СПОСОБЫ И УСТРОЙСТВА ОБЕСПЕЧЕНИЯ РАЗНЕСЕНИЯ ПЕРЕДАЧИ В СИСТЕМЕ БЕСПРОВОДНОЙ СВЯЗИ МНОЖЕСТВЕННОГО ДОСТУПА Российский патент 2009 года по МПК H04W4/00 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение имеет отношение к системам связи и, более конкретно, к способам и устройствам для обеспечения разнесения передачи в системе сотовой связи множественного доступа.

Уровень техники

В системе беспроводной связи базовая станция, расположенная в неподвижном местоположении, осуществляет связь с множеством беспроводных терминалов, например подвижных узлов, которые могут перемещаться в ячейке. Заданная базовая станция с единственной стационарной антенной может иметь неподвижную диаграмму направленности антенны. Рассмотрим единственную базовую станцию; ее диаграмма направленности антенны будет поддерживать переменные уровни качества канала между базовой станцией и подвижными узлами, в зависимости от местоположения подвижного узла относительно диаграммы направленности антенны. Далее допустим, что соседняя базовая станция, с ее собственной диаграммой направленности антенны может создавать различные уровни помех в различных местоположениях. Качество канала между базовой станцией и подвижным узлом изменится, поскольку подвижный узел перемещается в различные местоположения в пределах ячейки. Подвижный узел может испытывать затухание, приводящее к ухудшениям или потере связи. Определенные области в пределах ячейки могут быть признаны мертвыми зонами, где качество канала слишком плохое для установления связи. Требуются способы и устройства, которые уменьшают затухание и мертвые зоны в ячейках.

В системе со многими подвижными узлами обычно будет большое разнесение по совокупности пользователей, например, для любой заданной диаграммы направленности антенны, будут иметься некоторые пользователи с хорошим условием канала, некоторые пользователи с плохими условиями канала и другие пользователи с переменными уровнями условий канала. В любой заданный момент времени каждый подвижный узел испытывает квазистатические условия канала. Пилоты-сигналы могут быть широковещательно переданы к подвижным узлам; качество канала каждого подвижного узла может быть измерено и сообщено на базовую станцию. Поэтому базовая станция может планировать подвижные узлы с хорошим качеством канала и задержать планирование подвижных узлов с плохим качеством канала. Когда такой способ используется строгим образом, подвижному узлу с плохим качеством канала, возможно, придется переместиться в местоположение с приемлемым качеством канала для того, чтобы базовая станция выполнила в отношении него планирование.

При другом подходе базовая станция может периодически корректировать свою диаграмму направленности антенны, снова посылать пилоты-сигналы, ожидать сообщения о качестве канала от подвижного узла и планировать те подвижные узлы, у которых качество канала хорошее. Такой второй подход может привести к продолжительной задержке для подвижного узла, расположенного в местоположении с плохим качеством канала, пока диаграмма направленности антенны базовой станции не будет настроена на приемлемый уровень. Кроме того, этот второй подход благоприятен для одного набора подвижных узлов за счет другого набора подвижных узлов. Задержки планирования, связанные с любым из этих подходов могут быть недопустимыми для определенных типов чувствительного к задержке графика, например речевого. В некоторых случаях, если график пользователя имеет строгие ограничения по задержке, базовая станция может быть вынуждена планировать пользователя, даже когда условия канала не благоприятны, что приводит к плохому качеству обслуживания. Таким образом, для приложений реального времени, типа речевых, часто важным является минимизировать период времени между передачей к беспроводному терминалу.

В случаях, когда условия канала различны, практические ограничения ограничивают скорость, с которой условия конкретного канала могут изменяться без негативного воздействия на работу системы связи. С позиции беспроводного терминала, быстрые изменения в канале связи отследить трудно. Кроме того, быстрые изменения часто приводят к неточной оценке канала, используемой для декодирования полученного сигнала, так как условия канала могли значительно измениться с того момента, как были выполнены измерения канала, на которых базируется оценка канала. Использование контуров обратной связи между базовой станцией и беспроводным терминалом для регулирования мощности и других целей ограничивает скорость, с которой могут изменяться каналы связи, поскольку изменение условий канала со скоростью, большей чем скорость, с которой информацию состояния канала измеряют беспроводным терминалом и направляют обратно на базовую станцию, может привести к тому, что базовая станция будет иметь в значительной степени неточную информацию о состоянии канала.

Ввиду вышеизложенного, очевидным является, что имеется потребность в улучшенных способах и устройствах для поддержания связи в ячейке с множественными беспроводными терминалами, которые могут быть распределены по всей ячейке. Существует потребность в улучшенных способах обеспечения мобильного терминала подходящими условиями канала для получения информации от базовой станции. С позиции планирования, было бы предпочтительным, если бы временной интервал между периодами, когда беспроводной терминал в ячейке встречается с хорошими условиями канала, мог быть минимизирован, так, чтобы беспроводной терминал не нуждался в продолжительных задержках, встретившись с подходящими условиями передачи. Если используют преднамеренные изменения канала, желательно, чтобы скорость, с которой изменения вводят в канал, была меньше, чем скорость, с которой измерения канала выполняют беспроводными терминалами и/или скорость, с которой информацию о состоянии канала направляют обратно на базовую станцию. Было бы желательным, если бы, по меньшей мере, некоторые новые способы были направлены на решение проблемы относительной продолжительности квазистатического условия канала подвижного узла относительно приемлемой задержки планирования. Способы и устройства, которые направлены на уменьшение воздействий помех от соседних ячеек, также были бы предпочтительны. Способы, которые используют разнесение пользователей системы, также были бы предпочтительны, но без ограничения только ими. Такие улучшенные способы могли бы повысить удовлетворенность пользователей, поднять качество обслуживания, повысить эффективность и/или увеличить производительность и пропускную способность.

Раскрытие изобретения

Настоящее изобретение направлено на обеспечение способов и устройств для уменьшения задержки планирования в системе связи. В соответствии с настоящим изобретением, базовая станция поддерживает множество каналов связи с различными физическими характеристиками, и каждый из каналов связи занимает часть доступного ресурса связи. Физическое разделение доступного ресурса связи по множеству параллельных каналов связи с различными физическими характеристиками может быть выполнено разнообразными путями, такими как по частоте, по времени или по коду, или по некоторой их совокупности. В некотором варианте осуществления каналы связи являются ортогональными друг к другу.

Каждый беспроводной терминал измеряет условия канала по различным каналам связи. В каждом канале связи периодически передают пилот-сигнал для обеспечения измерений условий канала. По измеренным условиям канала, можно определить, какой канал в конкретный момент времени имеет лучшие условия канала с позиции беспроводного терминала. Беспроводной терминал обеспечивает информацию о состоянии канала в сообщениях на базовую станцию. Эту информацию используют для управления мощностью и скоростью и/или в целях планирования передачи. В некоторых вариантах осуществления, каждый отдельный беспроводной терминал возвращает информацию о состоянии канала, а базовая станция выбирает, основываясь на информации о состоянии канала, какой канал использовать для передачи информации на беспроводной терминал. Базовая станция обычно будет выбирать канал с лучшими условиями, например, самым высоким ОСШ, из множества каналов, по которым беспроводной терминал обеспечивает информацию о состоянии канала. Если этот лучший канал недоступен, базовая станция может выбрать следующий лучший канал. Для уменьшения количества информации, подлежащего передаче от беспроводного терминала на базовую станции на основе повторения, в некоторых вариантах осуществления беспроводные терминалы выбирают на основании измерений условий канала множественных каналов, какой канал должен быть использован для передачи информации на беспроводной терминал в конкретный момент времени. Беспроводной терминал сообщает выбор канала, как часть информации обратной связи канала, поставляемой базовой станции на периодической основе. В таких вариантах осуществления информация обратной связи, переданная от беспроводного терминала на базовую станцию обычно включает в себя идентификатор канала и информацию о качестве канала, например, отношение сигнала к шуму (ОСШ) или отношение сигнала к помехе (ОСП).

Базовая станция обслуживает много беспроводных терминалов и множественные беспроводные терминалы могут выбирать один и тот же канал, который используется для передачи информации в течение одного и того же периода времени. В случаях, когда канал связи выбран для использования множественными беспроводными терминалами, базовая станция учитывает качество канала, сообщенное отдельными беспроводными терминалами и отдает предпочтение беспроводным терминалам, сообщившим о более высоком качестве канала по отношению к тем, которые сообщают о более низком качестве канала. Другой критерий качества обслуживания и/или равнодоступности также принимают во внимание, когда базовая станция принимает решение планирования, по меньшей мере, в некоторых вариантах осуществления. Задержку планирования уменьшают по сравнению с системами, использующими единственный канал связи, в результате использования множественных каналов с отличающимися физическими характеристиками, которые отражены в качестве канала, сообщаемом беспроводными терминалами.

В различных вариантах осуществления, каналы осуществлены как разделение ресурса эфирной линии связи, причем каждый канал соответствует различной части ресурса эфирной линии связи в терминах времени и/или частоты. Чтобы избежать требования переключения беспроводного терминала между множественными несущими частотами, в некоторых вариантах осуществления, несущая частота, используемая для передачи сигналов на беспроводной терминал является одной и той же по множеству различных каналов связи. В таком варианте осуществления беспроводной терминал может переключаться между каналами без необходимости изменения частоты, используемой для смешивания полученного сигнала из полосы пропускания с модулирующим сигналом, как части процесса демодуляции. Это имеет преимущество, заключающееся в обеспечении быстрого переключения между каналами связи, что позволяет переключению происходить без помех для происходящих сеансов Протокола Интернет (ПИ, IP), даже когда канал, используемый для передачи речи или пакетов данных, изменяют в ходе происходящего сеанса связи IP.

Для обеспечения возможности переключения между каналами на быстрой основе, в некоторых вариантах осуществления беспроводные терминалы поддерживают оценки качества канала и/или оценки канала для множества различных каналов связи в одно и то же время. В таких вариантах осуществления поддерживают, по меньшей мере, две оценки качества канала и/или оценки канала в одно и то же время. Эти две оценки канала обычно являются оценками для двух лучших каналов к беспроводному терминалу, что определено измерениями различных каналов беспроводным терминалом. В варианте осуществления поддерживают 3, 4 или большее число оценок канала. Каждая из оценок канала обычно поддерживается независимая от других оценок канала так, чтобы отдельная оценка канала должным образом отражала конкретные физические характеристики канала, которому она соответствует. Оценки канала обычно основаны на множественных измерениях канала, которые происходят в различные моменты времени.

В некоторых вариантах осуществления используются множественные статические каналы связи. По меньшей мере, в одном таком варианте осуществления используют, по меньшей мере, 3 различных канала. Однако в ячейке возможно использование большего количества каналов с различными физическими характеристиками, например, 4, 8 или даже большего числа.

В то время как использование множественных статических каналов с отличающимися характеристиками обеспечивает преимущества планирования по сравнению с вариантами осуществления, в которых используют единственный канал, еще большие преимущества могут быть получены посредством введения изменений в один или несколько различных каналов связи.

В некоторых вариантах осуществления, способы формирования диаграммы направленности, подобные раскрытым в заявке на выдачу патента США, серийный номер 09/691766, поданной 18 октября 2000 года и включенной в настоящее описание посредством ссылки, используют в отдельных каналах для преднамеренного вызова изменений канала. Множественные антенны передатчика в таком варианте осуществления используют для содействия введению изменений в канал связи. Этот способ приводит к изменениям канала, которые могут использоваться ситуационно-обусловленным планировщиком, подобным используемому в базовой станции по настоящему изобретению.

Посредством комбинирования ситуационно-обусловленного способа формирования диаграммы направленности, например, введением преднамеренных изменений канала, с использованием множественных параллельных каналов связи, задержка планирования может быть уменьшена за пределы преимуществ уменьшения задержки, которые могут быть достигнуты при использовании только одного ситуационно-обусловленного формирования диаграммы направленности. Фактически, в некоторых случаях задержка может быть уменьшена на величину, напрямую связанную, если вообще не пропорциональную, с числом различных каналов, поддерживаемых в ячейке для передачи информации на беспроводные терминалы. Сокращение задержки может быть до уровня, который не был бы возможным при использовании единственного канала и формирования диаграммы направленности, поскольку скорость, на которой может быть использовано формирование диаграммы направленности для изменения канал продуктивным образом, ограничена скоростью, с которой беспроводной терминал измеряет канал и обеспечивает информацию качества канала на базовую станцию.

Использование параллельных каналов связи с множественными ситуационно-обусловленными лучами создает улучшенную версию разнесения передающей антенны, которую можно применять с использованием выбора канала беспроводным терминалом и/или базовой станцией на основании измерений качества канала. Каждый из параллельных каналов связи будет обычно показывать отличное от других качество беспроводного канала, таким образом, позволяя планировщику использовать преимущество разнесения с задержкой, которая будет долей от возможной при использовании единственного канала.

В соответствии с настоящим изобретением, в случае введения преднамеренных изменений в канал связи, скорость, с которой происходят изменения канала, обычно меньше, чем скорость, с которой беспроводные терминалы измеряют качество конкретного канала, который изменяют. Кроме того, скорость, с которой беспроводной терминал обеспечивает информацию обратной связи канала, например, по единственному каналу, является обычно выше скорости, с которой каналы преднамеренно изменяют. В таких вариантах осуществления периодичность вводимых изменений канала обычно более продолжительна, например, в некоторых случаях, по меньшей мере, в два раза больше скорости, с которой измерения качества конкретного канала выполняют и сообщают обратно, на базовую станцию. В таких случаях относительно постепенное изменение в канале, который преднамеренно вводят, не должно иметь существенного воздействия на точность оценки канала, поддерживаемую беспроводным терминалом или информацию о состоянии канала, возвращаемую беспроводным терминалом на базовую станцию.

Для уменьшения возможности повторных периодов помех, воздействующих на один и тот же беспроводной терминал, скоростью, с которой вводят изменения канала в каналы смежных ячеек, управляют для поддержания ее различной. Таким образом, базовые станции смежных ячеек, в некоторых вариантах осуществления, вводят изменения канала с различными скоростями.

Хотя использование множественных элементов передачи, например, множественных антенн, в базовой станции не является основным для настоящего изобретения, во множестве вариантов осуществления настоящего изобретения используют множественные антенны. В некоторых из этих вариантов осуществления, наборы коэффициентов управления поддерживают для управления обработкой сигналов, переданных от базовой станции с использованием различных антенн. В таких вариантах осуществления, различные антенны могут быть использованы для различных каналов связи. В качестве альтернативы, тот же самый набор антенн может быть совместно использован различными каналами связи с обработкой сигналов, используемой для введения изменений амплитуды и/или фазы в сигналы, соответствующие различным параллельным каналам связи. Диаграмма направленности антенны, соответствующая конкретному каналу изменяется в некоторых вариантах осуществления, чтобы таким образом изменить коэффициент усиления канала в конкретном направлении. Коэффициент усиления множественных каналов может быть изменен в унисон для поддержания до возможной степени однородного различия между каналами.

Способ и устройство по настоящему изобретению могут быть использованы в широком диапазоне систем, в том числе с скачкообразной перестройкой частоты, временным разделением и/или системах связи, основанных на кодовом разделении.

Множественные дополнительные признаки и преимущества раскрыты в нижеследующем подробном описании.

Перечень фигур чертежей

Фиг.1 - приводимая в качестве примера система беспроводной связи, осуществленная в соответствии с изобретением.

Фиг.2 - приводимая в качестве примера ячейка системы связи по Фиг.1, приводимые в качестве примера каналы связи и приводимая в качестве примера сигнализация, в соответствии с настоящим изобретением.

Фиг.3 - приводимая в качестве примера базовая станция, подходящая для использования в системе по Фиг.1, осуществленная в соответствии с настоящим изобретением.

Фиг.4 - приводимый в качестве примера беспроводной терминал, подходящий для использования в системе по Фиг.1, осуществленный в соответствии с настоящим изобретением.

Фиг.5 - конструкция приводимых в качестве примера параллельных магистралей, использующая способ разделения времени, между базовой станцией и беспроводными терминалами, в соответствии с изобретением.

Фиг.6 - конструкция приводимых в качестве примера параллельных магистралей, использующая способ частотного разбиения, между базовой станцией и беспроводными терминалами, в соответствии с изобретением.

Фиг.7 - конструкция приводимых в качестве примера параллельных магистралей, использующая комбинацию способов частотного разделения/временного разделения, между базовой станцией и беспроводными терминалами, в соответствии с настоящим изобретением.

Фиг.8 - приводимые в качестве примера параллельные магистрали, использующие частотное разделение для приводимых в качестве примера 5 МГц систем CDMA/OFDM, в соответствии с настоящим изобретением.

Фиг.9 - приводимые в качестве примера параллельные магистрали в 1,25 МГц CDMA или OFDM системе, использующей временное разделение, в соответствии с настоящим изобретением.

Фиг.10 - диаграмма приводимого в качестве примера передатчика, использующего параллельные магистрали и множественные антенны, в соответствии с настоящим изобретением.

Фиг.11 - график, иллюстрирующий ситуационно-обусловленное формирование диаграммы направленности для единственного луча, в соответствии с настоящим изобретением.

Фиг.12 - график, иллюстрирующий ситуационно-обусловленное формирование диаграммы направленности для двух приводимых в качестве примера лучей, в соответствии с настоящим изобретением.

Фиг.13 - использование двух приводимых в качестве примера нисходящих параллельных магистралей (построенных с частотным разделением) и сигнализации восходящей линии связи, включающей в себя сообщения о качестве канала (включающие в себя выбор магистрали посредством БТ), в соответствии с настоящим изобретением.

Фиг.14 - часть приводимой в качестве примера системы беспроводной связи, показывающая вариант осуществления изобретения, приспособленный для приложений, в которых каналы созданы с использованием мультиплексирования с разделением по времени.

Фиг.15 - часть приводимой в качестве примера системы беспроводной связи, показывающая вариант осуществления изобретения, приспособленный для приложений, в которых каналы создают с использованием мультиплексирования с частотным разделением.

Фиг.16 - перемежающиеся магистрали в перемежающихся временных интервалах, в соответствии с изобретением.

Фиг.17 - параллельные магистрали в течение одних и тех же временных интервалов, в соответствии с изобретением.

Фиг.18 - четыре параллельные магистрали с различными характеристиками передачи, которые изменяют во времени.

Фиг.19-22 - изменения в диаграммах направленности антенн во времени, в соответствии с настоящим изобретением.

Фиг.23, которая включает в себя комбинацию Фиг.23А, 23В, 23С - блок-схема приводимого в качестве примера способа задействования системы беспроводной связи в соответствии с настоящим изобретением.

На Фиг.1 представлена приводимая в качестве примера система 100 беспроводной связи, осуществленная в соответствии с настоящим изобретение. Приводимая в качестве примера система 100 беспроводной связи включает в себя множество базовых станций (БС): базовую станцию 1 102, базовую станцию М 114. Ячейка 1 104 зона беспроводного покрытия для базовой станции 1 102. БС 1 102 осуществляет связь со множеством беспроводных терминалов (БТ): БТ (1) 106, БТ (N) 108, расположенных в пределах ячейки 1 104. БТ (1) 106, БТ (N) 108 связаны с БС 1 102 по беспроводным линиям 110, 112, соответственно. Точно так же ячейка М 116 является зоной беспроводного покрытия для базовой станции М 114. БС М 114 осуществляет связь со множеством беспроводных терминалов (БТ): БТ (1') 118, БТ (N') 120, расположенных в пределах ячейки М 116. БТ (1') 118, БТ (N') 120 связаны с БС М 114 беспроводными линиями 122, 124, соответственно. БТ (106, 108, 118, 120) может быть подвижным и/или стационарным устройством беспроводной связи. Подвижные БТ, иногда называемые подвижными узлами (ПУ), могут передвигаться в системе 100 и могут осуществлять связь с базовой станцией, соответствующей ячейке, в которой они расположены. Область 134 представляет собой граничную область между ячейкой 1 104 и ячейкой М 116.

Сетевой узел 126 связан к БС 1 102 и БС М 114 сетевыми линиями 128, 130 связи, соответственно. Сетевой узел 126 также связан с другими сетевыми узлами/Интернет сетевой линией 132 связи. Сетевые линии 128, 130, 132 связи могут быть, например, волоконно-оптическими линиями связи. Сетевой узел 126, например, узел маршрутизатора, обеспечивает соединяемость для БТ, например, БТ (1) 106 с другими узлами, например, другими базовыми станциями, узлами сервера ААА, узлами Домашних агентов, равноправными участниками связи, например, БТ (N'), 120, и т.д., расположенными вне его ячейки настоящего местоположения, например ячейки 1 104.

На Фиг.2 приведен чертеж 200 ячейки 1 104, иллюстрирующий приводимые в качестве примера каналы связи и приводимую в качестве примера сигнализацию, в соответствии с настоящим изобретением. Фиг.2 представляет связь в пределах ячейки 1 104 между БС 1 102 и БТ (БТ(1) 106, BT(N) 108). БС 1 102 включает в себя множественные передающие антенны, например, антенну 1 202 передатчика, антенну N 204 передатчика. Базовая станция 502 может выполнять передачу по множественными антеннами 202, 204 на каждый из БТ 106, 108.

На Фиг.2 эти две сплошные линии (206, 208), по одной от каждой антенны (202, 204) к БТ (1) 106, представляют первую магистраль к БТ (1) 106. Точно так же две пунктирные линии (210, 212), по одной от каждой антенны (202, 204) к БТ (1) 106, представляют вторую магистраль к БТ (1) 106. Таким образом, сплошные линии (206, 208) соответствуют одному набору сигналов связи, которые объединяются в эфире, чтобы работать как один нисходящий канал связи с БТ (1) 106, тогда как пунктирные линии (210, 212) представляют сигналы, которые объединяются в эфире и работают как второй нисходящий канал связи с БТ (1) 106.

Подобным образом, две сплошные линии (214, 216), по одной от каждой антенны (202, 204) к БТ (N) 108, представляют первую магистраль к БТ (N) 108; две пунктирные линии (218, 220), по одной от каждой антенны (202, 204) к БТ (N) 108, представляют вторую магистраль к БТ (N) 108. Таким образом, сплошные линии (214, 216) соответствуют одному набору сигналов связи, которые объединяются в эфире, чтобы работать как один нисходящий канал связи с БТ (N) 108, тогда как пунктирные линии (218, 220) представляют сигналы, которые объединяются в эфире и работают как второй нисходящий канал связи с БТ (N) 108. С позиции каждого БТ 106, 108, они связаны с БС 1 102 двумя отдельными магистралями, из которых информация может быть получена в любое заданное время. Беспроводные терминалы (106, 108) обеспечивают информацию обратной связи на базовую станцию 1 102 как представлено стрелками (222, 224), исходящими от каждого БТ (106, 108), соответственно, к базовой станции 102. Сигналы обратной связи к базовой станции могут включать в себя информацию относительно каждой из этих магистралей. На основании этой информации обратной связи, БС 102 может определять, какую магистраль использовать и когда передать данные на БТ (1) 106 и/или БТ (N) 108. В некоторых вариантах осуществления каждый БТ (106, 108) посылает сигнал БС 102, указывающий, какие из магистралей должны быть использованы в любой момент времени.

На Фиг.3 представлена приводимая в качестве примера базовая станция 300, осуществленная в соответствии с настоящим изобретением. Приводимая в качестве примера БС 300 может быть более детализированным представлением любой из БС, БС 1 102, БС М. 114 по Фиг.1. БС 300 включает в себя приемник 302, передатчик 304, процессор, например, ЦП, 306, интерфейс 308 ввода-вывода, устройства 310 ввода-вывода и память 312, связанный друг с другом шиной 314, по которой различные элементы могут выполнять обмен данными и информацией. Кроме того, базовая станция 300 включает в себя антенну 216 приемника, которая связана с приемником 302. Базовая станция 300, как показано на Фиг. 3, также включает в себя множественные антенны передатчика, (антенна 1 318, антенна n 322), которые физически разнесены друг от друга. Антенны 318, 322 передатчика используются для того, чтобы передавать информацию от БС 300 на БТ 400 (см. Фиг.4), в то время как антенну 216 приемника используют для получения информации, например, информация обратной связи об условиях канала, а также данных, от БТ 400.

Память 312 включает в себя подпрограммы 324 и данные/информацию 326. Процессор 306, выполняет подпрограммы 324 и использует данные/информацию 326, хранимые в памяти 312 для управления всей работы базовой станции 300 и осуществления способов по настоящему изобретению. Устройства 310 ввода-вывода, например дисплеи, принтеры, клавиатуры и т.д., отображают системную информацию администратору станции и принимают вводимые команды управления и/или контроля от администратора. Интерфейс 308 ввода-вывода связывает базовую станцию 300 с вычислительной сетью, другими сетевыми узлами, другими базовыми станциями 300 и/или Интернет. Таким образом, через интерфейс 308 ввода-вывода базовые станции 300 могут выполнять обмен информацией об абоненте и другими данными, а также синхронизировать передачу сигналов на БТ 400, если это желательно. Кроме того, интерфейс 308 ввода-вывода обеспечивает высокоскоростное подключение к Интернет, позволяющее пользователям БТ 400 получать и/или передавать информацию по Интернет через базовую станцию 300. Приемник 302 обрабатывает сигналы, полученные по антенне 216 приемника и извлекает из полученных сигналов информационное содержимое, включенное в них. Извлеченную информацию, например, данные и информацию обратной связи об условиях канала, подают на процессор 306 и сохраняют в памяти 312 по шине 314. Передатчик 304 передает информацию, например данные, и пилот-сигналы на БТ 400 по множественным антеннам, например антеннам 318, 322. Передатчик 304 включает в себя множество модулей управления фазой/амплитудой, модуль 1 316 управления фазой/амплитудой, модуль n 320 управления фазой/амплитудой. В представленном примере по Фиг.3, отдельный модуль управления фазой/амплитудой, (316, 320) связан с каждой из передающих антенн (318, 322), соответственно. Антенны 318, 322 в ВС 300 разнесены достаточно далеко так, чтобы сигналы от антенн 318, 322 прошли по статистически независимым трактам, и, таким образом, каналы, по которым проходят сигналы, будут независимы друг от друга. Расстояние между антеннами 318, 322 является функцией углового распространения БТ 400, частоты передачи, рассеяния среды и т.д. Вообще говоря, разнесение в половину длины волны между антеннами, на основании частоты передачи, является обычно достаточной минимальной дистанцией разнесения между антеннами, в соответствии с изобретением. Соответственно, в различных вариантах осуществления, антенны 318, 322 разнесены на половину длины волны или более, причем длина волны определена несущей частотой f_k передаваемого сигнала.

Модули 316, 320 управления фазой и амплитудой выполняют модуляцию сигнала и управляют фазой и/или амплитудой сигнала, который будет передан под управлением процессора 306. Модули 316, 320 управления фазой/амплитудой привносят изменения амплитуды и/или фазы в, по меньшей мере, один из множества, например, в два, сигналов, передаваемых на БТ 400, чтобы таким образом создать изменение, например, изменение амплитуды во времени, в составном сигнале, полученном БТ 400, которому информация передана от множественных антенн 318, 322. Модули 316, 320 управления также способны изменять скорость передачи данных, под управлением процессора 306, в функциональной зависимости от условий канала, в соответствии с настоящим изобретением. В некоторых вариантах осуществления, модули 316, 320 управления фазой/амплитудой изменяют фазу и/или амплитуду посредством изменения коэффициентов.

Как упомянуто выше, процессор 306 управляет работой базовой станции 300 под руководством подпрограмм 324, сохраненных в памяти 312. Подпрограммы 324 включают в себя подпрограммы 328 связи и подпрограммы 330 управления базовой станцией. Подпрограммы 330 управления базовой станцией включают в себя модуль 332 планировщика/арбитража передачи и модуль 334 планировщика/арбитража приема, Данные/Информация 326 включают в себя данные 336 передачи и множество данных/информации 338 беспроводного терминала (БТ). Данные/информация 338 БТ включают в себя информацию 340 БТ 1 и информацию 342 БТ N. Каждый набор информации БТ, например, информация 340 БТ 1, включает в себя данные 344, информацию 346 ИД терминала, информацию 348 о состоянии канала и сохраненную информацию 350 об абоненте. Сохраненная информация 350 об абоненте включает в себя информацию 352 о схеме модуляции, информацию 354 о передающей антенне и информацию 356 о частоте передачи. Данные 356 передачи включают в себя данные, например, пользовательские данные, предназначенные для передачи на БТ 400, расположенный в пределах ячейки БС 300. Данные 344 включают в себя пользовательские данные, связанные с БТ 1, например, данные, полученные от БТ 1 и предназначенные для направления на равноправный узел связи, например, БТ N, и данные, принятые от равноправного по отношению к БТ 1 узла, например, БТ N, предназначенные для направления на БТ 1. Информация 346 ИД терминал включает в себя текущую идентичность, выделенную базовой станцией для БТ 1. Информация 348 о состоянии канала включает в себя информацию обратной связи от БТ 1, такую как, например, информацию оценки нисходящего канала (каналов) и/или выбранный БТ 1 нисходящий канал.

Модуль 332 планировщика/арбитража передачи планирует, когда будут переданы данные 336 передачи, например, выгружены, на БТ 400. Как часть процесса планирования, модуль 332 выполняет арбитраж потребностей различных БТ 400 в получении данных. Модуль 334 планировщика/арбитража приема планирует, когда БТ 400 будет позволено загрузить данные в БС 300. Также как и планировщик 332 передачи, планировщик 334 приема может выполнять арбитраж нескольких БТ 400 пытающихся загрузить данные в одно и то же время. В соответствии с настоящим изобретением, модули 332, 334 выполняют операции планирования, в функциональной зависимости от полученной информации обратной связи об условиях канала, например, информации 348 о состоянии канала БТ 1. Подпрограммы 328 связи определяют частоту и скорость передачи данных, а также соответствующую методику кодирования или модуляции, которые следует использовать для осуществления связи с каждым БТ 400. Подпрограмма 328 связи может обращаться к сохраненной информации о состоянии канала и информации об абоненте, например, информации 344 о состоянии канала БТ1 и сохраненной информации 350 об абоненте БТ1 для получения соответствующей информации, используемой подпрограммами 324. Например, подпрограммы 328 связи могут обращаться к информации 348 о состоянии канала, полученной по обратной связи, для определения соответствующей скорости передачи данных, которую следует использовать при осуществлении связи с БТ 400. Кроме того, другая сохраненная информация 350 об абоненте, такая как информация 352 о схеме модуляции, информация 354 о передающей антенне и информация 356 о частоте передачи, может быть найдена и использована для определения соответствующей схемы модуляции, числа передающих антенн и частоты передачи, которые следует использовать для осуществления связи с конкретным БТ 400 спланированным для получения информации.

Тогда как в некоторых вариантах осуществления используют единственную антенну для передачи информации на БТ 400, использование множества физически разнесенных антенн 318, 332 позволяет передавать одну и ту же информацию из различных местоположений с управляемыми различиями в фазах и/или амплитудах, привносимыми в, по меньшей мере, один из переданных сигналов для выполнения искусственной дисперсии на принимающем БТ 400.

На Фиг.4 представлен приводимый в качестве примера беспроводной терминал 400, осуществленный в соответствии с настоящим изобретением. Приводимый в качестве примера беспроводной терминал 400 может быть более детализированным представлением любого из БТ 106, 108, 118, 120 в приводимой в качестве примера системе 100 беспроводной связи по из Фиг.1. БТ 400 включает в себя приемник 402, передатчик 404, устройства 406 ввода-вывода, процессор, например, ЦП, 408, и память 410, связанные друг с другом шиной 412, по которому различные элементы могут выполнять обмен данными и информацией. Приемник 402 связан с антенной 414; передатчик 404 связан с антенной 416. В некоторых вариантах осуществления, вместо двух отдельных антенн 414 и 416 может использоваться единственная антенна.

Сигналы нисходящей линии связи, переданные от БС 300, получают по антенне 414 и обрабатывают приемником 402. Передатчик 404 передает на БС 300 сигналы восходящей линии связи по антенне 416. Сигналы восходящей линии связи включают в себя информацию оценки нисходящего канала обратной связи и/или информацию, идентифицирующую выбранный нисходящий канал по которому БТ 400 запрашивает, что должны быть переданы данные нисходящей линии связи, в соответствии с изобретением. Устройства 406 ввода-вывода включают в себя устройства интерфейса пользователя, такие как, например, микрофоны, громкоговорители, видеокамеры, видеодисплеи, клавиатуру, принтеры, дисплеи данных терминала и т.д. Устройства 406 ввода-вывода могут быть использованы для осуществления интерфейса с оператором БТ 400, например, позволяя оператору вводить пользовательские данные, речь и/или видео, направляемые на равноправный узел и позволяя оператору отображать пользовательские данные, речь и/или видео, сообщаемые от равноправного узла, например, другого БТ 400.

Память 410 включает в себя подпрограммы 418 и данные/информацию 420. Процессор 408 выполняет подпрограммы 418 и использует данные/информацию 420 в памяти 410 для управления основной работой БТ 400 и осуществления способов по настоящему изобретению. Подпрограммы 418 включают в себя подпрограмму 422 связи и подпрограммы 424 управления БТ. Подпрограммы 424 управления БТ включают в себя модуль 426 измерения условий канала и модуль 428 выбора канала.

Данные/Информация 420 включают в себя данные 430 передачи, сохраненную информацию 432 базовой станции и пользовательскую информацию 434. Пользовательская информация 434 включает в себя информацию идентификации 436 базовой станции, информацию 438 ИД терминала, информацию 440 о выделенном нисходящем канале, множество информации измерения канала (информация 442 измерения канала 1, информация 446 измерения канала N), множество информации оценки канала (информация 444 оценки канала 1, информация 448 оценки канала N) и информацию 450 о выбранном канале. Данные 430 передачи включают в себя пользовательские данные, например, данные/информацию, которые будут переданы на БС 300, предназначенные для равноправного узла в сеансе связи с БТ 400, информацию обратной связи нисходящего канала и/или выбранный нисходящий канал. Сохраненная информация 432 базовой станции включает в себя информацию, специфическую в отношении каждой базовой станции, например, значения наклона, которые могут быть использованы в последовательностях перескока, несущие частоты, используемые различными базовыми станциями, способы модуляции, используемые различными базовыми станциями, изменения формирования диаграммы направленности, которые зависят от базовой станции и т.д. Пользовательская информация 432 включает в себя информацию, в настоящее время используемую БТ 400. Информация ИД базовой станции 436 включает в себя идентифицирующую информацию базовой станции, в ячейке которой находится в настоящее время БТ 400, например, значение наклона, используемое в последовательности перескока. Информация 348 ИД терминала представляет собой выделенный базовой станцией ИД, используемый для текущей идентификации БТ 400 БС 300, в чьей ячейке расположен БТ. Информация 440 о выделенном нисходящем канале включает в себя нисходящий канал, выделенный БС 300 для БТ 400, по которому ожидается передача пользовательских данных. Информация 442 измерения канала 1 включает в себя измерения полученных сигналов, соответствующих каналу 1, например, измерения пилот-сигнала, переданного по нисходящему каналу 1, такие, как ОСШ (Отношение Сигнала к Шуму), ОСП (Отношение Сигнала к Помехе) и т.д. Информация измерения Канала N включает в себя измерение полученных сигналов, соответствующих каналу N, например, измерения пилот-сигнала, переданного по нисходящему каналу N, такие, как ОСШ, ОСП и т.д. Информация 444 оценки Канала 1 включает в себя оценки нисходящего канала 1, например, основанные на информации 442 измерения канала 1. Информация 448 оценки канала N включает в себя оценки нисходящего канала 2, основанные на информации 446 измерения канала N. Информация 450 о выбранном канале включает в себя информацию, идентифицирующую то, какой канал БТ 400 был идентифицирован, как более желательный нисходящий канал, например, какой из нисходящих каналов 1, N сформированной диаграммы направленности наилучшим образом подходит в настоящее время для БТ 400. Информация 450 о выбранном канале может также включать в себя информацию измерения канала, соответствующую выбранному каналу.

Подпрограмма 422 связи управляет передачей и приемом данных передатчиком 404 и приемником 402, соответственно. Подпрограмма 422 связи может изменять скорость передачи данных, в соответствии с настоящим изобретением, на основании условий канала. Кроме того, подпрограмма 422 связи учитывает информацию планирования, полученную от БС 300 для гарантированной передачи данных 430 передачи на БТ 400 в моменты времени, авторизованные БС 300. Подпрограммы 422 связи передают информацию о состоянии канала, например, информацию 442, 446 измерения канала, информацию 450 о выбранном канале и/или информацию обратной связи о амплитуде/фазе на БС 300 посредством передатчика 404. Подпрограммы 422 связи также отвечают за управление отображением и/или звуковым представлением устройством 406 ввода-вывода полученной информации пользователю БТ.

Модуль 426 измерения условий канала измеряет условия канала, получая информацию 442 измерения канала 1, информацию 446 измерения канала N. Модуль 426 измерения условий канала также обрабатывает информацию 442, 446 измерения канала и получает информацию 444, 448 оценки канала, соответственно. Модуль 426 измерения условий канала также обеспечивает информацию обратной связи об амплитуде и/или фазе подпрограмме 422 связи. Модуль 428 выбора канала сравнивает информацию измерения канала, например, информацию 442 измерения канала 1, информацию 446 измерения канала N, выбирая, какой из каналов лучше, сохраняет выбор в информации 450 о выбранном канале и предоставляет информацию 450 о выбранном канале подпрограмме 422 связи. Подпрограмма 422 связи затем передает информацию 442, 446 измерения канала, информацию 450 о выбранном канале и/или информацию об амплитуде/фазе на БС 300 посредством передатчика 404.

На Фиг.5 представлен приводимый в качестве примера вариант осуществления конструкции параллельных магистралей, например, нисходящих каналов между БС 300 и БТ 400. В способе разделения времени по Фиг.5 время разделено на параллельные магистрали, каждая из которых может быть использована одновременно для передачи сигналов в различном временном интервале, но используя одну и ту же полосу пропускания. На Фиг.5 представлен график 500 зависимости частоты по вертикальной оси 502 от времени по горизонтальной оси 504. Ресурс эфирной линии связи, представленный прямоугольником 506, разделен во времени в приводимых в качестве примера четырех параллельных магистралях 508, 510, 512, 514. В способе разделения времени, каждая их параллельных магистралей 508, 510, 512, 514 занимает всю полосу 516 пропускания, но в пределах различных временных интервалов 518, 520, 522, 524.

На Фиг.6 представлен другой приводимый в качестве примера вариант осуществления конструкции параллельных магистралей, например, нисходящих каналов между БС 300 и БТ 400. В способе частотного разбиения по Фиг.6, полоса пропускания разделена на параллельные магистрали, каждая из которых может использоваться одновременно для параллельной передачи сигналов. На Фиг.6 представлен график 600 зависимости частоты по вертикальной оси 602 от времени по горизонтальной оси 604. Ресурс эфирной линии связи, представленный прямоугольником 606, разделен по частоте в приводимые в качестве примера пять параллельных магистралей 608, 610, 612, 614, 616. В способе частотного разделения, каждая параллельная магистраль 608, 610, 612, 614, 616 занимает различный частотный диапазон 618, 620, 622, 624, 626, но занимает весь временной интервал 628.

На Фиг.7 представлен другой вариант осуществления конструкции параллельных магистралей, например, нисходящих каналов между БС 300 и БТ 400. В варианте осуществления по Фиг.7 вышеупомянутые варианты осуществления способа частотного разделения (Фиг.6) и способ временного разделения (Фиг.5) скомбинированы для создания параллельных магистралей. На Фиг.7 представлен график 700 зависимости частоты по вертикальной оси 702 от времени по горизонтальной оси 704. Ресурс эфирной линии связи, представленный прямоугольником 706, подразделен на 12 параллельных магистралей 708, 710, 712, 714, 716, 718, 720, 722, 724, 726, 728, 730.

На Фиг.8 и 9 представлены приводимые в качестве примера варианты использования параллельных магистралей в приводимых в качестве примера системах CDMA и OFDM. На Фиг.8 представлены параллельные магистрали в приводимых в качестве примера системах, использующих частотное разделение. На Фиг.8, чертеж 850 показывает частоту по горизонтальной оси 802, соответствующую приводимой в качестве примера системе CDMA, имеющей полосу 804 пропускания в 5 МГц всего, которая разделена на три несущих 806, 808, 810, каждая представляющая 1,25 МГц магистрали 810, 812, 814. Таким образом, в той 5 МГц системе CDMA имеется три параллельных магистрали, магистраль 1 810, магистраль 2 812 и магистраль 3 814. Чертеж 850 представляет по горизонтальной оси 852 частоту, соответствующую приводимой в качестве примера системе OFDM, также имеющей полосу 854 пропускания в 5 МГц всего, которая разделена на N тонов 853. На этой фигуре эти тоны N сгруппированы в четыре поднабора, магистраль 1 856, магистраль 2 858, магистраль 3 860, магистраль 4 862. Таким образом, в этой 5 МГц системе OFDM имеется четыре параллельных магистрали 856, 858, 860, 862.

На Фиг.9 представлен график 900 зависимости частоты по вертикальной оси 902 от времени по горизонтальной оси 904. Приводимая в качестве примера система CDMA или OFDM, представленная на Фиг.9, имеет полосу 906 пропускания в 1,25 МГц всего, которая совместно используется двумя параллельными магистралями 908, 910 методом временного разделения. В первом временном интервале 912 (t=t₀ до t=t₁) используют магистраль 1 908; во втором временном интервале 914 (t=t₁ до t=t₂) используют магистраль 2 910; в третьем временном интервале 916 (t=t₂ до t=t₃) используют магистраль 1 908; в четвертом временном интервале 918 (t=t₃ до t=t₄) используют магистраль 2 910.

В различных вариантах осуществления настоящего изобретения могут изменяться полоса пропускания, число магистралей, число несущих, число тонов и/или число поднаборов. В различных вариантах осуществления настоящего изобретения может изменяться выделение разделений для каждой магистрали.

В соответствии с изобретением БТ 400 под управлением модуля 426 измерения условий канала управляет приемником 402 для измерения принятых сигналов, чтобы получить качество канала каждой из параллельных магистралей. Информацию измерения (442, 446) канала (1, N) получают из принятого сигнала. Измерения отдельных каналов множественных параллельных магистралей позволяют БТ 400 выполнять выбор магистрали. Информация измерения (442, 446) канала (1, N) может включать в себя отношение сигнала к помехе (ОСП) и характеристики замирания. Каждая параллельная магистраль может иметь свой собственный пилот-сигнал (пилот-сигналы) для облегчения измерения качества канала, и плотности используемых пилот-сигналов могут зависеть от разделения ресурса эфирной линии связи.

Затем БТ 400 сообщает результаты измерений обратно, источнику передачи, БС 300. В некоторых вариантах осуществления, сообщение является частым и/или периодическим. В одном варианте осуществления, сообщение о качестве канала включает в себя перечень измерений качеств канала в отдельных параллельных магистралях, например, информацию измерения (442, 446) канала (1, N). В другом варианте осуществления, сообщение о качестве канала включает в себя индекс одной из параллельных магистралей, которая имеет лучшее качество канала, и соответствующее измерение качества канала, например, информацию о выбранном канале 450.

В соответствии с изобретением, для беспроводной системы, например, системы 100, оборудованной множественными антеннами 318, 322 передатчика на базовой станции 300, антенны 318, 322 используют для создания различных ситуационно-обусловленных лучей для различных параллельных магистралей. В целях описания, рассмотрим случай наличия двух антенн. Этот же самый принцип может быть легко распространен на случай наличия многих антенн. Пусть К обозначает число параллельных магистралей.

Обозначим сигнал, который будет передан в момент времени t по К параллельным магистралям, как

(Примечание: В некоторых местах векторы отмечены линиями над символом, в других местах векторы обозначены подчеркиванием и/или жирным шрифтом. Эти условные обозначения могут использоваться в настоящих материалах взаимозаменяемо).

В приводимом в качестве примера обобщенном описании изобретения, два сигнала получают из этого базового сигнала и передают по двум передающим антеннам, соответственно. Два полученных сигнала могут быть описаны как

где C_k(t) и d_k(t) являются, вообще говоря, комплексными изменяющимися во времени коэффициентами, наложенными на сигнал по k-м параллельным магистралям по первой и второй передающим антеннам соответственно. В соответствии с изобретением коэффициенты {C₁(t), C₂(t),..., c_k(t)} и {d₁(t), d₂(t),..., d_k(t)} независимы от переданного сигнала .

На Фиг.10 представлена схема 1000 приводимого в качестве примера варианта осуществления изобретения, использующего множественные передающие антенны (1002, 1004), передающие по параллельным магистралям. На Фиг.10 показаны k параллельных магистралей и две антенны. Компонент 1006 магистрали 1, компонент 1008 магистрали 2,..., и магистраль k 1010 соответствуют антенне 1 1002. Компонент 1012 магистрали 1, компонент 1014 магистрали 2,..., и магистраль k 1016 соответствуют антенне 2 1004.

Входной сигнал S₁(t) 1018 умножают посредством умножителя 1020 на комплексный изменяющийся во времени коэффициент C₁(t) 1022, генерируя компонент 1006 магистрали 1; компонент 1006 магистрали 1 подают на вход устройства 1024 объединения. Входной сигнал S₂(t) 1026 умножают посредством умножителя 1028 на комплексный изменяющийся во времени коэффициент C₂(t) 1030 генерируя компонент 1008 магистрали 2; компонент 1008 магистрали 2 подают на вход устройства 1024 объединения. Входной сигнал S_k(t) 1032 умножают посредством умножителя 1034 на комплексный изменяющийся во времени коэффициент C_k(t) 1034 генерируя компонент 1010 магистрали k; компонент 1010 магистрали 4 подают на вход устройства 1024 объединения. Входной сигнал S₁(t) 1018 умножают посредством умножителя 1038 на комплексный изменяющийся во времени коэффициент d₁(t) 1040, генерируя компонент 1012 магистрали 1; компонент 1012 магистрали 1 подают на вход устройства 1042 объединения. Входной сигнал S₂(t) 1026 умножают посредством умножителя 1044 на комплексный изменяющийся во времени коэффициент d₂(t) 1046 генерируя компонент 1014 магистрали 2; компонент 1014 магистрали 2 подают на вход устройства 1042 объединения. Входной сигнал S_k(t) 1032 умножают посредством умножителя 1048 на комплексный изменяющийся во времени коэффициент d_k(t) 1050 генерируя компонент 1016 магистрали k; компонент 1016 магистрали 4 подают на вход устройства 1042 объединения.

Схема, представленная на Фиг.10, может быть, например, частью передатчика 304 в базовой станции 300. В примере по Фиг.10 устройство (1024, 1042) объединения используют для объединения сигналов от различных магистралей для передачи с использованием антенны. Каждое из представленных устройств объединения берет сигналы, передаваемые по параллельным "магистралям" и обрабатывает их для генерирования сигнала, который будет передан по единственной физической антенне. Устройство 1024 объединения берет компонент 1006 магистрали 1, компонент 1008 магистрали 2,..., компонент 1010 магистрали k и комбинирует их в сигнал S¹(t) 1052, который передают по антенне 1 1002. Устройство 1042 объединения берет компонент 1012 магистрали 1, компонент 1014 магистрали 2,..., компонент 1016 магистрали k и комбинирует их в сигнал S₂(t) 1054, который передает по антенне 2 1004. В случае магистралей, созданных во временном домене, устройства 1024, 1042 объединения могут быть выполнены, как мультиплексоры. Для магистралей частотного домена, устройства 1024, 1042 объединения могут быть выполнены как "сумматоры", так как они объединяют сигналы, которые принадлежат различным диапазонам частот.

Изобретение приводит к коэффициенту усиления при разнесенной передачи, реализуемому в приемнике 402 БТ 400. Обозначим ответы канала от этих двух антенн к приемнику, как h_c(t) и h_d(t), соответственно. В целях упрощения описания, предположим, что ответ канала от любой антенны 318, 322 (в БС 300) к приемнику 402 (в БТ 400) является постоянным по частоте. Однако это предположение никоим образом не ограничивает изобретение. Поэтому сигнал, полученный приемником 402 (в БТ 400) является

где k-й элемент в векторе является полученным сигналом по k-й параллельной магистрали. Следовательно, когда изобретение применено к системе с двумя передающими антеннами и множественными параллельными магистралями, сложный ответ канала в k-й параллельной магистрали от передатчика к приемнику эффективно задается C_k(t)h_c(t)+d_k(t)h_d(t). С подходящим выбором значений коэффициентов {C_k(t)} {d_k(t)} в передатчике 304 (в БС 300), по меньшей мере, одна магистраль должна иметь с высокой вероятностью подходящее качество сложного канала, хотя ответы сложного канала других магистралей могут иметь плохое качество. В любом случае, запаздывание, испытываемое приемником 402 (в БТ 400) в ожидании момента времени, когда он испытывает высокое качество канала, существенно уменьшается, так как он может выбирать между подходящими моментами планирования на множественных магистралях.

Идея ситуационно-обусловленной парадигмы формирования диаграммы направленности состоит в том, что передатчик 304 (в ВС 300) выбирает правильные значения коэффициентов, приемник 402 (в БТ 400) независимо измеряет качества каналов параллельных магистралей. БТ 400 сообщает БС 300 (с передатчиком 304) результаты измерений, а БС 300 управляет передатчиком 304 для посылки графика приемнику 402 с теми магистралями, которые имеют хорошее качество канала. Чтобы использовать изобретение, приемнику 402 не нужно подробно оценивать h_c(t) и h_d(t).

В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения, каждая из параллельных магистралей имеет свой собственный ситуационно-обусловленный луч. На Фиг.11 представлен график 1100, иллюстрирующий ситуационно-обусловленное формирование диаграммы направленности для единственного луча. На Фиг.11 представлена зависимость полученного ОСШ по вертикальной оси 1102 от временных интервалов по горизонтальной оси 1104; показана характеристика единственного ситуационно-обусловленного луча 1106 соответствующего единственной параллельной магистрали. На Фиг.12 представлен график 1200, иллюстрирующий ситуационно-обусловленное формирование диаграммы направленности для двух приводимых в качестве примера лучей. На Фиг.12 представлена зависимость полученного ОСШ, по вертикальной оси 1202, от временных интервалов по горизонтальной оси 1204; характеристика ситуационно-обусловленного луча 1 1206 соответствует первой параллельной магистрали, тогда как характеристика ситуационно-обусловленного луча 2 1208 соответствует второй параллельной магистрали. Комплексные изменяющиеся во времени веса откорректированы так, чтобы лучи были эффективно сдвинуты друг от друга. Приемник 402 видит, что качество канала изменяется во времени на любой конкретной магистрали. Обычно, приемник 402 воспринимает высокое качество канала на одной из магистралей (и соответствующих лучах), когда другая магистраль (и соответствующий луч) предлагает низкое качество канала, как представлено на Фиг.12. Легко увидеть, что использование двух лучей эффективно уменьшает задержку приемника 402 в ожидании момента времени, когда качество канала высоко и приемник 402 может сделать выбор между лучами в зависимости от качества их канала. Приемник 402 имеет возможность выбирать самый сильный из этих вращающихся лучей и сообщать о магистрали, связанной с выбранным лучом (и о соответствующем качестве канала) на передатчик 304), так, что передатчик 304 может послать график приемнику 402 по магистрали с лучшим качеством канала.

В настоящем изобретении, с множеством вращающихся лучей, передаваемых по параллельным магистралям, приемник 402 может видеть качество разнесенного канала в короткий период времени, и поэтому запаздывание в получении хорошего качества канала значительно уменьшается.

Выбор коэффициентов {C_k(t), d_k(t)} является весьма гибким. В одном варианте осуществления, {C_k(t)} устанавливают постоянным, {d_k(t)} устанавливают представляющим собой комплексное число постоянной амплитуды с фазой, вращающейся во времени, и компонентами фазы {d_k(t)}, являющимися равномерными во времени:

C_k(t)=l

d_k(t)=exp(j2πft+U_k), где сдвиги фазы {U_k} равномерно распределены в [0,2л].

Например, для К=3, U₁=0 , а для К=4, U₁=0. Этот конкретный вариант осуществления приводит к многочисленным ситуационно-обусловленным лучам, каждый из которых вращается с частотой f.

Как особый случай варианта осуществления f может быть нулем, то есть ситуационно-обусловленные лучи не вращаются. В этом случае коэффициенты могут быть выбраны или случайным способом, или с равномерно распределенными фазами, и могут считаться постоянными, по меньшей мере, в течение некоторого периода времени. Этот специальный случай особенно привлекателен, когда реализовано большое количество параллельных магистралей (К>2). При наличии большого числа параллельных магистралей, очень вероятно, что в любое заданное время приемник 402 может найти, по меньшей мере, одну магистраль, которая имеет "весьма сформированную диаграмму направленности".

Как обобщение варианта осуществления, коэффициенты могут использовать различные и изменяющиеся во времени амплитуды

где {α_k(t)} являются вещественными числами.

Вообще говоря, число сформированных магистралей не должно быть тем же самым, что и число ситуационно-обусловленных лучей, реализованных с использованием множественных антенн. Множественные лучи (вплоть до числа передающих антенн) могут быть реализованы в одной и той же магистрали, с приемниками, отслеживающими качество сигнала по каждому из этих лучей по каждой из этих магистралей. Фактически, различные пользователи могут затем быть спланированы по разным лучам в магистрали. Например, в случае двух лучей в магистрали один пользователь может иметь нуль по первому лучу и будет спланирован по второму лучу. Другой пользователь может быть в обратной ситуации, имея нуль на втором луче и будет спланирован по первому лучу.

Когда магистрали сформированы посредством разделения полосы пропускания и полная ширина полосы пропускания системы является большей, чем когерентная полоса пропускания, описанный способ выбора луча может использовать коэффициенты усиления с разнесением как от разнесения передающей антенны, так и от частотного разнесения, доступных в системе без необходимости какой-либо задержки планирования.

В сотовой среде, качество канала определяют не только составляющей сигнала, но также и составляющей помехи. Чтобы оптимизировать качество канала, могут быть использованы множественные передающие антенны и параллельные магистрали так, чтобы приемник 402 имел весьма сформированную диаграмму направленности в своей желаемой ячейке, например, ячейке 1104 (ситуационно-обусловленное формирование диаграммы направленности) и в то же время был весьма обнуленным в своих соседних ячейках, например, ячейке М 116 (ситуационно-обусловленное обнуление). В одном варианте осуществления изобретения, в каждой ячейке можно независимо применять изобретение, раскрытое в вышеприведенном описании, за исключением того, что частота вращения лучей f, используемая в соседних ячейках, может быть различной.

На Фиг.13 представлено использование двух параллельных магистралей, обозначенных, как 1 и 2, сформированных посредством частотного разделения в системе мультиплексированного деления частоты, например, системы OFDM. График 1300 представляет зависимость частоты нисходящей линии связи, по вертикальной оси 1302, от времени по горизонтальной оси 1304. Частота нисходящей линии связи подразделена на магистраль 1 1306 и магистраль 2 1308. Каждый прямоугольник на графике 1300 представляет сегмент магистрали нисходящего графика. Чертеж 1350 представляет сигнализацию восходящей линии связи, например, сообщения о качестве нисходящего канала от трех приводимых в качестве примера БТ 400 (БТ А, БТ В, БТ С) на БС 300, в соответствии с изобретением.

БТ 400 (А, В, С), включающие их соответствующие приемники 402 (А, В, С), измеряют и оценивают качество канала каждой из параллельных магистралей, используя пилот-сигналы, передаваемые БС 300 в сигнализации нисходящей линии связи в этих магистралях. БТ 400 (А, В, С) затем сообщают обратно о лучшем значении качества канала и соответствующем индексе параллельной магистрали, в своих соответствующих сообщениях 1352, 1354, 1356 о качестве канала. В этом примере ситуационно-обусловленное формирование диаграммы направленности таково, что качество канала (ОСП), измеренное приемником А для двух магистралей является 0 дБ и 10 дБ, ОСП, измеренное приемником В для двух магистралей является 5 дБ и -3 дБ, а ОСП, измеренное приемником С для двух магистралей является 0 дБ и -2 дБ. Поэтому, БТ А сообщает, что магистраль с индексом 2 имеет лучшее качество канала и ОСП составляет 10 дБ, БТ В сообщает, что магистраль с индексом 1 имеет лучшее качество канала и ОСП составляет 5 дБ, и БТ С сообщает, что магистраль с индексом 1 имеет лучшее качество канала и ОСП составляет 0 дБ. Тогда, БС 300, включающая в себя передатчик 304, решает передавать сегмент графика 1312 на БТ, используя магистраль 2 и параллельно передавать другой сегмент графика 1314 приемнику В, используя магистраль 1. БС 300 затем определяет скорость кодирования/модуляции и мощность передачи, подлежащие использованию в этих двух сегментах на основе сообщений об ОСП от БТ А и В. Некоторое время спустя, БТ 400 (А, В и С) опять посылают свои сообщения 1358, 1360, 1362 о качестве канала, соответственно. На этот раз, БТ А сообщает, что магистраль с индексом 1 имеет лучшее качество канала и ОСП составляет 3 дБ, БТ В сообщает, что магистраль с индексом 1 имеет лучшее качество канала и ОСП составляет 10 дБ, и БТ С сообщает, что магистраль с индексом 2 имеет лучшее качество канала и ОСП составляет 6 дБ. Затем базовая станция 300 решает передать сегмент графика 1316 на БТ В с использованием магистрали 1, и параллельно передать другой сегмент графика 1318 на БТ С с использованием магистрали 2.

Магистрали, обсуждаемые в настоящем изобретении, представляют каналы, которые могут быть использованы для передачи информации. Различные магистрали, например, различные каналы, будут иметь преднамеренно вызванные изменения канала. Эти изменения в каналах могут быть измерены беспроводным терминалом 400. Вызванные изменения канала будут отражены в сообщениях обратной связи канала. В различных вариантах осуществления, скорость, с которой привносят измеримые изменения канала, является той же или меньшей, чем скорость направления по обратной связи сообщения о канале. Таким образом, БС 300 должна иметь точную информацию канала, что может не быть возможным, если период изменений канала будет короче, чем период сообщения обратной связи.

Далее будут раскрыты различные признаки и варианты осуществления настоящего изобретения. На Фиг.14 и 15 представлены приводимые в качестве примера базовые станции, которые могут быть использованы для осуществления способов, раскрытых далее. На Фиг.14 представлена часть приводимой в качестве примера системы 1400 связи, включающая в себя приводимую в качестве примера базовую станцию (БС) 1402 и два приводимых в качестве примера беспроводных терминала, БТ1 1404 и БТ2 1406. БС 1402 включает в себя приводимый в качестве примера входной сигнал S_m 1409, коэффициенты 1407, модуль 1408 управления коэффициентами, модуль 1412 передатчика, множество антенн (A₁ 1416, A₂ 1418,..., A_k 1420). Модуль 1408 управления коэффициентами включает в себя наборы 1410 коэффициентов для множества магистралей (например, для магистралей с 1 по n). Модуль 1412 передатчика включает в себя k обрабатывающих элементов (1422, 1424,..., 1426), соответствующих k антеннам (1416, 1418,..., 1420), соответственно. Показан набор коэффициентов для приводимой в качестве примера магистрали т, где . В базовой станции 1402, используют различные наборы коэффициентов 1410 передачи для генерирования различных магистралей, например, в перемежающиеся моменты времени (См. Фиг.16.). Например, в то время, когда желательно передать по магистрали 1, S_m=S₁ и ; в то время, когда желательно передать по магистрали 2, S_m=S₂ и . Одна приводимая в качестве примера магистраль 1403 показана от БС 1402 к БТ1 1404; вторая приводимая в качестве примера магистраль 1405 показана от БС 1402 к БТ2 1406. Обрабатывающие элементы (1422, 1424, 1426) управления коэффициентами, могут быть, например, схемами настройки коэффициента усиления и/или фазы. Вариант осуществления по Фиг.14 хорошо подходит для случаев, в которых различные каналы сконструированы с использованием мультиплексирования с разделением времени, например, приложениями CDMA.

На Фиг.15 показана часть приводимой в качестве примера системы 1500 связи, включающая в себя приводимую в качестве примера базовую станцию (БС) 1502 и два приводимых в качестве примера беспроводных терминала, БТ1 1504 и БТ2 1506. БС 1502 включает в себя входной сигнал 1508, коэффициенты 1510, модуль 1512 управления коэффициентами, модуль 1514 передатчика и множество антенн, (например, k антенн, A₁ 1516, A₂ 1518,...,A_k 1520). Модуль 1512 управления коэффициентами включает в себя наборы 1522 коэффициентов для множества магистралей (например, для магистралей с 1 по n). На Фиг. 15 представлен приводимый в качестве примера вариант осуществления с двумя магистралями;

другие количества магистралей также возможны, в соответствии с изобретением. Модуль 1514 передатчика включает в себя модуль управления магистралью для каждой магистрали, например, модуль 1524 управления магистралью 1, модуль 1526 управления магистралью 2. Модуль 1514 передатчика также включает в себя k суммирующих элементов (1528, 1530,..., 1532), соответствующих k антеннам (1516, 1518,..., 1520), соответственно. Каждый модуль (1524, 1526) управления магистралью включает в себя k обрабатывающих элементов ((1534, 1536,..., 1538 для магистрали 1), (1534', 1536',..., 1538' для магистрали 2)), соответствующих k антеннам (1516, 1518,..., 1520), соответственно. Набором коэффициентов для магистрали 1 является . Набором коэффициентов для магистрали 2 является . Входной сигнал 1508 включает в себя составляющую 1540 S₁ и составляющую 1521 S₂. Составляющая 1540 входного сигнала S₁ является входным сигналом для модуля 1524 управления магистралью 1; составляющая 1524 входного сигнала S₂ является входным сигналом для модуля 1526 управления магистралью 2.

БС 1502, как показано на Фиг.15 подходит для передачи с параллельным использованием множественных магистралей, причем различные магистрали могут соответствовать различным наборам тонов, например, частотам. Пример по Фиг.15 особенно хорошо подходит для случая, когда каналы конструируют с использованием мультиплексирования с частотным разделением, например, приложений OFDM.

На Фиг.16 приведен чертеж 1600, представляющий перемежающиеся магистрали А и В (1602, 1604), сгенерированные посредством использования перемежающихся наборов коэффициентов управления передачей, например, с использованием передатчика, показанного на Фиг.14, и изменений в наборах коэффициентов во времени 1606. Различие между характеристиками канала, например, коэффициент усиления, обычно отличается в каналах А и B в любых двух соседних временных интервалах больше, чем изменение в коэффициенте усиления, введенное в канал между последовательными временными интервалами, используемыми конкретным каналом. Например, между каналами А и B в любое заданное время поддерживают большое различие, тогда как отдельный канал А изменяется во времени медленно, и отдельный канал В изменяется во времени медленно.

На Фиг.17 представлен чертеж 1700, представляющий параллельные магистрали А и В (1702, 1704) во времени. Параллельные магистрали А и В (1702, 1704) сгенерированы посредством использования первого и второго наборов коэффициентов, например, с использованием передатчика, показанного на Фиг.15. В наборы коэффициентов вносятся изменения во времени для того, чтобы вызвать изменения канала. Различие между характеристиками канала, например, коэффициент усиления, обычно отличается в каналах А и В, в любых двух параллельных каналах больше, чем изменение в коэффициенте усиления, введенное в канал между последовательными временными интервалами, используемыми конкретным каналом. Например, между каналами А и B в любое заданное время поддерживают большое различие, тогда как отдельный канал А изменяется во времени медленно, и отдельный канал В изменяется во времени медленно.

На Фиг.18 представлен чертеж 1800, иллюстрирующий четыре параллельные магистрали (магистраль А 1802, магистраль В полосы 1804, магистраль С 1806, магистраль D 1808) с различными характеристиками передачи, которые изменяют во времени, например, которые изменяют, посредством модифицирования коэффициентов управления передачей в конце каждого из периодов времени передачи (t_i). Соответственно, показаны четыре периода t₁ 1812, t₂ 1814, t₃ 1816 и t₄ 1818 передачи и их соответствующий конечные точки 1813, 1815, 1817 и 1819.

На Фиг.19, 20, 21 и 22 показаны изменения в диаграммах направленности антенны во времени, в соответствии с настоящим изобретением, которые вызывают посредством использования различных во времени коэффициентов управления передачей для различных магистралей, например, параллельных или перемежающихся каналов. Хотя показана единственная неподвижная диаграмма направленности антенны в течение каждого представленного периода времени, очевидным является, что диаграмма может быть изменена постепенно в течение периода времени, что приводит к диаграмме, изменяющейся от той показанной на одной фигуре к показанной на следующей фигуре при завершении конкретного периода времени.

На Фиг.19 представлена приводимая в качестве примера базовая станция 1902 и приводимый в качестве примера БТ 1904, осуществленные в соответствии с настоящим изобретением. На Фиг.19 представлена объединенная диаграмма направленности антенны, включающая в себя диаграммы 1906, 1908, 1910, 1912 направленности антенны, соответствующие каналам А, В, С, D, соответственно. Следует отметить, что каждый лепесток 1906, 1908, 1910, 1912 соответствует диаграмме направленности одного канала в течении представленного периода Т1 1901 времени.

На Фиг.20 представлена приводимая в качестве примера базовая станция 1902 и приводимый в качестве примера БТ 1904, осуществленные в соответствии с настоящим изобретением. На Фиг.20 представлена объединенная диаграмма направленности антенны, включающая в себя диаграммы 2006, 2008, 2010, 2012 направленности антенны, соответствующие каналам А, В, С, D, соответственно. Следует отметить, что каждый лепесток 2006, 2008, 2010, 2012 соответствует диаграмме направленности одного канала в течении представленного периода Т2 2001 времени.

На Фиг.21 представлена приводимая в качестве примера базовая станция 1902 и приводимый в качестве примера БТ 1904, осуществленные в соответствии с настоящим изобретением. На Фиг.21 представлена объединенная диаграмма направленности антенны, включающая в себя диаграммы 2106, 2108, 2110, 2112 направленности антенны, соответствующие каналам А, В, С, D, соответственно. Следует отметить, что каждый лепесток 2106, 2108, 2110, 2112 соответствует диаграмме направленности одного канала в течении представленного периода ТЗ 2101 времени.

На Фиг.22 представлена приводимая в качестве примера базовая станция 1902 и приводимый в качестве примера БТ 1904, осуществленные в соответствии с настоящим изобретением. На Фиг.22 представлена объединенная диаграмма направленности антенны, включающая в себя диаграммы 2206, 2208, 2210, 2212 направленности антенны, соответствующие каналам А, В, С, D, соответственно. Следует отметить, что каждый лепесток 2206, 2208, 2210, 2212 соответствует диаграмме направленности одного канала в течении представленного периода Т4 2201 времени.

Следует отметить, что различие между диаграммами направленности организовано для минимизации времени, которое беспроводной терминал 1904, например, мобильный терминал, расположенный где-либо в 360-градусном поле передачи, должен будет ожидать перед встречей с каналом с оптимальной или почти оптимальной диаграммой направленности передачи, которая, что является очевидным, обеспечит хорошие характеристики передачи канала с позиции беспроводного терминала, например, подвижного узла. Как было раскрыто ранее, БС 1902, в соответствии с изобретением, включает в себя модуль планировщика/арбитража передачи (см., например, модуль 332 по Фиг.3) и использует информацию обратной связи канала для планирования передачи на отдельные беспроводные терминалы.

На Фиг.23, которая включает в себя комбинацию Фиг. 23А, 23В и 23С, представлена блок-схема, иллюстрирующая приводимый в качестве примера способ 2300 задействования системы беспроводной связи, в соответствии с настоящим изобретением. Способ начинается на начальном узле 2302 и процесс переходит на этап 2304. На этапе 2304 инициализируют первую и вторую базовую станции и беспроводные терминалы, например, подвижные узлы. Для приводимого в качестве примера беспроводного узла, процесс переходит с этапа 2304 на этап 2310. Для приводимой в качестве примера первой базовой станции, процесс переходит с этапа 2304 через соединительный узел В 2306 на этап 2326. Для приводимой в качестве примера второй базовой станции, процесс переходит с этапа 2304 через соединительный узел С 2308 на этап 2340.

На этапе 2310, первым беспроводным терминалом в первой ячейке управляют для измерения качества каждого из множества различных каналов связи. Процесс переходит с этапа 2310 на этап 2312. На этапе 2312, первым беспроводным терминалом управляют для периодического сообщения об измеренном качестве канала по одному или нескольким из различных каналов связи к первой базовой станции. Процесс переходит на этап 2314. На этапе 2314, первым беспроводным терминалом управляют для параллельного поддержания множества оценок канала и/или оценок качества канала для использования при обработке информационных сигналов, полученных от упомянутой первой базовой станции. Оценки канала обычно основаны на множественных измерениях канала, которому соответствует конкретная оценка. На этапе 2316, первым беспроводным терминалом управляют. для выбора, на основании измерений качества канала, лучшего из различных каналов связи, которые воспринимаются первым беспроводным терминалом. Процесс переходит с этапа 2316 на этап 2318. На этапе 2318, первым беспроводным терминалом управляют для периодической передачи сигнала обратной связи на первую базовую станцию, указывающую выбранный канал, который следует использовать для передачи информации на первый беспроводной терминал и информации о качестве выбранного канала, например, ОСШ и/или ОСП выбранного канала, скорости сигнализации обратной связи, являющейся той же самой, что и, например, 2Х, скорость, с которой первая базовая станция изменяет характеристики передачи сигнала, или большей скоростью. На этапе 2320, первым беспроводным терминалом управляют для получения информации о выбранном канале после того, как первая базовая станция переключается с первого канала на выбранный канал, при передаче информации на первый беспроводной терминал в ответ на информацию обратной связи. Процесс переходит с этапа 2320 на этап 2322. На этапе 2322, первым беспроводным терминалом управляют для переключения между оценкой первого канала и оценкой канала, соответствующей выбранному каналу в ответ на получение информации о выбранном канале. На этапе 2324, первым беспроводным терминалом управляют для демодуляции информации, полученной по выбранному каналу, посредством выполнения операции преобразования полосы пропускания в полосу частот модулирующего сигнала.

На этапе 2326 первой базовой станцией в первой ячейке управляют для передачи сигналов по множеству различных каналов связи, причем каждый отдельный канал из множества различных каналов связи имеет физическую характеристику, которая является обнаружимой первым беспроводным терминалом, пилот-сигнал, передаваемый на периодической основе по каждому каналу, информацию к отдельным беспроводным терминалам, например, соответствующую сеансу связи, переданную в соответствии с планом. Этап 2326 включает в себя подэтап 2328. На подэтапе 2328, первой базовой станцией управляют для периодического изменения, по меньшей мере, одной характеристики передачи сигнала каждого из упомянутого множества каналов связи, посредством модификации одного или нескольких коэффициентов, используемых для управления сигналами, передаваемыми с использованием множественных антенн, причем упомянутое изменение происходит со скоростью, равной или меньшей, чем скорость, с которой информацию обратной связи об условиях канала получают от беспроводного терминала. Процесс переходит на этап 2330. В этапе 2330, первой базовой станцией управляют для получения информации обратной связи от множества беспроводных терминалов, на которые упомянутая первая базовая станция передает сигналы, упомянутая информация обратной связи, включает в себя информацию обратной связи от первого беспроводного терминала, упомянутая информация обратной связи первого беспроводного терминала включает в себя информацию, указывающую качество в упомянутом первом беспроводном терминале одного или нескольких каналов и, в некоторых вариантах осуществления, канал, выбранный упомянутым первым беспроводным терминалом для передачи информации на упомянутый первый беспроводной терминал; упомянутая информация обратной связи дополнительно включает в себя информацию от второго беспроводного терминала, упомянутая информация обратной связи второго беспроводного терминала включает в себя информацию, указывающую качество в упомянутом втором беспроводном терминале одного или нескольких каналов, и, в некоторых вариантах осуществления, канал, выбранный упомянутым вторым беспроводным терминалом для передачи информации на упомянутый второй беспроводной терминал. Процесс переходит с этапа 2330 на этап 2332. На этапе 2332, первой базовой станцией управляют для выбора между множеством каналов связи для использования для передачи информации на первый и второй беспроводные терминалы, упомянутая первая базовая станция выбирает канал в целях передачи на первый беспроводной терминал, канал, указанный в полученной информации обратной связи, как выбранный первым беспроводным терминалом или канал, указанный в информации обратной связи от первого беспроводного терминала, как имеющий лучшие характеристики передачи, упомянутый выбор приводит к переключению между каналами, если выбранный канал отличается от канала, который в настоящее время используют для передачи информации на беспроводной терминал. Работа переходит с этапа 2332 на этап 2334. На этапе 2334, первой базовой станцией управляют для планирования информационных передач на отдельные беспроводные терминалы, в функциональной зависимости от канала, выбранного для передачи на отдельные беспроводные терминалы, упомянутое планирование включает в себя присвоение приоритета беспроводным терминалам в использовании канала, которые сообщили о лучших условиях канала, по отношению к другим беспроводным терминалам, выбравшим использование этого же канала. Работа переходит на этап 2336; на этапе 2336 первой базовой станцией управляют для передачи информации на беспроводные терминалы в спланированные моменты времени с использованием выбранных каналов. С этапа 2336 процесс переходит через соединяющий узел D 2338 на этап 2330.

На этапе 2340, второй базовой станцией управляют во второй ячейке, физически смежной с упомянутой первой ячейкой, для передачи сигналов по множеству различных каналов связи во второй ячейке, каждый отдельный из множества различных каналов связи во второй ячейке имеет физическую характеристику, которая является обнаружимой первым беспроводным терминалом во второй ячейке, пилот-сигнал, передаваемый на периодической основе по каждому каналу, информацию для отдельных беспроводных терминалов, например, соответствующую сеансу связи, передаваемую по плану. Этап 2340 включает в себя подэтап 2342. На подэтапе 2342, второй базовой станцией управляют для периодического изменения, по меньшей мере, одной характеристики передачи сигнала каждого из упомянутого множества каналов связи во второй ячейке, посредством модифицирования одного или нескольких коэффициентов, используемых для управления сигналами, передаваемыми с использованием множественных антенн, упомянутое изменение происходит со скоростью, равной или меньшей, чем скорость, с которой информацию обратной связи об условиях канала получают от беспроводного терминала, упомянутое изменение, происходит со скоростью, которая отличается от скорости, с которой упомянутая первая базовая станция периодически изменяет, по меньшей мере, одну характеристику передачи сигнала. Процесс переходит на этап 2344. На этапе 2344, второй базовой станцией управляют для получения информации обратной связи об условиях канала от беспроводных терминалов во второй ячейке, выбора каналов для передачи информации на упомянутые беспроводные терминалы и планирования информационных передач. Процесс переходит с этапа 2344 на этап 2346. На этапе 2346, второй базовой станцией управляют для передачи информации на беспроводные терминалы во второй ячейке с использованием выбранных каналов в спланированные моменты времени. Процесс переходит с этапа 2346 на этап 2344.

Различные признаки настоящего изобретения осуществлены с использованием модулей. Такие модули могут быть осуществлены с использованием программного обеспечения, аппаратного обеспечения или совокупности программного обеспечения и аппаратного обеспечения. Многие из вышеописанных способов или этапов способов могут быть осуществлены с использованием машинно-исполняемых команд, таких как программного обеспечения, содержащегося в машиночитаемой среде, такой как устройство памяти, например, ОЗУ, гибкий диск и т.д., для управления машиной, например, универсальной ЭВМ с дополнительным оборудованием или без него, для осуществления всех вышеописанных способов или их частей. Соответственно, помимо иных объектов, настоящее изобретение направлено на обеспечение машиночитаемой среды, содержащей машинно-исполняемые команды для управления машиной, например, процессором и связанным аппаратным обеспечением, с тем, чтобы она выполняла один или несколько этапов вышеописанного способа (способов).

Многочисленные дополнительные варианты описанных выше способов и устройств по настоящему изобретению являются очевидными для специалистов в настоящей области техники с учетом вышеприведенного описания изобретения. Такие варианты входят в объем изобретения. Способы и устройства по настоящему изобретению могут быть, а в различных вариантах осуществления и являются таковыми, использованы с CDMA, мультиплексированием с ортогональным частотным разделением (OFDM) и/или различными другими типами технологий осуществления связи, которые могут быть использованы для обеспечения линий беспроводной связи между узлами доступа и беспроводными терминалами. Соответственно, в некоторых вариантах осуществления базовые станции устанавливают линии связи с подвижными узлами, используя OFDM и/или CDMA. В различных вариантах осуществления беспроводные терминалы могут быть осуществлены, как портативные компьютеры, персональные информационные ассистенты (PDA) или другие портативные устройства, включающие в себя приемные/передающие тракты и логику и/или подпрограммы для осуществления способов по настоящему изобретению.

Описаны способы и устройства для обеспечения канального разнесения беспроводным терминалам (БТ). Технический результат заключается в уменьшении задержки между временем, когда БТ встречается с удовлетворительными условиями канала. Для этого множество каналов связи с различными физическими характеристиками поддерживаются в ячейке базовой станцией (БС). Каждый БТ контролирует множественные каналы и поддерживает оценки множественных каналов в одно и то же время, так, что становится возможным быстрое переключение между каналами. Информацию о качестве канала, доставляют от каждого БТ на БС. БТ или БС выбирает канал, основываясь на измеренном качестве канала. Посредством поддержания множественных каналов и посредством введения периодических изменений в каналы в различных вариантах осуществления, время перед тем, как БТ встречается канал с хорошими или приемлемыми условиями канала, минимизируется, даже если БТ не меняет местоположение. Множественные антенны используют на БС для одновременного поддержания множественных каналов, например, посредством управления диаграммами направленности антенн. 8 н. и 58 з.п. ф-лы, 25 ил.

1. Способ связи для использования в системе связи, включающей в себя первую ячейку, включающую в себя первую базовую станцию и, по меньшей мере, первый беспроводной терминал, заключающийся в том, что задействуют первую базовую станцию для передачи сигналов на множестве различных каналов связи, каждый отдельный из множества различных каналов связи имеет физическую характеристику, которая является обнаружимой упомянутым первым беспроводным терминалом, передают сигналы на множестве различных каналов связи, в том числе периодически изменяют, по меньшей мере, одну характеристику передачи сигнала первого канала связи в упомянутом множестве каналов связи для введения преднамеренного изменения в упомянутый первый канал связи, которое приводит к изменению в упомянутой физической характеристике, соответствующей первому каналу связи; и

выбирают один канал связи из упомянутого множества различных каналов связи для целей передачи сигналов упомянутому первому беспроводному терминалу в ответ на информацию обратной связи, полученную от упомянутого первого беспроводного терминала, и указывающую этот канал связи из упомянутого множества различных каналов связи, как обеспечивающий лучшие условия канала передачи для выполнения передач на первый беспроводной терминал в конкретный момент времени.

повторение упомянутого этапа выбора, причем повторение упомянутого этапа выбора включает в себя переключение с предварительно выбранного из упомянутого множества различных каналов связи на другой из упомянутого множества различных каналов связи, который имеет лучшее качество канала для упомянутого беспроводного терминала, чем упомянутый предварительно выбранный из упомянутого множества различных каналов связи.

задействование базовой станции для получения упомянутого сообщения о качестве канала, переданного упомянутым первым беспроводным терминалом; и

задействование базовой станции для выбора между каналами связи для передачи информации на упомянутый первый беспроводной терминал, как функции сообщений о качестве канала, соответствующих многочисленным различным каналам связи, причем базовая станция выбирает канал, указанный, как имеющий лучшее качество канала для передачи на первый беспроводной терминал.

задействование базовой станции для планирования передачи информации на множество беспроводных терминалов по каждому из множества различных каналов связи, упомянутое планирование включает в себя выделение времен передачи информации на различные беспроводные терминалы, которые должны использовать один и тот же из различных каналов связи.

задействование базовой станции для получения сигнала обратной связи от второго беспроводного терминала, указывающего, какой из множества различных каналов связи выбрал второй беспроводной терминал для использования для передачи информации на упомянутый второй беспроводной терминал; и

задействование базовой станции для управления планированием передач на упомянутые первый и второй беспроводные терминалы по одному и тому же из упомянутого множества различных каналов связи, когда упомянутые принятые сигналы обратной связи указывают, что первый и второй беспроводные терминалы выбрали один и тот же канал связи для передачи информации от базовой станции.

задействование первого беспроводного терминала для выполнения измерений множества каналов связи, включенных в состав упомянутого множества различных каналов связи.

задействование первого беспроводного терминала для выбора из упомянутого множества каналов связи на основании упомянутых измерений и сообщения упомянутого выбора упомянутой базовой станции.

задействование беспроводного терминала для передачи упомянутой информации обратной связи, причем упомянутая информация обратной связи указывает упомянутый выбор упомянутой базовой станции.

причем упомянутый этап задействования первой базовой станции для передачи сигналов по множеству различных каналов дополнительно включает в себя

изменение на периодической основе, по меньшей мере, одной характеристики сигнала каждого упомянутого второго и третьего каналов связи.

задействование второй базовой станции для передачи сигналов по второму множеству различных каналов связи, каждый отдельный из второго множества различных каналов связи имеет физическую характеристику, которая является обнаружимой упомянутым вторым беспроводным терминалом, передающим сигналы по второму множеству различных каналов связи, с периодическим изменением, по меньшей мере, одной характеристики передачи сигнала второго канала связи в упомянутом втором множестве каналов связи для введения преднамеренного изменения в упомянутый второй канал связи, которое приводит к изменению в упомянутой физической характеристике, соответствующей второму каналу связи, изменение, по меньшей мере, одной характеристики передачи сигнала второго канала связи выполняют со второй скоростью, которая отличается от первой скорости, с которой в первой ячейке изменяют, по меньшей мере, одну характеристику передачи сигнала первого канала связи; и

выбирают один канал связи из упомянутого второго множества различных каналов связи для целей передачи сигналов на упомянутый второй беспроводной терминал в ответ на информацию обратной связи, полученную от упомянутого второго беспроводного терминала, указывающую этот канал связи из упомянутого второго множества различных каналов связи, как обеспечивающий лучшие условия канала передачи для выполнения передач на второй беспроводной терминал в конкретный момент времени.

причем используют одну и ту же несущую частоту для передачи сигналов по упомянутому множеству различных каналов связи, упомянутая передача сигналов включает в себя смешивание модулирующих сигналов с сигналами полосы пропускания, имеющими упомянутую несущую частоту до передачи упомянутых сигналов по упомянутому множеству различных каналов связи.

причем изменение, по меньшей мере, одной характеристики сигнала первых каналов связи включает в себя изменение усиления, обеспечиваемого упомянутым первым усилителем сигналу, передаваемому по упомянутому первому каналу связи.

периодическое изменение, по меньшей мере, одной характеристики сигнала второго канала связи посредством периодического изменения усиления, обеспечиваемого упомянутым вторым усилителем сигналу, передаваемому по упомянутому второму каналу связи.

причем изменение, по меньшей мере, одной характеристики сигнала первых каналов связи включает в себя задействование первого модуля управления фазой для изменения фазы сигнала, передаваемого по упомянутому первому каналу связи;

причем упомянутое множество различных каналов связи включает в себя второй канал связи, второй канал связи включает в себя второй модуль управления фазой и вторую антенну; а способ дополнительно включает в себя

периодическое изменение, по меньшей мере, одной характеристики сигнала второго канала связи посредством периодического задействования второго модуля управления фазой для изменения фазы сигнала, передаваемого по упомянутому второму каналу связи;

и причем упомянутыми первым и вторым модулями управления фазой управляют посредством коэффициентов, которые периодически изменяют для побуждения первого и второго модуля управления фазой выполнить упомянутые изменения фазы.

поддержание различия в коэффициенте усиления в первом направлении между первым и вторым каналами при изменении значений в наборе коэффициентов управления, соответствующих упомянутому первому каналу связи, и наборе коэффициентов управления, соответствующих упомянутому второму каналу, изменение значений в наборе коэффициентов управления приводит к изменению в коэффициенте усиления первого и второго каналов в упомянутом первом направлении.

модуль управления для периодического изменения, по меньшей мере, одной характеристики передачи сигнала первого канала связи в упомянутом множестве каналов связи для введения преднамеренного изменения в упомянутый первый канал связи, которое приводит к изменению в упомянутой физической характеристике, соответствующей первому каналу связи; и

средство для выбора одного канала связи из упомянутого множества различных каналов связи для целей передачи сигналов на упомянутый первый беспроводной терминал в ответ на информацию обратной связи, полученную от упомянутого первого беспроводного терминала, указывающую этот канал связи из упомянутого множества различных каналов связи, как обеспечивающий лучшие условия канала передачи для выполнения передач на первый беспроводной терминал в конкретный момент времени.

средство для планирования информационной передачи на множество беспроводных терминалов по каждому из множества различных каналов связи, упомянутое планирование включает в себя выделение времен информационной передачи на различные беспроводные терминалы, которые должны использовать одни и те же из различных каналов связи.

причем упомянутый модуль управления для периодического изменения, по меньшей мере, одной характеристики передачи сигнала, включает в себя генератор коэффициентов для генерирования наборов коэффициентов управления, используемых для управления характеристиками передачи различных каналов связи в упомянутом множестве каналов связи, упомянутые коэффициенты управления управляют обработкой сигналов, которые подлежат передаче по различным каналам связи.

задействование первой базовой станции для передачи сигналов по множеству различных каналов связи, причем упомянутое множество различных каналов связи включает в себя, по меньшей мере, три различных канала связи, упомянутые три различных канала связи включают в себя первый канал связи, второй канал связи и третий канал связи, каждый отдельный из множества различных каналов связи имеет физическую характеристику, которая является обнаружимой упомянутым первым беспроводным терминалом; и

выбор одного канала связи из упомянутого множества различных каналов связи для целей передачи сигналов на упомянутый первый беспроводной терминал в ответ на информацию обратной связи, полученную от упомянутого первого беспроводного терминала, указывающую этот канал связи из упомянутого множества различных каналов связи, как обеспечивающий лучшие условия канала передачи для выполнения передач на первый беспроводной терминал в конкретный момент времени; и

изменение на периодической основе, по меньшей мере, одной характеристики сигнала каждого из упомянутых второго и третьего каналов связи.

поддержание оценок качества канала для, по меньшей мере, двух из упомянутых каналов связи в одно и то же время; и

сообщение информации обратной связи о качестве канала на упомянутую базовую станцию, указывающей, какой из упомянутого множества различных каналов связи имеет лучшее качество для использования при передаче сигналов на упомянутый беспроводной терминал.

задействование беспроводного терминала для выбора того, какой из упомянутого множества каналов связи должен быть использован для передачи информации на упомянутый беспроводной терминал, в функциональной зависимости от измерений качества канала; и

причем упомянутая информация обратной связи о качестве канала включает в себя идентификатор канала, идентифицирующий выбранный канал связи.

поддержание оценки качества первого канала для первого канала связи, по которому упомянутый беспроводной терминал сообщает, что имеет хорошее качество канала в упомянутой информации обратной связи о качестве канала; и

поддержание оценки качества второго канала для второго канала связи, который беспроводной терминал не сообщает, что имеет хорошее качество канала, в упомянутой информации обратной связи о качестве канала.

поддержание оценки первого канала для первого канала связи;

поддержание оценки второго канала для второго канала связи, который отличается от упомянутого первого канала связи, причем способ дополнительно включает в себя

переключение между использованием оценок первого и второго каналов в ответ на первое переключение базовой станции между упомянутыми первым и вторым каналами в ответ на информацию обратной связи, указывающую изменение в упомянутых первом и втором каналах, упомянутое изменение, соответствует изменению, преднамеренно введенному в упомянутые первый и второй каналы упомянутой базовой станцией.

выполнение операции демодуляции по сигналам, полученным в упомянутом первом и втором каналах связи, без изменения несущей частоты, используемой в упомянутом процессе демодуляции из формата сигнала полосы пропускания в формат модулирующего сигнала.

средство для выполнения измерений качества канала каждого из упомянутых каналов связи;

память, содержащую оценки качества канала для, по меньшей мере, двух из упомянутых каналов связи в одно и то же время; и

средство для сообщения информации обратной связи о качестве канала на упомянутую базовую станцию, указывающей, который из упомянутого множества различных каналов связи имеет лучшее качество для использования при передаче сигналов на упомянутый беспроводной терминал.

средство для выбора, какой из упомянутого множества каналов связи должен быть использован для передачи информации на упомянутый беспроводной терминал, как функции измерений качества канала; и

причем упомянутая информация обратной связи о качестве канала, сообщаемая упомянутым средством для сообщения включает в себя идентификатор канала, идентифицирующий выбранный канал связи.

средство для поддержания оценки первого канала для первого канала связи;

средство для поддержания оценки второго канала для второго канала связи, который отличается от упомянутого первого канала связи; и

средство для переключения между использованием оценок первого и второго канала в ответ на первое переключение базовой станции между упомянутыми первым и вторым каналами в ответ на информацию обратной связи, указывающую изменение в упомянутых первом и втором каналах, упомянутое изменение соответствует изменению, преднамеренно введенному в упомянутые первый и второй каналы упомянутой базовой станцией.

обработку первого сигнала, как функцию от, по меньшей мере, одного коэффициента в первом наборе коэффициентов управления передачей, соответствующем первому каналу, для выработки первого обработанного сигнала, имеющего первую физическую характеристику сигнала;

передачу первого обработанного сигнала от, по меньшей мере, одной из упомянутых множественных антенн;

передачу, по меньшей мере, одного другого сигнала, соответствующего первому сигналу, параллельно с передачей упомянутого первого обработанного сигнала, от другой из упомянутых множественных антенн;

обработку второго сигнала, как функцию, по меньшей мере, одного коэффициента во втором наборе коэффициентов управления передачей, соответствующем второму каналу для выработки второго обработанного сигнала, упомянутый второй обработанный сигнал имеет вторую физическую характеристику сигнала, внесенную упомянутой обработкой, которая отличается от упомянутой первой физической характеристики сигнала;

передачу второго обработанного сигнала от, по меньшей мере, одной из упомянутых множественных антенн;

передачу, по меньшей мере, одного другого сигнала, соответствующего второму сигналу, параллельно с передачей упомянутого второго обработанного сигнала, от других из упомянутых множественных антенн;

получение информации обратной связи об условиях канала от беспроводного терминала с первой скоростью; и

планирование передачи сигналов на упомянутый первый беспроводной терминал, как функцию от упомянутой информации обратной связи об условиях канала.

модифицирование, по меньшей мере, одного коэффициента в упомянутом первом наборе коэффициентов управления передачей величиной, достаточной для вызова изменения в упомянутой информации обратной связи, на скорости, меньшей, чем упомянутая первая скорость, или равной ей.

модифицирование, по меньшей мере, одного коэффициента в упомянутом втором наборе коэффициента управления передачей величиной, достаточной для вызова изменения в упомянутой информации обратной связи.

причем упомянутое модифицирование, по меньшей мере, одного коэффициента в упомянутом втором наборе коэффициентов управления передачей выполняют на скорости, меньшей, чем упомянутая первая скорость, или равной ей.

поддержание множества каналов между упомянутой базовой станцией и, по меньшей мере, одним из упомянутых беспроводных терминалов, упомянутые каналы имеют различные характеристики передачи;

поддержание для каждого канала набора коэффициентов управления передачей, включающего в себя, по меньшей мере, один коэффициент управления передачей, используемый для управления, по меньшей мере, одной из упомянутых различных характеристик передачи;

получение информации обратной связи об условиях канала от, по меньшей мере, одного беспроводного терминала на первой скорости;

изменение во времени, на второй скорости, содержания каждого набора коэффициентов управления передачей для вызова изменений передачи в сигналы, передаваемые с использованием каждого из поддерживаемых каналов, и

планирование передач на отдельные беспроводные терминалы, использующие упомянутые каналы, как функцию от полученной информации о состоянии канала.

поддержание различия в коэффициенте усиления в первом направлении между первым и вторым каналами при изменении наборов коэффициентов управления, соответствующих упомянутым первому и второму каналам.

множественные антенны;

средство для обработки первого сигнала, как функции от, по меньшей мере, одного коэффициента в первом наборе коэффициентов управления передачей, соответствующем первому каналу, для выработки первого обработанного сигнала, имеющего первую характеристику сигнала;

средство для передачи первого обработанного сигнала с использованием, по меньшей мере, одной из упомянутых множественных антенн;

средство для передачи, по меньшей мере, одного другого сигнала, соответствующего первому сигналу, параллельно с передачей упомянутого первого обработанного сигнала, от другой из упомянутых множественных антенн;

средство для обработки второго сигнала, как функции от, по меньшей мере, одного коэффициента во втором наборе коэффициентов управления передачей, соответствующем второму каналу, для выработки второго обработанного сигнала, причем второй обработанный сигнал имеет характеристику сигнала, привнесенную упомянутой обработкой, которая отличается от упомянутой первой характеристики сигнала;

средство для передачи второго обработанного сигнала от, по меньшей мере, одной из упомянутых множественных антенн;

средство для передачи, по меньшей мере, одного другого сигнала, соответствующего второму сигналу, параллельно с передачей упомянутого первого обработанного сигнала, от другой из упомянутых множественных антенн;

приемник для приема информации обратной связи об условиях канала от беспроводного терминала на первой скорости;

средство управления передачей для изменения, по меньшей мере, одного коэффициента в упомянутом первом наборе коэффициентов управления передачей, на величину, достаточную для вызова изменений в упомянутой информации обратной связи, на скорости, меньшей, чем упомянутая первая скорость, или равной ей; и планировщик для планирования передачи сигналов на беспроводные терминалы, как функции от упомянутой информации обратной связи об условиях канала.