапе 825 определяют, имеет ли «лучший» из неотслеживаемых лучей 612b-612n или «лучший» из неотслеживаемых лучей 614b-614n энергию искателя больше, чем пороговое значение Th3, которое основано на энергии искателя НВ луча 612а. Иллюстративная величина для порогового значения Th3 равняется энергии искателя НВ луча 612а.

Этап 805 может рассматриваться как шаг определения условий Х, У и Z переключения луча, потому что условия Х, У и Z указывают, должен ли неотслеживаемый луч стать отслеживаемым лучом, и тем самым, переключается ли один из отводов 310 с отслеживания отслеживаемого луча на отслеживание неотслеживаемого луча.

Следующий высокоуровневый этап 810 включает в себя серию тестов 830, 850 и 860 для тестирования булевых (для переключения луча) условий Х, У и Z, определенных на этапе 805. Этап 830 включает в себя определение того, является или нет истинным Х и У. Если Х и У является истинным, тогда следующий этап 835 включает в себя выбор в качестве предпочтительного луча (который является неотслеживаемым лучом, который должен стать отслеживаемым лучом), лучшего неотслеживаемого луча среди неотслеживаемых лучей от активного спутника 602 и НВ спутника 604. Например, на этапе 835 выбирают лучший луч между неотслеживаемыми лучами 610b-610n и 612b-612n. После этапа 835 последовательность технологических операций переходит к этапу 720.

Если Х и У не истинно, то на этапе 840 определяют, является ли условие Х истинным. Если условие Х является истинным, то следующий этап 845 включает в себя выбор в качестве предпочтительного луча лучшего неотслеживаемого луча от активного спутника 602. Например, предпочтительный луч становится лучшим лучом из неотслеживаемых лучей 610b-610n. Технологический процесс переходит от этапа 845 к этапу 720.

Если Х не является истинным, тогда на этапе 850 определяют, является ли условие У истинным. Если условие У является истинным, тогда следующий этап 855 включает в себя выбор в качестве предпочтительного луча лучшего неотслеживаемого луча либо от НВ спутника 604, либо от НО спутника 606. Например, предпочтительный луч становится либо лучшим лучом из неотслеживаемых лучей 612b-612n, либо лучшим лучом из неотслеживаемых лучей 614b-614n. Технологический процесс переходит от этапа 855 к этапу 720.

Если условие У не является истинным, тогда на этапе 860 определяют, является ли условие Z истинным. Если условие Z является истинным, тогда на следующем этапе 865 осуществляют выбор в качестве предпочтительного луча лучшего неотслеживаемого луча либо от НВ спутника 604, либо от НО спутника 606. Например, предпочтительный луч становится либо лучшим из неотслеживаемых лучей 612b-612n, либо лучшим из неотслеживаемых лучей 614b-614n. Технологический процесс переходит от этапа 865 к этапу 720.

Фиг.9 представляет блок-схему последовательности операций иллюстративного способа 900 по этапу 730 способа 700, а также включая этап 735. Этап 730 включает в себя серию этапов 905, 910, и 915 тестирования/определения, ведущих к этапу 735. Этап 905 включает в себя определение того, был ли или нет найден возможный луч на этапе 725. Например, этап 905 включает в себя определение того, признан ли на этапе 725 «найденный луч».

Если возможный луч не был найден, выполнение способа или последовательность технологических операций завершается. Однако если возможный луч найден, тогда обработка или технологический процесс переходит к этапу 910. Этап 910 включает в себя определение того, был ли или нет определен/выбран предпочтительный луч на этапе 715 первого процесса. Если предпочтительный луч не был определен/выбран на этапе 715, то обработка переходит к этапу 735, на котором ресурс отслеживания назначается/переназначается для найденного луча.

Иначе, если предпочтительный луч был определен на этапе 715, тогда процесс переходит к этапу 910 от этапа 915. Этап 915 включает в себя определение того, является ли или нет возможный луч, найденный на этапе 725, лучше, чем предпочтительный луч, определенный на этапе 715. Например, этап 915 включает в себя определение того, больше ли энергия искателя для найденного луча, чем для предпочтительного луча. Если найденный луч не лучше, чем предпочтительный луч, тогда технологический процесс завершается. Иначе, этапы способа или обработка переходит от этапа 915 к этапу 735, где ресурс отслеживания назначается/переназначается для найденного луча.

Этап 735 включает в себя назначение одного из отводов 310 для отслеживания найденного луча. Если все из отводов 310 уже назначены, когда осуществляется переход к этапу 735, тогда этап 735 включает в себя переназначение отвода от отслеживаемого луча на найденный луч. Иначе, этап 735 включает в себя назначение имеющегося отвода найденному лучу.

Фиг.10 представляет блок-схему последовательности операций, подытоживающую способы 700, 800 и 900. Этапы 730' и 735', изображенные на Фиг.10, представляют и немного расширяют соответствующие этапы 730 и 735, показанные на Фиг.7.

Способы 700, 800 и 900 описаны выше в контексте сценария 600 только для показательных целей. Следует понять, что альтернативные сценарии конфигураций спутника и приемника находятся в пределах объема правовой охраны настоящего изобретения. Например, способы настоящего изобретения также применимы, когда только один спутник (например, только активный спутник) или альтернативно, только два спутника (например, только активный и НВ спутники) являются отслеживаемыми. В этих случаях условия переключения луча, определенные на этапах 815-825, (Х, У и Z) и соответствующие тесты, выполняемые на этапах 830-850, модифицируются подходящим образом для соответствия числу отслеживаемых спутников. Например, ссылки на НВ спутник и НО спутник (и их соответствующие лучи) опускаются, когда только активный спутник отслеживается. Аналогично, ссылки на НО спутник и его соответствующие лучи опускаются, когда только активный и НВ спутники отслеживаются. Аналогично, любое число отводов, таких как один, два, три или более отводов, могут использоваться в настоящем изобретении. Более чем три спутника могут отслеживаться одновременно, когда более чем три отвода являются доступными. Также, отслеживаемый спутник может испускать только отслеживаемый луч; то есть он может не испускать какие-либо неотслеживаемые лучи. Также, энергии лучей активного луча, НВ луча и НО луча могут располагаться не в порядке уменьшения.

В. Работа в режиме поискового вызова с выделением временных слотов

Считается, что устройство 128 беспроводной связи (WCD) находится в состоянии незанятости, когда оно имеет систему связи, синхронизированно с системным временем в системе связи, и является, таким образом, способным установить вызов с помощью базовой станции или шлюза, но такой вызов не выполняется в текущий момент. В состоянии незанятости устройство 128 беспроводной связи (WCD) может работать в режиме поискового вызова с выделением временных слотов. Этот режим поискового вызова обеспечивает механизм доставки сообщений на устройство 128 беспроводной связи (WCD), при этом позволяя устройству беспроводной связи (WCD) существенно снизить энергопотребление.

В режиме поискового вызова с выделением временных слотов устройство 128 беспроводной связи (WCD) имеет возможность входить и затем оставаться в энергосберегающем спящем состоянии в течение сравнительно длительных периодов времени. Спящее состояние сокращает энергопотребление в устройстве 128 беспроводной связи (WCD) путем вхождения в энергосберегающий режим, который может включать в себя отключение мощности от одной или более компонент устройства 128 беспроводной связи (WCD), таких как те компоненты, которые используются для передачи сигналов на шлюз и приема сигналов от шлюза. Находясь в спящем состоянии, устройство 128 беспроводной связи (WCD) не принимает пилот-сигнал 204, не демодулирует сигнал поискового вызова 208. Однако для поддержания синхронизации времени часы или таймер (например, таймер 316) может использоваться внутри устройства 128 беспроводной связи (WCD) для поддержания времени.

Устройство 128 беспроводной связи (WCD) периодически переходит от спящего состояния к состоянию пробуждения на сравнительно короткий период времени для мониторинга сигналов поискового вызова (например, сигнала 208 поискового вызова), передаваемых в спутниковых лучах. Сигнал 208 поискового вызова (также называемый сигналом 208 поискового вызова с выделением временных слотов) является разделенным во времени в повторяющийся цикл временных слотов. Каждое устройство беспроводной связи (WCD) в диапазоне прослушивания сигнала 208 поискового вызова (например, устройство 128 беспроводной связи (WCD) назначается для мониторинга, в типичном случае только одного временного слота в каждом цикле слотов. Шлюз может передавать сообщения на предполагаемое устройство беспроводной связи (WCD) в течение временного слота, назначенного для этого устройства беспроводной связи (WCD).

Когда наступает время проверять назначенный слот, устройство 128 беспроводной связи (WCD) переходит от спящего состояния к состоянию пробуждения, чтобы принять и демодулировать сигнал поискового вызова (например, сообщение поискового вызова, включенное в сигнал поискового вызова) в течение назначенного слота. Когда период времени, соответствующий назначенному слоту, истекает, устройство 128 беспроводной связи (WCD) переходит от состояния пробуждения обратно в спящее состояние, и это устройство беспроводной связи (WCD) остается в спящем состоянии в течение, как правило, всех из неназначенных слотов сигнала 208 поискового вызова. Таким образом, устройство 128 беспроводной связи (WCD) повторно осуществляет цикл между спящим состоянием и состоянием пробуждения при работе в режиме поискового вызова с выделением временных слотов.

Фиг.11 представляет блок-схему последовательности операций иллюстративного способа 1100 управления ресурсами искателя и средства слежения в устройстве 128 беспроводной связи (WCD), работающем в режиме поискового вызова с выделением временных слотов. На первом этапе 1105 устройство 128 беспроводной связи (WCD) входит в спящее состояние и остается в этом состоянии в течение неназначенных слотов сигнала поискового вызова (например, сигнала 208 поискового вызова), ассоциированного с этим устройством беспроводной связи (WCD). На следующем этапе 1110 устройство 128 беспроводной связи (WCD) выполняет способ 700 повторно, когда WCD пробуждается, для поддержания взаимодействия с системой 100 связи, так как различные спутниковые лучи распространяются на устройство беспроводной связи (WCD) во времени. На следующем этапе 1120 устройство беспроводной связи (WCD) переходит от состояния пробуждения обратно в спящее состояние, и способ повторяется.

Фиг.12 представляет структурную диаграмму модулей контроллера, на которые в целом даются ссылки как на модули 1202 контроллера, для управления искателем 308 и отводами 310. Модули 1202 контроллера обеспечивают выполнение 300 приемником способов 700-1100. Модули 1202 контроллера могут быть распределены по контроллерам 312 и 412. Модули 1202 контроллера включают в себя модуль 1205 определения предпочтительного луча для выполнения этапа 715, используя энергии искателя от искателя 308. Модуль 1205 включает в себя модуль 1210 определения условий для определения условий переключения лучей по этапу 805, например, условий X, Y и Z. Модуль 1205 также включает в себя модуль 1215 осуществления выбора для выполнения этапов 830, 840, 850 и 860 тестирования, и для осуществления выбора предпочтительного луча на этапах 835, 845, 855 и 865.

Модули 1202 контроллера также включают в себя модуль 1220 назначения/переназначения для выполнения этапов 720 и 735 назначения/переназначения, и модуль 1225 искателя для выполнения этапа 725 поиска, модуль 1230 обработки найденного луча для выполнения этапа 730 и модуль 1235 управления поисковым вызовом для управления способом 1100. Модули из состава модулей 1202 контроллера используют и управляют ресурсами приемника 300, такими как отводы 319, искатель 308 и т.д., по мере необходимости для осуществления вышеописанных способов.

VI. Реализация

Варианты осуществления могут быть реализованы в аппаратных средствах, программном обеспечении, программно-аппаратных средствах и/или их комбинации, включающих в себя без ограничений вентильные матрицы, программируемые матрицы ("PGA"), программируемые пользователем вентильные матрицы ("FPGA"), специализированные интегральные схемы ("ASIC"), процессоры, микропроцессоры, микроконтроллеры и/или другие встроенные схемы, процессы и/или процессоры цифровой обработки сигналов, программно определяемые радиосистемы и дискретные логические схемы аппаратных средств. Варианты осуществления предпочтительно реализуются с помощью цифровой электроники, но могут также реализовываться с помощью аналоговый электроники и/или комбинаций цифровой и аналоговой электроники.

Запоминающие устройства в настоящем изобретении, такие как запоминающие устройства 314 и 414, включают в себя память данных для хранения информации/данных и память программ для хранения программных команд. Процессоры в настоящем изобретении, такие как процессоры 312 и 412, выполняют функции обработки в соответствии с командами программы, хранящимися в их соответствующих запоминающих устройствах. Процессоры могут осуществлять доступ к данным в их соответствующих запоминающих устройствах, когда требуется. Дополнительно, или альтернативно, процессоры могут включать в себя стационарные/программируемые участки аппаратных средств, такие как цифровая логика, для выполнения некоторых или всех вышеупомянутых функций обработки без необходимости обеспечивать доступ к командам программы в их соответствующих запоминающих устройствах.

Компьютерные программы (также называемые компьютерной управляющей логикой) хранятся в запоминающих устройствах 314 и 414 или в другой памяти. Такие компьютерные программы при исполнении позволяют устройству 128 беспроводной связи (WCD) реализовывать определенные признаки настоящего изобретения, как здесь обсуждалось. Например, признаки блок-схем последовательности операций, изображенных на Фиг.7-11, могут быть реализованы в таких компьютерных программах. В частности, компьютерные программы при исполнении позволяют процессорам 312 и 412 осуществлять и/или обуславливать осуществление признаков настоящего изобретения. Соответственно, такие компьютерные программы представляют контроллеры компьютерной системы устройства 128 беспроводной связи (WCD) и, тем самым, контроллеры WCD. Таким образом, такие компьютерные программы осуществляют контроль или управляют, например, ресурсами искателя и отводов устройства 128 беспроводной связи (WCD), как описано выше. Также компьютерные программы могут реализовывать ресурсы искателя и отводов.

При реализации изобретения с использованием программного обеспечения это программное обеспечение может храниться в компьютерном программном продукте и загружаться в устройство 128 беспроводной связи (WCD). Управляющие логические средства (программное обеспечение) при исполнении процессорами 312 и 412 обуславливает то, что процессоры 312 и 412 выполняют определенные функции изобретения, как здесь описано.

VII. Заключение

Настоящее изобретение было описано выше с помощью функциональных структурных блоков, иллюстрирующих осуществление его конкретных функций и взаимосвязей. Границы этих функциональных структурных блоков были произвольно определены здесь для удобства описания. Альтернативные границы могут быть определены до тех пор, пока его конкретные функции и взаимосвязи должным образом осуществляются. Любые такие альтернативные границы находятся тем самым в пределах объема правовой охраны и сущности заявленного изобретения.

Предыдущее описание предпочтительных вариантов осуществления дается для того, чтобы обеспечить возможность любому специалисту в данной области осуществить или использовать настоящее изобретение. В то время как изобретение было конкретно представлено и описано со ссылкой на предпочтительные варианты его осуществления, специалистам в данной области будет понятно, что различные изменения в форме и деталях могут вноситься в него без отступления от сущности и без выхода за пределы объема правовой охраны изобретения.

Широта и объем правовой охраны настоящего изобретения не должны ограничиваться любым из вышеописанных иллюстративных вариантов осуществления, но должны определяться только в соответствии со следующей формулой изобретения и ее эквивалентами.

Изобретение относится к технике беспроводной связи. Технический результат состоит в управлении ресурсами средства слежения. Для этого устройство включает в себя множество отводов, которые отслеживают один или более отслеживаемых лучей транспондера. Каждый отслеживаемый луч исходит от соответствующего отслеживаемого транспондера. Устройство определяет энергию искателя отслеживаемого луча для каждого из отслеживаемых лучей и энергию неотслеживаемых лучей для каждого из одного или более неотслеживаемых лучей от каждого из отслеживаемых транспондеров. Устройство предпринимает попытки определить предпочтительный из неотслеживаемых лучей, который должен стать отслеживаемым лучом. Это определение осуществляется на основе энергий отслеживаемого луча и неотслеживаемого луча. Устройство назначает, или альтернативно, переназначает отвод для предпочтительного неотслеживаемого луча, когда попытка определить предпочтительный неотслеживаемый луч является успешной. Транспондеры могут быть спутниками или базовыми станциями. 2 н. и 38 з.п. ф-лы, 13 ил.

1. Способ управления ресурсами средства слежения за лучами в устройстве беспроводной связи (WCD), которое отслеживает один или более отслеживаемых лучей, используя ресурсы средства слежения за лучами, причем каждый из упомянутых одного или более отслеживаемых лучей исходит из соответствующего одного из одного или более отслеживаемых транспондеров, содержащий этапы, на которых

(а) определяют энергию отслеживаемого луча (ТВ) для каждого из отслеживаемых лучей;

(б) определяют энергию неотслеживаемого луча (UB) для каждого из одного или более неотслеживаемых лучей от каждого из отслеживаемых транспондеров;

(c) предпринимают попытку определить на основе энергий лучей ТВ и UB с этапов (а) и (б) предпочтительный неотслеживаемый луч среди упомянутых одного или более неотслеживаемых лучей, который должен стать отслеживаемым лучом; и

(d) назначают ресурс отслеживания для отслеживания предпочтительного неотслеживаемого луча, когда попытка определить предпочтительный неотслеживаемый луч является успешной.

(с) (ii) если одна или более из самых больших энергий луча UB превышает их соответствующие пороговые значения энергии, то выбирают в качестве предпочтительного неотслеживаемого луча неотслеживаемый луч, имеющий самую большую энергию луча UB среди упомянутых одной или более самых больших энергий луча UB с этапа (с) (i).

определяют второе условие, указывающее, превышает ли самая большая энергия луча UB либо для второго отслеживаемого транспондера, либо для третьего отслеживаемого транспондера второе пороговое значение энергии, которое также основано на энергии для первого отслеживаемого луча; и

определяют третье условие, указывающее, превышает ли самая большая энергия луча UB либо для второго отслеживаемого транспондера, либо для третьего отслеживаемого транспондера третье пороговое значение энергии, которое основано на энергии для второго отслеживаемого луча.

если первое условие является истинным, а второе условие не является истинным, тогда выбирают в качестве предпочтительного неотслеживаемого луча неотслеживаемый луч, имеющий самую большую энергию луча UB, от первого транспондера;

если второе условие является истинным, а первое условие не является истинным, тогда выбирают в качестве предпочтительного неотслеживаемого луча неотслеживаемый луч, имеющий самую большую энергию луча UB, либо от второго транспондера, либо от третьего транспондера;

если только третье условие является истинным, тогда выбирают в качестве предпочтительного неотслеживаемого луча неотслеживаемый луч, имеющий самую большую энергию луча UB, либо от второго транспондера, либо от третьего транспондера.

этап (а) содержит этап, на котором интегрируют энергию от множества сигналов в каждом из упомянутых одного или более отслеживаемых лучей для получения энергии искателя для этого отслеживаемого луча; и

этап (б) содержит этап, на котором интегрируют энергию от множества сигналов в каждом из упомянутых одного или более неотслеживаемых лучей для получения энергии для этого неотслеживаемого луча.

определяют, что возможный луч найден, когда оценка энергии превышает предопределенное пороговое значение энергии луча.

средство для оценки энергии, выполненное с возможностью определять энергию отслеживаемого луча (ТВ) для каждого из отслеживаемых лучей; и

определять энергию неотслеживаемого луча (UB) для каждого из одного или более неотслеживаемых лучей от каждого из отслеживаемых транспондеров;

средство для осуществления попыток определить, на основе энергий лучей ТВ и UB от средства для оценки энергии, предпочтительный неотслеживаемый луч среди упомянутых одного или более неотслеживаемых лучей, который должен стать отслеживаемым лучом; и

средство для назначения одного из упомянутого множества отводов для отслеживания предпочтительного неотслеживаемого луча, когда попытка определить предпочтительный неотслеживаемый луч является успешной.

средство определения условий для определения того, превышает ли самая большая энергия луча UB для каждого из отслеживаемых транспондеров соответствующее пороговое значение энергии; и

средство выбора для осуществления выбора в качестве предпочтительного неотслеживаемого луча такого неотслеживаемого луча, который имеет самую большую энергию луча UB среди одной или более самых больших энергий луча UB, когда одна или более самых больших энергий луча UB превышает их соответствующие пороговые значения энергии.

средство определения первого условия для определения первого условия, указывающего, превышает ли самая большая энергия луча UB для первого транспондера первое пороговое значение энергии, которое основано на энергии для первого отслеживаемого луча; и

средство определения второго условия для определения второго условия, указывающего, превышает ли самая большая энергия луча UB для второго транспондера второе пороговое значение энергии, которое также основано на энергии для первого отслеживаемого луча.

средство определения первого условия для определения первого условия, указывающего, превышает ли самая большая энергия луча UB для первого отслеживаемого транспондера первое пороговое значение энергии, которое основано на энергии для первого отслеживаемого луча;

средство определения второго условия для определения второго условия, указывающего, превышает ли самая большая энергия луча UB либо для второго отслеживаемого транспондера, либо для третьего отслеживаемого транспондера второе пороговое значение энергии, которое также основано на энергии для первого отслеживаемого луча; и

средство определения третьего условия для определения третьего условия, указывающего, превышает ли самая большая энергия луча UB либо для второго отслеживаемого транспондера, либо для третьего отслеживаемого транспондера третье пороговое значение энергии, которое основано на энергии для второго отслеживаемого луча.

первое средство выбора для выбора в качестве предпочтительного неотслеживаемого луча такого неотслеживаемого луча, который имеет самую большую энергию луча UB среди неотслеживаемых лучей, от первого и второго транспондеров, когда как первое, так и второе условия являются истинными;

второе средство выбора для выбора в качестве предпочтительного неотслеживаемого луча такого неотслеживаемого луча, который имеет самую большую энергию луча UB, от первого транспондера, когда первое условие является истинным, а второе условие не является истинным;

третье средство для выбора в качестве предпочтительного неотслеживаемого луча такого неотслеживаемого луча, который имеет самую большую энергию луча UB, либо от второго транспондера, либо от третьего транспондера, когда второе условие является истинным, и первое условие не является истинным; и

четвертое средство для выбора в качестве предпочтительного неотслеживаемого луча такого неотслеживаемого луча, который имеет самую большую энергию луча UB, либо от второго транспондера, либо от третьего транспондера, когда только третье условие является истинным.

интегрировать энергию от множества сигналов в каждом из упомянутых одного или более отслеживаемых лучей для получения энергии для этого отслеживаемого луча, и

интегрировать энергию от множества сигналов в каждом из упомянутых одного или более неотслеживаемых лучей для получения энергии для этого неотслеживаемого луча.

средство оценки энергии, выполненное с возможностью интегрирования энергии в окне поиска кода-частоты, соответствующего возможному лучу от неотслеживаемого транспондера, для получения оценки энергии; и

средство для определения того, что возможный луч от неотслеживаемого транспондера является найденным, когда оценка энергии превышает предопределенное пороговое значение энергии луча.