Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к системам связи и, более конкретно, к способам и устройству выбора среди множества несущих в системах беспроводной связи с использованием одной цепи приемников, настроенной на одну несущую.
Уровень техники
С точки зрения воплощения может быть предпочтительным использовать различные несущие на разных участках системы связи, например, с учетом прав на использование различных частот в разных географических местах и/или ввиду потребности минимизировать интерференцию сигнала, благодаря использованию различных несущих. В системах беспроводной связи с расширенным спектром разные несущие могут использоваться в системе, причем каждая несущая ассоциирована с разным частотным диапазоном. В некоторых системах беспроводной связи в различных ячейках и/или секторах используют разные несущие. В некоторых системах, в одном и том же секторе или в одной ячейке используют разные несущие, причем каждая со своим связанным (ассоциированным) частотным диапазоном, например, когда суммарная доступная полоса пропускания в ячейке или секторе разделена на разные частотные диапазоны, например, на отдельные частотные диапазоны.
Беспроводные терминалы (БТ, WT), например, мобильные узлы, могут перемещаться в системе связи и могут устанавливать соединение с данной базовой станцией в заданном секторе/ячейке, используя определенную несущую частоту и связанный (ассоциированный) диапазон, например, для передачи сигналов по нисходящей линии связи. В связи с изменением условий, например, из-за изменения условий нагрузки, например, из-за большего количества пользователей на данной несущей частоте, из-за изменений уровня помех, или в результате перемещения БТ, например, из-за приближения к границе ячейки/сектора, может быть предпочтительным или необходимым, чтобы БТ переходил на другую несущую частоту и соединялся с использованием разных комбинаций ячейки/сектора/несущей частоты, соответствующих передатчику базовой станции. Как правило, в известных системах множество вариантов выполнения приемника беспроводного терминала используют одну цепь приемников, и беспроводный терминал остается на той же несущей до тех пор, пока он не будет вынужден переключиться, например, в результате нарушения связи с базовой станцией. Такой подход является нежелательным, поскольку БТ испытывает нарушение связи на границах и испытывает изменения качества приема, например, из-за затухания, по мере того, как БТ перемещается через всю систему. В других известных вариантах выполнения приемника используется одна цепь приемников, где приемник прерывает связь с подключенным передатчиком базовой станции и временно переключается с используемой несущей для поиска и оценки альтернативных потенциальных несущих. Такой подход является нежелательным, поскольку БТ прерывает нормальные сеансы связи во время интервалов поиска, расходует время, требуемое для фильтрации, например, радиочастотной фильтрации, на настройку на каждую частоту поиска, расходует время на ожидание детектируемой несущей, сбор и оценку любых принимаемых сигналов, например, пилот-сигналов и затем расходует время на повторную настройку с исходными установками несущей.
Учитывая приведенное выше, очевидно, что существует потребность в улучшенных способах и устройстве, направленных на разработку эффективной конструкции беспроводного приемного терминала и его работу. Было бы полезно, если бы такое устройство и способы позволяли выполнять оценку качества двух альтернативных каналов с использованием разных диапазонов несущей частоты одновременно, без прерывания выполняемых сеансов связи. Также было бы предпочтительно, чтобы такие способы обеспечивали возможность непрерывного отслеживания альтернативных несущих, что позволило бы беспроводному терминалу выбирать несущую частоту/ячейку/сектор в точке соединения базовой станции, что позволило бы переключаться до прерывания связи, и что позволило бы выполнять переключение в удобной точке и с учетом других факторов, например, состояния нагрузки системы.
Сущность изобретения
Различные варианты выполнения изобретения направлены на системы беспроводной связи, например, системы OFDM (МОЧР, мультиплексирование с ортогональным частотным разделением сигналов) и/или CDMA (МДКР, многостанционный доступ с кодовым разделением каналов) с расширенным спектром, с использованием в системе множества несущих, например, когда общая доступная полоса частот разделена на разные частотные диапазоны, причем каждый диапазон имеет связанную несущую частоту. В разных ячейках в системе могут использоваться разные несущие частоты; в разных секторах одной ячейки могут использоваться разные несущие частоты. В некоторых вариантах выполнения, в одном секторе ячейки могут использоваться разные несущие частоты, например, на разных уровнях мощности, что обеспечивает дополнительное разнообразие и альтернативы соединения с базовой станцией, например, альтернативные точки подключения для передачи сигналов трафика по нисходящей линии связи канала.
Далее описаны приемники беспроводного терминала, в которых используются способы выбора несущей частоты в соответствии с настоящим изобретением, в системах беспроводной связи с множеством ячеек и множеством секторов, в которых используется множество несущих частот. В соответствии с изобретением, приемник БТ может включать в себя одну цепь приемников, например, с одним РЧ (RF) модулем, но который может обрабатывать информацию на множестве альтернативных несущих, которые могут быть альтернативно выбраны, например, как несущая частота и ее связанный диапазон, используемый БТ для приема сигналов канала трафика, передаваемых по нисходящей линии связи, совместно с конкретным передатчиком базовой станции. Хотя приемник беспроводного терминала в определенный момент времени настроен на один диапазон, оценку качества канала, соответствующую используемой в данный момент времени несущей частоте и альтернативной несущей, генерируют без переключения между несущими, в соответствии с настоящим изобретением. Этот подход в соответствии с настоящим изобретением отличается от известных методик поиска и оценки с использованием одной цепи приемников, в которых БТ приостанавливает нормальную обработку сигналов канала трафика, передаваемых по нисходящей линии связи на выбранной в данный момент времени несущей частоте, переключается на потенциально альтернативную несущую, отслеживает состояние сигналов, выполняет измерения, предназначенные для использования при оценке, и затем переключается обратно на исходную несущую частоту. Подход в соответствии с настоящим изобретением позволяет уменьшить нарушения во время сеансов связи, позволяет улучшить непрерывное отслеживание БТ альтернативных несущих, может информировать БТ о необходимости перехода до разрыва связи или деградации до неприемлемого уровня, позволяет обеспечить эффективную передачу обслуживания с минимальным разрывом в соответствующие моменты времени между разными точками подключения базовой станции, по мере того, как беспроводный терминал перемещается в системе, и/или его можно использовать как вспомогательное средство при балансировании нагрузки системы по разным несущим.
В некоторых вариантах выполнения передатчики базовой станции в разных ячейках и/или в разных секторах, например, в разных соседних ячейках и/или в разных соседних секторах, в основном, используют разные несущие частоты, но периодически выполняют передачу с использованием несущей частоты соседнего сектора. Приемники мобильных узлов, в соответствии с изобретением, используют одну цепь с управляемым фильтром, например, управляемым РЧ фильтром, для приема и обработки сигнала, например, составного сигнала от множества разных передатчиков, в пределах первого выбранного диапазона несущей частоты, при этом сигнал включает в себя два компонента, первый компонент сигнала, идентифицированный первым, выбранным в настоящее время диапазоном, и второй компонент сигнала, идентифицированный вторым альтернативным диапазоном. Отдельные значения индикатора качества получают из компонентов первого и второго сигнала, сравнивают их и определяют, следует ли выполнить переключение управляемого фильтра приемника на второй диапазон.
Беспроводные терминалы, например, мобильные портативные устройства связи, выполненные в соответствии с различными вариантами выполнения настоящего изобретения, включают в себя: приемную антенну, управляемый фильтр, соединенный с антенной, первое устройство измерения сигнала, соединенное с управляемым фильтром, второе устройство измерения сигнала, соединенное с управляемым фильтром, и модуль выбора частотного диапазона. Каждая приемная антенна БТ используется для приема сигнала, например, составного сигнала, включающего в себя первый компонент и второй компонент. В некоторых вариантах выполнения сигнал, например, составной сигнал, принимают в течение некоторого периода времени, и первый и второй компоненты сигнала принимают в разные моменты времени. Управляемый фильтр, например, РЧ полосовой фильтр, находящийся в управляемом РЧ модуле, включающем в себя смеситель, передает сигналы в выбранном одном диапазоне из первого частотного диапазона и второго частотного диапазона, при отбросе, по меньшей мере, некоторых из частот другого диапазона из первого и второго частотных диапазонов. Первый и второй компоненты сигнала находятся в пределах выбранного одного диапазона из первого и второго частотных диапазонов. Первый компонент сигнала связан с первым частотным диапазоном, в то время как второй частотный компонент связан со вторым частотным диапазоном. В некоторых вариантах выполнения, в которых управляемый фильтр представляет собой полосовой фильтр, и в которых первый и второй частотные компоненты имеют узкую ширину полосы частот по сравнению с шириной полосы управляемого фильтра, первый и второй компоненты сигнала имеют меньшую ширину полосы частот, чем половина ширины полосы пропускания управляемого фильтра. В некоторых вариантах выполнения, например, в некоторых вариантах выполнения OFDM, в которых первый и второй компоненты сигнала представляют собой принятые сигналы большой мощности, например, сигналы радиомаяка, которые легко детектировать, первый и второй компоненты сигнала имеют ширину полосы частот, составляющую, по большей мере, 1/20 ширины частот полосы пропускания управляемого фильтра.
Первое устройство измерения сигнала выполняет первое измерение сигнала по первому компоненту сигнала для генерирования первого индикатора качества сигнала, в то время как второе устройство измерения сигнала выполняет второе измерение сигнала по второму компоненту сигнала, для генерирования второго индикатора качества сигнала. В некоторых вариантах выполнения первое устройство измерения сигнала может измерять энергию сигнала, отношение сигнал/шум (SNR) и определять частоту ошибок для сигналов, специфичных для БТ, например, сигналов трафика, передаваемых по нисходящей линии связи, предназначенных для определенного БТ, а также широковещательных сигналов, например, сигналов назначения, пилот-сигналов, и/или сигналов радиомаяка; в то время как второе устройство измерения сигнала выполняет детектирование энергии и/или детектирование отношения сигнал/шум по принятым широковещательным сигналам, например, сигналам назначения, пилот-сигналам, и/или сигналам радиомаяка, предназначенным для приема множеством устройств. Модуль выбора частотного диапазона выбирает между работой в первом частотном диапазоне и во втором частотном диапазоне, в зависимости от первого и второго значений индикатора качества и генерирует сигнал управления, используемый для управления, например, выбора одного диапазона из первого и второго частотных диапазонов, который будет пропущен через управляемый фильтр.
Базовая станция, расположенная в ячейке связи, в соответствии с различными вариантами выполнения настоящего изобретения, включает в себя первый передатчик, предназначенный для передачи первых компонентов сигнала, который, в основном, передает в первой полосе частот. Базовые станции могут обеспечить работу по секторам и могут включать в себя первую передающую антенну, соединенную с первым передатчиком, и направленную в первый сектор ячейки для передачи первого компонента сигнала. Кроме того, такая базовая станция, работающая по секторам, обычно включает в себя второй передатчик, соединенный со второй передающей антенной. Второй передатчик, в основном, передает во второй полосе частот, но в течение части времени работы второго передатчика, он передает компонент второго сигнала в первом частотном диапазоне, в соответствии с изобретением. Второй передатчик соответствует другому сектору ячейки, чем сектор, которому соответствует первый передатчик. Вторая передающая антенна направлена во второй сектор ячейки для передачи второго компонента сигнала. Первый и второй сектора расположены в разных физических областях ячейки, например, в соседних областях, которые имеют некоторое перекрытие.
В соответствии с некоторыми вариантами выполнения изобретения дополнительная базовая станция, например, вторая базовая станция, расположена в соответствующей второй ячейке, например, рядом с ячейкой, соответствующей первому передатчику и/или частично с перекрытием этой ячейки. Такая дополнительная базовая станция может включать в себя передатчик и передающую антенну, используемую для передачи сигналов, прежде всего, в ее собственном первичном частотном диапазоне и, иногда, например, периодически, в частотном диапазоне, используемом в качестве первичного диапазона передатчика соседней ячейки, например, первичного диапазона первого передатчика. БТ может принимать такие иногда передаваемые сигналы и может выполнять их оценку в качестве второго компонента сигнала принятого сигнала.
В некоторых вариантах выполнения первый и второй частотные диапазоны имеют ширину, по меньшей мере, 1 МГц. Например, первый и второй частотные диапазоны могут представлять собой частотные диапазоны шириной 1,25 МГц, составляя часть полосы шириной 5 МГц всей системы, в которой используются 3 или 4 разных диапазона шириной 1,25 МГц. В различных системах, в которых используются частотные диапазоны, шириной, по меньшей мере, 1 МГц, управляемый фильтр приемника имеет полосу пропускания шириной менее 2 МГц.
В различных вариантах выполнения управляемый фильтр может представлять собой, например, РЧ фильтр, фильтр базового диапазона основной полосы частот или фильтр интерфейса. Этот фильтр может представлять собой цифровой фильтр, который принимает информацию, относящуюся к большему частотному диапазону, чем выбранный частотный диапазон, и может отбрасывать, например, не обрабатывать, информацию, находящуюся за пределами выбранного частотного диапазона.
В некоторых вариантах выполнения управляемый фильтр, используемый для выбора диапазона, выполнен после блока БПФ (FFT, быстрое преобразование Фурье). В таких случаях результаты БПФ для частот за пределами выбранного частотного диапазона могут быть рассчитаны, но не будут использоваться в результате фильтрации. В таких вариантах выполнения, физический фильтр модуля РЧ может быть фиксированным и может быть не управляемым, и такой физический фильтр передает сигналы одного или нескольких диапазонов. В одном таком варианте выполнения после БПФ, тоны, находящиеся за пределами выбранного частотного диапазона, отсекают, например, с помощью цифрового модуля обработки сигналов и/или другого управляемого модуля. В таких вариантах выполнения модуль, отбрасывающий информацию и/или тоны, находящиеся за пределами выбранного диапазона, представляет собой управляемый фильтр, и он работает в соответствии с сигналом управления выбора диапазона. Различные варианты выполнения изобретения направлены на способы связи, определяющие работу приемника, используемого для выбора среди множества частотных диапазонов. Приемник может представлять собой, например, приемник в устройстве связи портативного мобильного беспроводного терминала.
Примерный способ, в соответствии с изобретением, содержит этапы, на которых принимают сигнал, например, составной сигнал, включающий в себя первый компонент сигнала и второй компонент сигнала, причем первый и второй компоненты сигнала находятся в пределах первого частотного диапазона, используют полосовой фильтр для передачи первого и второго компонентов сигнала, выполняют первое измерение сигнала по первому компоненту сигнала для генерирования значения первого индикатора качества сигнала, выполняют второе измерение сигнала по второму компоненту сигнала для генерирования второго значения индикатора качества и выбирают между работой в первом частотном диапазоне, связанном с первым компонентом сигнала, и втором частотном диапазоне, связанном со вторым компонентом сигнала, в зависимости от первого и второго значений индикатора качества. В различных вариантах выполнения первый частотный диапазон находится за пределами второго частотного диапазона, например, первый и второй частотные диапазоны могут быть разными, не перекрывающимися частотными диапазонами шириной 1,25 МГц в пределах 5 МГц системы связи.
В соответствии с, по меньшей мере, одним примерным способом изобретения, первый передатчик, например, передатчик первой базовой станции, который, в основном, выполняет передачу в первом частотном диапазоне, во время работы передает первый компонент сигнала. Первый компонент сигнала может представлять собой, например, сигнал трафика, передаваемого по нисходящей линии связи, сигнал назначения, пилот-сигнал, и/или сигнал радиомаяка. Способ дополнительно содержит этап, на котором используют второй передатчик, например, передатчик другой базовой станции, который выполняет передачу, в основном, во втором частотном диапазоне, для передачи, например, периодически, второго компонента сигнала в первом частотном диапазоне. Второй компонент сигнала может представлять собой, например, широковещательный сигнал, такой, как, например, сигнал назначения, пилот-сигнал, сигнал радиомаяка и т.д.
В некоторых вариантах выполнения первый передатчик и второй передатчик расположены в разных секторах одной ячейки, и первый компонент сигнала передают с использованием первой антенны, в соответствии с первым сектором той же ячейки, в то время как второй компонент сигнала передают с использованием второй антенны, в соответствии со вторым сектором той же ячейки. В некоторых вариантах выполнения первый передатчик и второй передатчик расположены в разных ячейках, и первый компонент сигнала передают с использованием первой антенны, соответствующей первой ячейке, в то время как второй компонент сигнала передают с использованием второй антенны, соответствующей второй ячейке.
В некоторых вариантах выполнения сигнал, например, составной сигнал от двух передатчиков, принимают в течение некоторого периода времени, и первый и второй компоненты сигнала принимают в разные моменты времени.
Первый и второй компоненты сигнала в некоторых вариантах выполнения имеют более узкую ширину полосы частот по сравнению с шириной полосы пропускания полосового фильтра. Например, в некоторых вариантах выполнения, первый и второй компоненты сигналов имеют ширину полосы частот, по большей мере, составляющую 1/20 ширины полосы частот полосового фильтра.
В некоторых вариантах выполнения первый и второй частотные диапазоны имеют ширину, по меньшей мере, 1 МГц, и полосовой фильтр может иметь полосу пропускания шириной меньше чем 2 МГц.
В дополнение к приемнику, например, приемнику БТ, который при работе принимает, пропускает, измеряет первый и второй компоненты сигналов и выбирает между первым и вторым частотными диапазонами, способ, в некоторых вариантах выполнения, дополнительно содержит этап, на котором управляют полосовым фильтром для пропускания второго диапазона, вместо первого диапазона, когда выбран второй частотный диапазон. После переключения на второй частотный диапазон, способ может дополнительно содержать этапы, на которых используют полосовой фильтр для пропускания третьего и четвертого компонентов сигнала, причем указанные третий и четвертый компоненты сигнала находятся в пределах второго частотного диапазона, выполняют третье измерение сигнала по третьему компоненту сигнала для генерирования третьего индикатора качества сигнала, выполняют четвертое измерение сигнала по четвертому компоненту сигнала для генерирования четвертого индикатора качества и выбирают между работой в первом частотном диапазоне и втором частотном диапазоне, в зависимости от указанных значений индикатора качества. Затем, если выбран первый частотный диапазон, можно управлять полосовым фильтром для пропускания первого частотного диапазона вместо второго частотного диапазона.
В некоторых вариантах выполнения этапы приема первого и второго компонентов сигнала и измерение первого и второго компонентов сигнала могут повторяться множество раз, и выбор второго частотного диапазона может быть произведен после того, как значение второго индикатора качества будет превышать значение первого индикатора качества в течение заданного интервала времени, например, в течение заданной длительности или фиксированного количества измерений сигнала. Такой подход используют для предотвращения переключения частотных диапазонов в течение короткого периода времени или при переходных изменениях условий. Для выбора частотного диапазона можно использовать другие критерии, такие как, например, заданные пороговые значения. Например, выбор может включать в себя выбор частотного диапазона, соответствующего более низкому значению качества сигнала, когда первое и второе значения индикатора качества одновременно превышают заданное пороговое значение в течение заданного интервала времени. Таким образом, когда оба компонента сигнала обозначают удовлетворительное состояние, может быть выбран диапазон с более низким качеством, например, с меньшей мощностью, для освобождения диапазона с высокой мощностью, который может использоваться другим мобильным устройством. Выбор также может включать в себя выбор частоты, соответствующей более высокому значению качества сигнала, когда одно значение из первого и второго значений качества сигнала находится ниже заданного порогового значения, выбирая, таким образом, лучший частотный диапазон, когда важно обеспечить высокое качество сигнала. Выбор также может включать в себя выбор второго частотного диапазона, когда первое значение качества сигнала уменьшается с течением времени, и второе значение качества сигнала увеличивается с течением времени, и разница между первым и вторым значениями качества сигнала изменяет знак, что обозначает, что беспроводный терминал приближается к передатчику второго компонента сигнала и удаляется от передатчика первого компонента сигнала.
В некоторых вариантах выполнения этап выбора представляет собой функцию качества обслуживания (КО, QoS), которое предоставляют пользователю, причем функция выбора изменяется в соответствии с информацией, указывающей изменение QoS, предоставляемого пользователю. Такое изменение может быть воплощено как изменение порогового значения, используемого модулем выбора для выбора частотного диапазона.
В некоторых вариантах выполнения этап выбора представляет собой функцию нагрузки системы связи, и способ дополнительно содержит этап, на котором принимают информацию, указывающую нагрузку системы связи, и модифицируют функцию выбора в соответствии с указанием изменения нагрузки системы связи. Например, в случае, когда беспроводный терминал детектирует значительную степень использования первого частотного диапазона, выбор может изменить вес при определении выбора для создания более сильного предпочтения для второго частотного диапазона. Полученную информацию о нагрузке передают из базовой станции в устройство, например, в БТ, принимающее сигнал от базовой станции.
В различных вариантах выполнения может быть выполнена оценка множества альтернативных несущих перед принятием решения о выборе, и может быть инициирована смена несущих, например, перед повторной установкой управляемого фильтра. Например, в примере системы шириной 5 МГц, состоящей из 3 секторов/ячеек, в которой используются три диапазона несущих шириной 1,25 МГц, первый из компонентов сигнала может включать в себя сигналы, например, сигналы радиомаяка, сигналы трафика, передаваемого по нисходящей линии связи, пилот-сигналы, сигналы назначения и т.д., передаваемые подключенным в данный момент времени передатчиком сектора базовой станции, используемым для передачи сигналов трафика по нисходящей линии связи в БТ, в то время как второй компонент сигнала может изменяться в соответствии с принимаемыми сигналами, например, разными сигналами радиомаяка соседних передатчиков секторов/ячеек, которым разные несущие частоты назначены в качестве их первичной несущей частоты. После оценки набора принятых вторых сигналов от альтернативного передатчика сектора базовой станции, выполняют оценку точек подключения и получают набор вторых значений индикатора качества, затем выполняют сравнение с первым значением индикатора качества и принимают решение в отношении изменения выбранного частотного диапазона.
Краткое описание чертежей
На фиг.1 показана схема примера системы беспроводной связи, поддерживающей множество несущих, выполненной в соответствии с изобретением и с использованием способов настоящего изобретения.
На фиг.2 показана схема примера базовой станции, выполненной в соответствии с настоящим изобретением и с использованием способов настоящего изобретения.
На фиг.3 показана схема примера беспроводного терминала, выполненного в соответствии с настоящим изобретением и с использованием способов настоящего изобретения.
На фиг.4 показана схема примерного варианта выполнения приемника, который может обрабатывать два компонента принимаемого сигнала из одного выбранного диапазона несущей частоты одновременно, причем каждый компонент передает разную информацию, например, информацию, соответствующую одному из двух разных диапазонов несущей, приемник выполнен в соответствии с настоящим изобретением и с использованием способов настоящего изобретения.
На фиг.5 представлена иллюстрация примера сигналов базовой станции, ассоциированных с примерным вариантом выполнения беспроводного терминала, с использованием примерного варианта воплощения приемника с одной цепью приемников по фиг.4 в соответствии с изобретением.
На фиг.6 показана блок-схема последовательности операций, иллюстрирующая пример способа связи, который состоит в работе системы связи, включающей пример беспроводного терминала, с использованием примера приемника с одной цепью приемников по фиг.4 в соответствии с настоящим изобретением.
На фиг.7 представлена схема участка примерных систем беспроводной связи, выполненных в соответствии с изобретением, причем система включает в себя примерный беспроводный терминал, находящийся в движении, и используется с целью дальнейшего пояснения изобретения.
На фиг.8 представлена схема другого примерного варианта выполнения приемника, выполненного в соответствии с настоящим изобретением, причем такой приемник можно использовать в беспроводном терминале, представленном на фиг.7.
На фиг.9 показана схема, иллюстрирующая пример передачи сигналов передатчика сектора базовой станции, включающих в себя сигналы радиомаяка, соответствующие второму передатчику, причем сигналы радиомаяка передают по множеству частотных диапазонов, в соответствии с настоящим изобретением; сигналы могут быть переданы от примерной базовой станции, показанной на фиг.7.
На фиг.10 представлена схема, иллюстрирующая пример сигнала, принимаемого приемником примерного беспроводного терминала, показанного на фиг.7.
На фиг.11 показана схема, иллюстрирующая пример обработки приемником беспроводного терминала примерного принятого сигнала по фиг.10, и пример выбора диапазона в соответствии с настоящим изобретением.
На фиг.12 показана схема, иллюстрирующая пример сигналов передатчика сектора базовой станции, включающего в себя сигналы радиомаяка, соответствующие передатчику сектора, причем сигналы радиомаяка передают по множеству частотных диапазонов в соответствии с настоящим изобретением, и такие сигналы могут быть переданы от примерной базовой станции, показанной на фиг.7, после выбора беспроводным терминалом нового диапазона и изменения точки подключения.
На фиг.13 показана иллюстрация примера сигнала радиомаяка со смещением временной последовательности относительно соседнего сектора, используемая с целью дополнительного пояснения свойств изобретения.
Подробное описание изобретения
На фиг.1 показан пример беспроводной системы 100 связи, поддерживающей множество несущих и передачу сигналов с расширенным спектром, выполненную в соответствии с настоящим изобретением. В системе 100 используются устройство и способы в соответствии с настоящим изобретением. На фиг.1 представлено множество примеров многосекторных ячеек, ячейка 1 102, ячейка 2 104, ячейка 3 106. Каждая ячейка (102, 104, 106) представляет собой область зоны беспроводного обслуживания для базовой станции (БС, BS), (БС1 108, БС2 110, БС3 112), соответственно. В примере варианта выполнения каждая ячейка 102, 104, 106 включает в себя три сектора (A, B, C). Ячейка 1 102 включает в себя сектор A 114, сектор B 116 и сектор C 118. Ячейка 2 104 включает в себя сектор A 120, сектор B 122 и сектор C 124. Ячейка 3 106 включает в себя сектор A 126, сектор B 128 и сектор C 130. В других вариантах выполнения, возможно использование разного количества секторов в ячейке, например, 1 сектор в ячейке, 2 сектора в ячейке или больше, чем 3 сектора в ячейке. Кроме того, разные ячейки могут включать в себя разное количество секторов.
Беспроводные терминалы (БТ), например, мобильные узлы (МУ, MN), могут перемещаться в системе и могут связываться с равнозначными узлами, например, с другими МУ, через беспроводные каналы связи с БС. В секторе A 114 ячейки 1 102 БТ (132, 134) соединены с БС 1 108 через беспроводные каналы (133, 135) связи, соответственно. В секторе B 116 ячейки 1 102 БТ (136, 138) соединены с БС 1 108 через беспроводные каналы связи (137, 139), соответственно. В 102 секторе C 118 ячейки 1 БТ (140, 142) соединены с БС 1 108 через беспроводные каналы (141, 143) связи, соответственно. В секторе A 120 ячейки 2 104 БТ (144, 146) соединены с БС 2 110 через беспроводные каналы (145, 147) связи, соответственно. В секторе B 122 ячейки 2 104 БТ (148, 150) соединены с БС 2 110 через беспроводные каналы связи (149, 151), соответственно. В секторе C 124 ячейки 2 104 БТ (152, 154) соединены с БС 2 110 через беспроводные каналы (153, 155) связи, соответственно.
БС могут быть соединены вместе через сеть, обеспечивая, таким образом, для БТ возможность соединения в пределах заданной ячейки с равнозначными узлами, расположенными за пределами данной ячейки. В системе 100 БС (108, 110, 112) соединены с сетевым узлом 168 через сетевые каналы связи (170, 172, 174), соответственно. Сетевой узел 168, например, маршрутизатор, соединен с другими узлами сети, например, другими базовыми станциями, маршрутизаторами, узлами собственного агента, узлами сервера AAA и т.д., а также с сетью Интернет через сетевую связь 176. Сетевые связи 170, 172, 174, 176 могут представлять собой, например, оптоволоконные каналы связи.
БС 108, 110, 112 включают в себя установленные в секторах передатчики, причем каждый установленный в секторе передатчик использует определенную назначенную ему несущую частоту для передачи обычных сигналов, например, сигналов трафика по нисходящей линии связи, направляемых в определенные БТ, в соответствии с изобретением. На несущих частотах, назначенных для установленных в секторах передатчиков, используемых для обычной передачи сигналов, также передают широковещательные сигналы, такие, как, например, сигналы назначения, пилот-сигналы, и/или сигналы радиомаяка, от БС в БТ. Кроме того, в соответствии с изобретением, каждый установленный в секторе передатчик базовой станции передает дополнительные сигналы по нисходящей линии связи, такие, как, например, пилот-сигналы и/или сигналы радиомаяка в пределах диапазонов несущей частоты, назначенных для передатчиков в соседних ячейках/секторах для передачи их обычных сигналов. Такие сигналы, передаваемые по нисходящей линии связи, обеспечивают информацию для БТ, например, БТ 132, которую можно использовать для оценки и принятия решения, какую из несущих частот следует выбрать и сектор/ячейку какой соответствующей базовой станции использовать в качестве точки соединения. БТ, например, БТ 132, включает в себя приемники, которые позволяют обрабатывать информацию, поступающую от установленных в секторах передатчиков БС 108, 110, 112, предоставляя информацию об альтернативных диапазонах несущих частот, которые можно использовать для обычной связи, например, для передачи сигналов канала трафика по нисходящей линии связи, и которые могут быть выбраны БТ.
На фиг.2 представлен пример базовой станции 200, в качестве альтернативы называемый узлом доступа, выполненным в соответствии с настоящим изобретением. БС называется узлом доступа, поскольку выполняет для БТ функцию точки подключения к сети и обеспечивает для БТ доступ к сети. Базовая станция 200 по фиг.2 может представлять собой более подробное представление любой из базовых станций 108, 110, 112 системы 100 по фиг.1. Базовая станция 200 включает в себя процессор 202, например, ЦПУ, приемник 204, включающий декодер 206, установленный в секторе передатчик 208, запоминающее устройство 210 и интерфейс 212 входа/выхода, соединенные вместе через шину 214, по которой различные элементы могут выполнять взаимный обмен данными и информацией. Приемник 204 соединен с установленной в секторе антенной 216 и может принимать сигналы от беспроводных терминалов 300 (см. фигуру 3) в каждом из секторов, который является зоной обслуживания базовой станции 200. Декодер 206 приемника декодирует принимаемые поступающие по восходящей линии связи сигналы и выделяет информацию, кодированную БТ 300 перед передачей. Установленный в секторе передатчик 208 включает в себя множество передатчиков, передатчик 218 сектора 1, передатчик 220 сектора N. Каждый передатчик (218, 220) сектора включает в себя кодер (222, 224), предназначенный для кодирования данных/информации, передаваемых по нисходящей линии связи, и соединен с антенной (226, 228), соответственно. Каждая антенна 226, 228 соответствует разному сектору и обычно ориентирована для передачи в секторе, которому соответствует данная антенна и в котором она может быть установлена. Антенны 226, 228 могут быть отдельными антеннами или могут соответствовать разным элементам одной многосекторной антенны, которая имеет разные антенные элементы для разных секторов. Каждый установленный в секторе передатчик (218, 220) имеет назначенный диапазон несущей частоты, который должен использоваться для обычной передачи сигналов, например, сигналов трафика по нисходящей линии связи. Каждый установленный в секторе передатчик (218, 220) позволяет передавать сигналы по нисходящей линии связи, например, сигналы назначения, данные и сигналы управления, пилот-сигналы, и/или сигналы радиомаяка в его собственном назначенном диапазоне несущей частоты. Каждый установленный в секторе передатчик (218, 220), в соответствии с изобретением, также передает дополнительные сигналы по нисходящей линии связи, например, пилот-сигналы и/или сигналы радиомаяка в других диапазонах несущей частоты, например, в диапазонах несущей частоты, назначенных соседним ячейкам/секторам для передачи их обычных сигналов. Интерфейс 212 ввода/вывода базовой станции соединяет базовую станцию 200 с другими сетевыми узлами, например, другими узлами доступа, маршрутизаторами, серверами AAA, узлами собственного агента и сетью Интернет. Запоминающее устройство 210 включает в себя процедуры 230 и данные/информацию 232. Процессор 202 выполняет процедуры 230 и использует данные/информацию 232, содержащиеся в запоминающем устройстве 210, для управления работой базовой станции 200, включая планирование пользователей по разным несущим частотам, с использованием разных уровней мощности, управление мощностью, управление временной последовательностью, связь, передачу сигналов и передачу сигналов радиомаяка в соответствии с изобретением. Планирование конкретного пользователя, например, конкретного БТ 300, на конкретной несущей частоте, может выполняться в соответствии с вариантами выбора, выполняемыми БТ 300, в соответствии с изобретением.
Данные/информация 232, содержащаяся в запоминающем устройстве 210, включает в себя данные 234, например, данные пользователя, которые должны быть переданы в беспроводные терминалы 300 и приняты от них, информацию 236 сектора, включающую в себя несущие частоты, ассоциированные с каждым сектором, и уровни мощности при передаче данных, ассоциированные с каждой несущей частотой в пределах сектора, информацию о множестве несущих частот (информация 238 о несущей частоте 1, информация 240 о несущей частоте N), информацию 242 радиомаяка и информацию 243 о загрузке системы. Информация (238, 240) о несущей частоте включает в себя информацию, определяющую частоту несущей и ассоциированные полосы пропускания. Информация 242 радиомаяка включает в себя информацию тона, например, информацию, ассоциирующую сигналы радиомаяка в каждом секторе с определенными частотами и несущими, и временные последовательности, ассоциированные с передачей сигналов радиомаяка. Информация 243 о загрузке системы включает в себя информацию о составной загрузке в каждой из различных диапазонов несущих частот, поддерживаемых базовой станцией 200. Информация 243 о загрузке системы может быть передана из базовой станции 200 в БТ 300, которая, в некоторых вариантах выполнения, может использовать эту информацию в процессе принятия решения о выборе диапазона несущей частоты для установки в приемнике БТ.
Данные/информация 232 в запоминающем устройстве 210 также включают в себя множество наборов данных/информации 244 БТ, по одному набору для каждого БТ: данные/информация 246 БТ 1, данные/информация 248 БТ N. Данные/информация 246 БТ 1 включают в себя данные пользователя на маршруте от/к БТ 1, ИД (ID) терминала, ассоциирующий БТ с базовой станцией 200, ИД сектора, идентифицирующий сектор, в котором БТ 1 расположен в данный момент времени, и информацию о несущей частоте, ассоциирующую БТ 1 с конкретной несущей частотой, используемой для обычной передачи сигналов.
Процедуры 230 базовой станции включают в себя процедуры 250 связи и процедуры 252 управления базовой станцией. Процедуры 250 передачи воплощают различные протоколы передачи, используемые базовой станцией 200. Процедуры 252 управления базовой станцией включают в себя модуль 254 планировщика и процедуры 256 обработки сигналов. Процедуры 252 управления базовой станцией управляют работой базовой станции, включая приемник 204, передатчики (218, 220), планирование, обработку сигналов и передачу сигналов радиомаяка в соответствии с настоящим изобретением. Модуль 254 планировщика, например, планировщик, используется для планирования ресурсов радиоканала, например полосы пропускания, с течением времени для беспроводных терминалов 300, для связи по восходящей и нисходящей линиям связи. Процедуры 252 управления базовой станцией также включают в себя процедуры 256 обработки сигналов, которые управляют: приемником 204, декодером 206, передатчиками (218, 220), кодерами (222, 224), генерированием обычного сигнала, переключением данных и тона управления и приемом сигнала. Процедура 258 радиомаяка также включена в процедуры 256 обработки сигналов, и в ней используется информация 242 радиомаяка для управления генерированием и передачей сигналов радиомаяка в соответствии с изобретением. В соответствии с изобретением в некоторых вариантах выполнения сигналы радиомаяка, например, сигналы с высокой мощностью, которые имеют относительно узкую полосу частот, могут быть переданы в каждом секторе в каждом из диапазонов несущей частоты, используемых этим сектором/ячейкой или соседним сектором/ячейкой. Такие сигналы радиомаяка, в некоторых вариантах выполнения, используются БТ 300 для сравнения альтернативных доступных несущих.
На фиг.3 представлен пример беспроводного терминала 300, например, мобильного узла, выполненного в соответствии с настоящим изобретением, и с использованием способов настоящего изобретения. Беспроводный терминал 300, показанный на фиг.3, может представлять собой более подробное представление любого из БТ 132, 134, 136, 138, 140, 142, 144, 146, 148, 150, 152, 154, 156, 158, 160, 162, 164, 166 системы 100 по фиг.1. Беспроводный терминал 300 включает в себя приемник 302, передатчик 304, процессор 306, например, ЦПУ и запоминающее устройство 308, соединенные вместе через шину 310, через которую различные элементы могут выполнять обмен данными и информацией.
Приемник 302 соединен с антенной 312, через которую сигналы, передаваемые по нисходящей линии связи, принимают от множества установленных в секторах передатчиков базовой станции и через соответствующие секторные антенны 226, 228. Приемник 302 включает в себя одну цепь 314 приемника с расширенным спектром и контроллер 316 выбора диапазона. Цепь 314 приемника с расширенным спектром включает в себя РЧ модуль (схема синхронизации частоты) 320, предназначенный для выполнения фильтрации и других операций. РЧ модуль 320 включает в себя управляемый полосовой фильтр 321, предназначенный для режекции частот за пределами выбранного диапазона, в то время, как он пропускает частоты, например, несущий сигнал, попадающие в выбранный диапазон. Дополнительные модули 322 также включены в цепь 314 приемника вместе с модулем 324 цифровой обработки сигналов и модулем 334 детектирования энергии/детектирования отношения сигнал/шум. Модуль 324 цифровой обработки сигналов включает в себя декодер 326 и модуль 328 детектора качества сигнала.
РЧ модуль 320, дополнительные модули 322 цепи приемника, модуль 324 обработки цифрового сигнала и модуль 334 детектирования энергии/детектирования отношения сигнал/шум используют для приема, декодирования, измерения и оценки различных сигналов, включая, например, сигналы назначения, данные канала трафика, передаваемого по нисходящей линии связи, и информационные сигналы, пилот-сигналы, и/или сигналы радиомаяка, которые передают с использованием множества передатчиков базовой станции ячейки/сектора, с использованием выбранного в настоящее время первого диапазона, ассоциированного с конкретной первой несущей частотой. Контроллер 316 выбора диапазона выводит сигнал в РЧ модуль 320 и регулируемый фильтр 321, включенный в него, для выбора определенной несущей частоты; РЧ модуль 320 пропускает принятые компоненты сигнала, находящиеся в пределах выбранного диапазона несущей частоты и режектирует, по меньшей мере, некоторые из сигналов, находящиеся за пределами выбранного диапазона несущей частоты. РЧ модуль 320 также выполняет дополнительную обработку, например, сигналы смешивают с базовым диапазоном. Выходные сигналы, пропущенные РЧ модулем 320, обрабатывают, например, фильтруют с помощью фильтра базового диапазона, преобразуют из аналоговых в цифровые сигналы и дополнительно фильтруют с помощью цифрового фильтра, с использованием дополнительных модулей 322 цепи приемника. Затем, сигналы выводят из дополнительных модулей 322 и передают в модуль 324 цифровой обработки сигналов и модуль 334 детектирования энергии/детектирования отношения сигнал/шум. Некоторые компоненты сигнала, например, из передатчика ячейки/сектора первой базовой станции, соответствующие выбранному в настоящее время диапазону, обрабатывают с помощью модуля 324 цифровой обработки сигналов; в то время как другие компоненты сигнала, например, из передатчика второй ячейки/сектора, соответствующие другому диапазону несущей, обрабатывают с использованием модуля 334 детектирования энергии/ детектирования отношения сигнал/шум. Модуль обработки цифрового сигнала включает в себя декодер 326, который может декодировать сигналы трафика, передаваемые по нисходящей линии связи в конкретный БТ 300; в то время как модуль 334 детектирования энергии/детектирования отношения сигнал/шум не включает в себя такую возможность декодирования.
Выходные значения, например, значения индикатора качества, из модуля 328 детектора качества сигнала, модуля 324 цифровой обработки сигналов и из модуля 334 детектирования энергии/детектирования отношения сигнал/шум подают в модуль 316 выбора диапазона, который управляет установками выбора частотного диапазона в РЧ модуле (схема синхронизации частоты) 320, в соответствии с изобретением.
Передатчик 304 включает в себя кодер 336 и соединен с передающей антенной 338. Данные/информация, например, блоки данных/информации, передаваемых по восходящей линии связи, могут быть кодированы с помощью кодера 336 и затем переданы через антенну 338 в базовую станцию 200.
Запоминающее устройство 308 включает в себя процедуры 340 и данные/информацию 342. Процессор 306, например, ЦПУ, выполняет процедуры 340 и использует данные/информацию 342 в запоминающем устройстве 308 для обеспечения работы БТ 300 и выполнения способов в соответствии с настоящим изобретением.
Данные/информация 342 беспроводного терминала включают в себя данные 344 пользователя, информацию 346 об устройстве пользователя/ресурсе сеанса, информацию 348 о текущей выбранной несущей частоте, информацию 350 об альтернативной несущей частоте, информацию 352 о ячейке/секторе, информацию 354 о несущей частоте, информацию 356 о детектируемом сигнале и информацию 358 выбора несущей.
Данные 344 пользователя включают в себя данные, информацию и файлы, предназначенные для передачи в равноправный узел или приема из него во время сеанса связи с беспроводным терминалом 300. Информация 346 ресурса пользователя/устройства/сеанса включает в себя, например, информацию ИД терминала, информацию ИД базовой станции, информацию ИД сектора, информацию о выбранной несущей частоте, информацию о режиме и информацию об идентифицированном радиомаяке. Информация ИД терминала может представлять собой идентификатор, назначенный для БТ 300 базовой станцией 200, с которой соединен БТ 300, который идентифицирует беспроводный терминал 300 для базовой станции 200. Информация об ИД базовой станции может представлять собой, например, значение спада, ассоциированного с базовой станцией 200, и используется в последовательностях переключения. Информация об ИД сектора включает в себя информацию, идентифицирующую ИД сектора установленного в секторе передатчика/приемника базовой станции, через который выполняют передачу обычных сигналов, и может соответствовать сектору ячейки, в котором расположен беспроводный терминал 300. Выбранная информация о несущей частоте включает в себя информацию, идентифицирующую несущую частоту, например, несущую частоту, на которую был настроен РЧ модуль, используемый БС для передачи сигналов по нисходящей линии связи, например, сигналов канала трафика. Информация режима идентифицирует, находится ли беспроводный терминал в состоянии включения/удержания/ожидания.
Информация 348 о текущей выбранной несущей частоте включает в себя информацию, идентифицирующую выбранную несущую частоту, на которую был настроен РЧ модуль 320 с помощью контроллера 316 выбора диапазона. Информация 350 об альтернативной несущей включает в себя информацию, идентифицирующую альтернативную несущую, которой соответствует информация, оценка которой была получена модулем 334 детектирования энергии/детектирования отношения сигнал/шум. Информация 352 ИД ячейки/сектора может включать в себя информацию, используемую для построения последовательностей переключения, используемых при обработке, передаче и приеме данных, информации, сигналов управления и сигналов радиомаяка. Информация 354 о несущей частоте может включать в себя информацию, ассоциирующую каждый сектор/ячейку базовых станций в системе связи с конкретной частотой или частотами несущей, частотными диапазонами, сигналами радиомаяка и наборами тонов. Информация 354 о несущей частоте также включает в себя информацию 355 ассоциации индикатора качества, которая ассоциирует каждое значение индикатора качества с определенной несущей частотой, которая может быть выбрана контроллером 316 выбора диапазона.
Информация 356 детектируемого сигнала включает в себя информацию 360 энергии сигнала, информацию 362 отношения сигнал/шум, информацию 364 оценки ошибки, 1-е значение 366 индикатора качества и 2-е значение 368 индикатора качества. Информация 356 детектируемого сигнала также включает в себя информацию 370 синхронизации и информацию 372 широковещательного сигнала.
Информация 356 детектируемого сигнала включает в себя информацию, которая была выведена из детектора 328 качества сигнала модулем 324 цифровой обработки сигналов и из модуля 334 детектирования энергии/детектирования отношения сигнал/шум в приемнике 302. Модуль 328 детектора качества сигнала может измерять и записывать энергию 360 сигнала, отношение сигнал/шум 362, и/или оценку 364 ошибок компонента сигнала из первого передатчика и определяет 1-е значение 366 индикатора качества, обозначающее качество канала, например, канала трафика, передаваемого по нисходящей линии связи, между первым передатчиком и БТ 300, при использовании диапазона несущей, на которой в настоящее время настроен приемник 302. Модуль 334 детектирования энергии/детектирования отношения сигнал/шум может измерять и записывать энергию 360 сигнала и/или отношения сигнал/шум 362 сигнала компонента из второго передатчика для определения 2-го значения 368 индикатора качества, которое обозначает состояние потенциального канала, например, канала трафика, передаваемого по нисходящей линии связи между вторым передатчиком и БТ 300 в альтернативном диапазоне несущей.
Информация 370 синхронизации может включать в себя, в некоторых вариантах выполнения CDMA, например, информацию синхронизации временной последовательностью на основе пилот-сигнала, используемую и/или получаемую приемником, например, при обработке пилот-сигнала CDMA. В некоторых вариантах выполнения OFDM, информация синхронизации может включать в себя информацию восстановления временной последовательностью символов. Информация 372 широковещательной передачи может включать в себя, например, информацию, относящуюся к широковещательной передаче, используемую и/или получаемую приемником при обработке сигналов, например, пилот-сигналов или сигналов радиомаяка.
Информация 358 выбора несущей включает в себя информацию 374 заданного порогового значения, информацию 376 заранее выбранного интервала, информацию 378 скорости изменения, информацию 380 качества обслуживания (QoS) и информацию 382 нагрузки системы. Информация 358 выбора несущей представляет собой информацию, например, критерии, предельные значения и т.д., используемые БТ 300 при принятии решений о выборе диапазона во время оценки информации детектируемого сигнала, например, путем сравнения 1-го значения 366 индикатора качества со 2-м значением 368 индикатора качества. Информация 374 заданного порогового значения включает в себя уровни, используемые для сравнения со значениями 366, 368 индикатора качества, для принятия решения при выборе диапазона. Информация 376 заранее выбранного интервала включает в себя интервалы времени фиксированной длительности и интервалы с фиксированным количеством измерений сигнала, каждую из которых можно использовать для определения заданного интервала, в течение которого должны существовать постоянные условия, например, когда второй индикатор качества превышает первый индикатор качества, прежде чем контроллер 316 выбора диапазона изменит выбор в РЧ модуле 320 приемника. Информация 378 изменения частоты включает в себя критерии, используемые для идентификации, когда первое значение 366 индикатора качества сигнала уменьшается с течением времени, в то время как второе значение 368 индикатора качества сигнала увеличивается с течением времени, и разница между первым и вторым значениями индикатора качества изменяет знак. Информация 380 качества обслуживания (QoS) включает в себя информацию, относящуюся к QoS, предоставляемому для отдельных пользователей, выбору диапазона, как функции уровня QoS, предоставляемого пользователю, и изменению выбора, как результат изменений уровней QoS, предоставляемого пользователю. Информация 382 загрузки системы включает в себя принятую информацию, относящуюся к загрузке системы, переданную базовой станцией 200, которую можно использовать при принятии решения по управлению функциями в отношении выбора диапазона.
Процедуры 340 БТ включают в себя процедуры 384 связи и процедуры 386 управления беспроводным терминалом. Процедуры 384 передачи беспроводного терминала воплощают различные протоколы передачи, используемые беспроводным терминалом 300. Процедуры 386 управления беспроводным терминалом выполняют операции функционального управления беспроводным терминалом 300, включая управление мощностью, управление временем следования, управление передачей сигналов, обработку данных, ввод/вывод, управление приемником и функции выбора диапазона несущей в соответствии с изобретением. Процедуры 386 управления БТ включают в себя процедуры 388 обработки сигналов, модуль 390 контроллера приемника и модуль 392 выбора диапазона несущей. Процедуры 388 обработки сигналов, используя данные/информацию 342 в запоминающем устройстве 308, управляют обработкой сигналов, например, сигналов, передаваемых по восходящей и по нисходящей линиям связи БТ 300. Модуль 390 контроллера приемника согласованно с модулями 324, 334 управляет работой приемника 302, включая декодирование, детектирование энергии и/или детектирование отношения сигнал/шум, выполняемое в отношении принимаемых сигналов и генерирование 1-го и 2-го значений 366, 368 индикаторов качества, в соответствии с настоящим изобретением. Модуль 392 выбора диапазона несущей согласованно с контроллером 316 выбора диапазона использует данные/информацию, полученные из принятых сигналов, включая 1-е и второе значения 366, 368 индикатора качества, а также информацию 358 выбора несущей, для принятия решения в отношении того, какую несущую требуется выбрать для настройки РЧ модуля 320 приемника 302, в соответствии с настоящим изобретением.
На фиг.4 показан пример примерной комбинации 500 из приемника 501/антенны 502 беспроводного терминала, воплощенного в соответствии с настоящим изобретением. Комбинацию 500 приемника/антенны по фиг.4 можно использовать как комбинацию приемник 302/антенна 312 БТ 300 по фиг.3. Приемник 501 представляет собой иллюстрацию примерного варианта воплощения приемника в соответствии с изобретением, который позволяет обрабатывать два компонента принимаемого сигнала, включенного в один и тот же диапазон несущей, одновременно, причем каждый компонент переносит разную информацию, например, информацию, соответствующую одному из двух разных диапазонов несущих, передаваемую разными передатчиками и/или разными передающими антеннами. Два компонента сигнала могут соответствовать разным секторам ячейки и/или разным ячейкам.
В приемнике 501 по фиг.4 используют одну цепь РЧ обработки, которая включает в себя один модуль 502 РЧ обработки (модуль синхронизации частоты). Приемник 501 соединен с антенной 504, которая принимает сигналы, поступающие по нисходящей линии связи от множества передатчиков сектора/ячейки базовой станции. Антенна 504 соединена с модулем 502 РЧ обработки. Модуль 502 РЧ обработки включает в себя выбираемый РЧ фильтр 506 и схему 508 смесителя. РЧ фильтр 506 может быть выполнен как полосовой фильтр и используется как схема синхронизации частоты. Модуль 502 РЧ обработки был настроен на несущую частоту, выбранную контроллером 510 выбора диапазона. РЧ фильтр передает компоненты принятого сигнала в пределах выбранного диапазона несущей и отбрасывает, по меньшей мере, некоторые компоненты сигнала, находящиеся за пределами выбранного диапазона несущей.
Принятый сигнал в полосе пропускания от антенны 504 подают в РЧ фильтр 506 и обрабатывают с помощью схемы 508 смесителя, в результате чего получают сигнал базового диапазона. Полученный сигнал базового диапазона выводят из модуля 502 РЧ обработки и подают в фильтр 512 базового диапазона. Отфильтрованный выходной сигнал из фильтра 512 базового диапазона передают в модуль 514 A/Ц (A/D) преобразования, где выполняют аналого-цифровое преобразование. Полученный в результате цифровой сигнал подают в цифровой фильтр 516 для дополнительной фильтрации. Затем на выходе цифрового фильтра 516 компонент 517 первого сигнала, то есть, сигнала, первоначально происходящего из передатчика первой ячейки/сектора базовой станции, вводят в модуль 518 цифровой обработки сигналов, в то время как с другого выхода цифрового фильтра 516 второй компонент 519 сигнала, например, первоначально происходящий от передатчика второй ячейки/сектора базовой станции, выводят в модуль 536 детектирования энергии/детектирования отношения сигнал/шум. Модуль 518 обработки цифрового сигнала включает в себя модуль 522 синхронизации временной последовательности, декодер 523 и детектор 526 качества сигнала. Таким образом, модуль 518 обработки цифрового сигнала позволяет полностью декодировать широковещательную передачу, а также информацию, специфичную для данной БТ, например, информацию, предназначенную для конкретного БТ, а не для других БТ.
Модуль 522 синхронизации временной последовательности используют для синхронизации временной последовательности принятых обрабатываемых данных, например, сигналов, принятых по нисходящей линии связи. При этом рассматривают варианты воплощения CDMA, а также OFDM. Модуль 522 синхронизации временной последовательности в вариантах воплощения CDMA может быть выполнен с использованием известных технологий сужения спектра. Модуль 522 синхронизации временной последовательности в вариантах выполнения OFDM может быть выполнен как схема восстановления временной последовательности символа, с использованием известных методик. Декодер 523 включает в себя модуль 524 широковещательной передачи, предназначенный для декодирования принимаемых сигналов широковещательной передачи, например, сигналов радиомаяка, пилот-сигналов и т.д., и модуль 525, специфичный для мобильного устройства, предназначенный для декодирования принятых данных/информации по нисходящей линии связи, например, сигналов трафика, передаваемых по нисходящей линии связи, предназначенных для конкретного БТ 300, которому принадлежит приемник 501.
Детектор 526 качества сигнала включает в себя схему 528 измерения энергии сигнала, схему 530 отношения сигнал/шум и/или блок 532 оценки ошибки. Детектор 526 качества сигнала получает оценку качества для канала от передатчика ячейки/сектора первой базовой станции в БТ 300, используя передачу сигналов трафика по нисходящей линии связи. Оценка качества основана на выходе схемы 528 измерения энергии сигнала, выходе схемы 530 отношения сигнал/шум, который представляет собой функцию измеренной энергии сигнала, и/или измеренного значения или оценки частоты ошибок, принятых данных/информации, определенного блоком 532 оценки ошибок. Информацию 533 оценки качества сигнала, например, значение индикатора качества, соответствующее выбранному в настоящее время диапазону несущей, передают в контроллер 510 выбора диапазона для использования при принятии решения в отношении выбора диапазона.
В варианте выполнения, представленном на фиг.4, показана вторая обработка компонентов сигнала, выполняемая отдельным набором компонентов приемника, например, необязательным модулем синхронизации временной последовательности, необязательным декодером 534 широковещательной передачи и модулем 536 детектирования энергии/детектирования отношения сигнал/шум. Однако следует понимать, что элементы модуля 518 цифровой обработки сигналов можно использовать в режиме разделения времени, когда первый и второй компоненты сигнала представляют собой компонент одного типа, например, сигналы OFDM. В случаях, когда второй компонент сигнала представляет собой сигнал радиомаяка или другой сигнал, для которого не требуется синхронизация временной последовательности и/или декодирование для генерирования значения индикатора качества, модуль 520 синхронизации временной последовательности и декодер 534 широковещательного сигнала могут быть исключены. Однако в случаях, когда первый компонент соответствует сигналу первого типа, например, сигналу OFDM, и второй компонент сигнала соответствует сигналу второго типа, например, сигналу CDMA, отдельные сигналы и/или модули для генерирования значения качества сигнала для компонентов первого и второго сигнала могут быть более эффективными с точки зрения затрат, чем при использовании схемных компонентов, например, схем с изменяемой конфигурацией, которые могут быть выполнены с возможностью обработки сигналов различных типов.
В некоторых вариантах выполнения, например, в вариантах выполнения CDMA, компонент 519 второго сигнала обрабатывают, используя модуль 520 синхронизации временной последовательности. Модуль 520 синхронизации временной последовательности в вариантах выполнения CDMA может быть выполнен с использованием известных технологий устранения расширения. В некоторых вариантах выполнения, например, в различных вариантах выполнения CDMA, компонент 519 второго сигнала также обрабатывают с использованием декодера 534 широковещательного сигнала.
Второй компонент сигнала, который может быть подвергнут необязательной обработке, описанной выше, вводят в модуль 536 детектирования энергии и/или детектирования отношения сигнал/шум. Обрабатываемый компонент принятого сигнала, который оценивают с помощью модуля 536 детектирования энергии и/или детектирования отношения сигнал/шум, может представлять собой, например, в некоторых вариантах выполнения OFDM, детектируемый сигнал радиомаяка, переданный из второго передатчика, например, передатчика базовой станции расположенной рядом ячейки/сектора относительно передатчика базовой станции первой ячейки/сектора, который передает первый компонент сигнала. Обрабатываемый компонент принятого сигнала, который оценивают с помощью модуля 536 детектирования энергии и/или детектирования отношения сигнал/шум, может, например, в некоторых вариантах выполнения CDMA представлять собой детектируемый пилот-сигнал, переданный из второго передатчика, например, передатчика базовой станции соседней ячейки/сектора относительно первого передатчика базовой станции ячейки/сектора, который передает первый компонент сигнала. Модуль 536 детектирования энергии и/или детектирования отношения сигнал/шум генерирует информацию, которую можно использовать как оценку качества для потенциальной нисходящей линии связи между передатчиком базовой станции второй ячейки/сектора и БТ 300, соответствующего компоненту второго сигнала, оценку которого выполняют, информацию 537 оценки качества сигнала. Сгенерированная оценка качества основана на измерении энергии сигнала или измерении отношения сигнал/шум, которые представляют собой функцию детектируемой энергии сигнала. Информацию 537 оценки качества сигнала передают в контроллер 510 выбора диапазона для использования при принятии решений в отношении выбора диапазона, например, для выбора между первым и вторым частотными диапазонами, соответствующими первому и второму компонентам, соответственно.
В некоторых вариантах выполнения модуль 536 детектирования энергии и/или детектирования отношения сигнал/шум выполнен более просто, с точки зрения возможностей расчета, например, либо с уменьшенным количеством логических элементов или исполняемых инструкций, чем модуль 518 цифровой обработки сигналов. Это становится возможным, поскольку во многих случаях для генерирования информации оценки качества, соответствующей компоненту второго сигнала, нет необходимости декодировать компонент принимаемого сигнала, и в случаях, когда используется декодирование, оно может быть ограничено декодированием широковещательных данных, декодирование которых обычно выполняется более просто, чем данных, специфичных для мобильного устройства, ввиду типа используемого кодирования, по сравнению со случаем данных, специфичных для мобильного устройства, и/или уровня мощности передачи широковещательных данных, который часто выше, чем уровень мощности передачи данных, специфичных для мобильного устройства, поскольку широковещательный сигнал предназначен для передачи во множество мобильных устройств.
Информация (533, 537) качества компонента сигнала, передаваемая из модуля 518 цифровой обработки сигнала и модуля 536 детектирования энергии и/или детектирования отношения сигнал/шум, соответственно, используется контроллером 510 выбора диапазона для принятия решений в отношении установок диапазонов несущей частоты, которые используются модулем 502 РЧ обработки, например, какой диапазон и, таким образом, передатчик сектора базовой станции требуется выбрать для приема передач по нисходящей линии связи.
В некоторых вариантах выполнения приемник 501 по фиг.4 представляет собой приемник с расширенным спектром, который обрабатывает сигнал с расширенным спектром, например, CDMA и/или OFDM. В некоторых вариантах выполнения OFDM, необязательный модуль 520 синхронизации временной последовательности, соответствующий второму компоненту, не используется. В некоторых вариантах выполнения OFDM может использоваться декодер 534 широковещательного сигнала, в то время как в других вариантах выполнения OFDM, декодер 534 широковещательного сигнала не требуется, и он исключен. В вариантах выполнения, когда второй компонент сигнала представляет собой сигнал CDMA, используют модуль 520 синхронизации временной последовательности, в то время как декодер 534 широковещательного сигнала может использоваться или может не использоваться.
Приемник 501 по фиг.4 включает в себя интерфейс 507 входа/выхода, соединенный с модулем 518 цифровой обработки сигналов, модулем 536 детектирования энергии/детектирования отношения сигнал/шум и контроллером 510 выбора диапазона через шину 509, по которой различные элементы могут выполнять обмен данными и информацией. В других вариантах выполнения шина 509 может быть соединена с другими компонентами приемника, например, декодером 534 широковещательного сигнала, и/или декодером 534 синхронизации временной последовательности. Приемник 501 может быть связан с другими элементами БТ 300 через интерфейс 507 ввода/вывода, который соединяет приемник 501 с шиной 312. Декодированные сигналы канала трафика, передаваемого по нисходящей линии связи, могут быть переданы через интерфейс 507, например, в одно или несколько внешних устройств, таких, как дисплей и/или другие компоненты БТ.
На фиг.5 представлена иллюстрация 600, используемая для пояснения примерного варианта выполнения изобретения, с использованием одного приемника 500 модуля РЧ обработки по фиг.4. Два передатчика 602, 604, например, из соседних секторов A и B, соответственно, ячейки, передают сигналы по нисходящей линии связи, включая, например, обычные сигналы канала трафика, например, данные пользователя, в случае необходимости пилот-сигналы и сигналы радиомаяка. В передатчиках 602, 604 могут использоваться разные антенны, направленные в разные сектора или ячейки. Передача сигналов каждым из передатчиков сектора включает в себя обычную передачу сигналов, например, сигналов назначения, в случае необходимости, пилот-сигналов, и/или в случае необходимости, сигналов радиомаяка, на их собственном назначенном им диапазоне несущей частоты, и сигналы радиомаяка в одном или нескольких, например, в двух других, диапазонах несущей частоты, используемых в ячейке. Передатчик 602 сектора БС передает сигналы 606 нисходящей линии связи, включающие в себя, например, сигналы трафика, передаваемого по нисходящей линии связи сектора A, сигналы назначения сектора A и, в случае необходимости, пилот-сигналы сектора A, и/или в случае необходимости, сигналы радиомаяка сектора A в частотном диапазоне 618 с несущей частотой f0 624, сигналы 608 радиомаяка сектора A в частотном диапазоне 620 с несущей частотой f1 626 и сигналы 610 радиомаяка сектора А в частотном диапазоне 622 с несущей частотой f2 628. Передатчик 604 сектора B БС передает сигналы 612 по нисходящей линии связи, включающие в себя, например, сигналы трафика, передаваемого по нисходящей линии связи сектора B, сигналы назначения сектора B, в случае необходимости, пилот-сигналы сектора B и/или, в случае необходимости, сигналы радиомаяка сектора B в частотном диапазоне 622 с несущей частотой f2 628. Передатчик 604 сектора B БС также передает сигналы радиомаяка сектора B в частотном диапазоне 618 с несущей частотой f0 624, и сигналы 616 радиомаяка сектора B в частотном диапазоне 620 с несущей частотой f1 626.
Предположим, что приемник 630, например, примерный вариант выполнения приемника 500 по фиг.4, настроен на диапазон 618 несущей частоты с несущей частотой f0 624. Приемник 630 принимает два компонента 632, 634 сигнала, причем первый компонент 632 сигнала, включая, например, обычные сигналы, сигналы назначения, пилот-сигналы и/или сигналы радиомаяка, из передатчика 602 сектора A, обрабатывают с помощью модуля 518 цифровой обработки сигналов, в то время как второй компонент 634 сигнала, например, сигнал радиомаяка от передатчика 604 сектора B, обрабатывают с помощью модуля 536 детектирования энергии/детектирования отношения сигнал/шум. На основе первого компонента 632 и используя модуль 518 цифровой обработки сигналов, приемник 630 определяет оценку качества канала трафика, передаваемого по нисходящей линии связи от передатчика сектора БС в приемник 630, используя несущую частоту f0 624 и частотный диапазон 618. На основе второго компонента 634 и используя модуль 536 детектирования энергии/детектирования отношения сигнал/шум, приемник 630 определяет оценку качества потенциального альтернативного канала для передачи трафика по нисходящей линии связи между передатчиком 604 сектора B БС и приемником 630, используя несущую частоту f2 628 и частотный диапазон 622.
В некоторых вариантах выполнения изобретения сигналы радиомаяка могут не использоваться, и другие сигналы, передаваемые по нисходящей линии связи, могут быть приняты и обработаны для принятия решений при выборе диапазона. Например, каждый передатчик сектора и/или ячейки передает некоторые сигналы по нисходящей линии связи, например, сигналы назначения, сигналы идентификации сектора/ячейки базовой станции и/или пилот-сигналы в частотном диапазоне, используемом этим передатчиком для обычной передачи сигналов канала трафика по нисходящей линии связи, и также передает некоторые дополнительные сигналы по нисходящей линии связи, например, сигналы идентификации сектора/ячейки базовой станции и/или пилот-сигналы, в других частотных диапазонах, используемых другими, например, соседними, передатчиками сектора/ячейки для их обычной передачи сигналов трафика по нисходящей линии связи. Передача в других частотных диапазонах может происходить через периодические интервалы и может соответствовать периоду с небольшой длительностью времени относительно передачи сигналов в сектор, которому соответствует передатчик.
Приемник, такой как одиночный приемник 500 РЧ цепи по фиг.4, в соответствии с изобретением, настроен на один частотный диапазон, но принимает компоненты сигнала, передаваемые по нисходящей линии связи, от множества передатчиков ячейки и/или сектора, которые передают в этом частотном диапазоне. Приемник принимает и обрабатывает составной сигнал, причем этот составной сигнал находится в пределах настроенного частотного диапазона, составной сигнал включает в себя первый и второй компоненты от двух разных передатчиков. Информация может быть сгенерирована по первому и второму компонентам сигналов, которые могут быть использованы и которые используются для подтверждения информации обозначения качества, соответствующей двум альтернативным частотным диапазонам, причем каждый частотный диапазон соответствует разному компоненту сигнала.
В одном конкретном примере варианта выполнения OFDM (мультиплексирование с ортогональным частотным разделением) сигнал радиомаяка воплощен как сигнал с относительно большой мощностью, который передают как сигнал с узкой полосой частот, например, с использованием одного или нескольких тонов. Когда в примерном варианте выполнения OFDM передают сигнал радиомаяка, большая часть мощности передачи концентрируется в одном или в небольшом количестве тонов, которые составляют сигнал радиомаяка. В некоторых вариантах выполнения первый компонент 632 сигнала включает в себя компонент сигнала радиомаяка, соответствующий первому передатчику, в то время как второй компонент сигнала включает в себя сигнал радиомаяка, соответствующий второму, то есть, другому передатчику, который обычно соответствует другому сектору и/или ячейке. В одном таком варианте выполнения, выбор несущей основан на оценке сигналов радиомаяка. В некоторых вариантах выполнения сигналы радиомаяка являются узкими по ширине полосы частот по сравнению с диапазоном полосового фильтра, например, по большей части, составляет 1/20 ширины пропускания полосового фильтра.
В соответствии с настоящим изобретением, первый и второй компоненты сигнала могут быть переданы одновременно, например, на разных частотах, в пределах выбранного в настоящее время диапазона. В качестве альтернативы, первый и второй компоненты сигнала могут быть переданы и приняты последовательно. На фиг.6 показана блок-схема 700, иллюстрирующая пример способа работы системы связи в соответствии с настоящим изобретением. На фиг.6 представлена комбинация из фигур 6A и 6B. Работа начинается на этапе 702, на котором инициализируют систему связи, например, повторно инициализируют базовые станции, и в мобильных узлах включают питание. Операция переходит от этапа 702 на этап 704.
На этапе 704 передатчик первой базовой станции, который, в основном, передает в первом частотном диапазоне, включают для передачи первого компонента сигнала в указанном первом частотном диапазоне. Операция переходит от этапа 704 на этап 706. На этапе 706 передатчик второй базовой станции, который, в основном, передает во втором частотном диапазоне, включают для передачи, например, периодически, второго компонента сигнала в указанном первом частотном диапазоне. На этапе 708 указанный передатчик первой базовой станции включают для передачи, например, периодически, сигнала в указанном втором частотном диапазоне, который отличается от первого частотного диапазона. В некоторых вариантах выполнения второй частотный диапазон находится полностью за пределами первого частотного диапазона, в то время как в других вариантах выполнения допускается некоторое перекрытие первого и второго частотных диапазонов. В некоторых вариантах выполнения первый передатчик и второй передатчик расположены в разных секторах одной ячейки; первый компонент сигнала передают, используя первую антенну или антенный элемент, соответствующий первому сектору указанной той же ячейки; и второй компонент сигнала передают, используя вторую антенну или антенный элемент, соответствующий второму сектору указанной той же ячейки. В некоторых вариантах выполнения, первый передатчик и второй передатчик расположены в разных ячейках. В таком варианте выполнения, первый компонент сигнала передают, используя первую антенну или антенный элемент, соответствующий первой ячейке, и второй компонент сигнала передают, используя вторую антенну или антенный элемент, соответствующий второй ячейке. Операция переходит от этапа 708 на этап 710.
На этапе 710 приемник мобильного узла включают для приема сигнала, включающего в себя первый компонент и второй компонент сигнала. В некоторых вариантах выполнения сигнал принимают через определенный период времени, и первый и второй компоненты сигнала принимают в разных точках времени. В некоторых вариантах выполнения первый и второй компоненты сигнала принимают одновременно, например, на разных частотах в пределах первого частотного диапазона.
Затем на этапе 712 полосовой фильтр в указанном приемнике мобильного узла используют для пропускания указанного первого и второго компонентов сигнала, причем указанный первый и второй частотные компоненты находятся в пределах выбранного частотного диапазона. Полосовой фильтр режектирует сигналы, находящиеся за пределами первого частотного диапазона. В некоторых вариантах выполнения, например, в варианте выполнения OFDM, в котором первый и второй частотные компоненты представляют собой сигналы радиомаяка, первый и второй компоненты сигнала имеют более узкую ширину полосы частот по сравнению с шириной указанного полосового фильтра, которая, например, по большей части, составляет 1/20 ширины полосы частот полосового фильтра. В некоторых вариантах выполнения, в которых первый и второй частотные диапазоны имеют ширину, по меньшей мере, 1 МГц, полосовой фильтр имеет ширину полосы пропускания меньше чем 2 МГц.
Операция переходит с этапа 712 на этап 714. На этапе 714 указанный мобильный узел используют для первого измерения сигнала по указанному первому компоненту сигнала, для генерирования первого индикатора качества сигнала. На этапе 716 указанный мобильный узел используют для второго измерения сигнала для указанного второго компонента сигнала, для генерирования второго индикатора качества сигнала. Операция переходит с этапа 716 на этап 718. На этапе 718 мобильный узел используют для выбора между работой в первом частотном диапазоне и во втором частотном диапазоне, ассоциированном с указанным вторым частотным компонентом, как функция указанного первого и второго индикаторов качества. Операция переходит с этапа 718 на этап 720.
В некоторых вариантах выполнения этап 710 приема, этап 712 фильтрации и этапы 714, 716 измерений повторяют множество раз, и выбор между указанными первым и вторым частотными диапазонами на этапе 718 выполняют после того, как второй индикатор качества будет превышать указанный первый индикатор качества в течение определенного интервала, например, интервала времени заданной длительности, или после фиксированного количества измерений сигнала. Это выполняют для предотвращения переключения диапазонов через короткие интервалы или при переходных изменениях условий.
В некоторых вариантах выполнения выбор выполняют на основе заданного порогового значения. Например, выбор может включать в себя: выбор частотного диапазона, соответствующий более низкому значению качества сигнала, когда первое и второе значения качества сигнала одновременно превышают указанное заданное пороговое значение в течение заданного периода времени. Таким образом, когда оба компонента сигнала обозначают удовлетворительное состояние, можно выбрать диапазон с более низким качеством, например, с меньшей мощностью, освобождая диапазон с более высокой мощностью для использования другим мобильным устройством.
Выбор может включать в себя выбор частотного диапазона, соответствующего более высокому значению качества сигнала, когда одно из указанного первого и второго значений качества сигнала находится ниже указанного заданного порогового значения, в результате чего выбирают лучший диапазон, когда требуется обеспечить качество сигнала. Выбор также может включать в себя выбор второго частотного диапазона, когда указанное первое значение качества сигнала снижается с течением времени, и указанное второе значение качества сигнала повышается с течением времени, и разность между первым и вторым значениями качества сигнала изменяет знак, что обозначает, что беспроводный терминал направляется к передатчику второго компонента сигнала и от передатчика первого компонента.
В некоторых вариантах выполнения этап выбора представляет собой функцию качества обслуживания (QoS), которое должно быть обеспечено для мобильного узла, например, пользователя, причем указанная функция выбора изменяется в соответствии с информацией, обозначающей изменение QoS, предоставляемого указанному пользователю. Такое изменение может быть воплощено как изменение порогового значения качества, используемого указанным модулем выбора для выбора частотного диапазона.
В некоторых вариантах выполнения этап выбора представляет собой функцию нагрузки системы связи, и этот способ дополнительно содержит прием мобильным узлом, например, из базовой станции, информации, обозначающей загрузку системы связи, и модификацию указанной функции выбора в соответствии с обозначением изменения загрузки системы связи. Например, в случае, когда беспроводный терминал детектирует значительную степень использования первого частотного диапазона, выбор может изменить вес, используемый при определении выбора для создания более строгого предпочтения для второго частотного диапазона.
На этапе 720 операцию направляют на основе того, был ли выбран первый частотный диапазон или второй частотный диапазон. Если был выбран первый частотный диапазон, операция переходит через соединительный узел A 722 на этап 704; однако, если был выбран второй частотный диапазон, операция переходит на этап 724.
На этапе 724 полосовым фильтром управляют так, чтобы он пропускал указанный второй частотный диапазон вместо указанного первого диапазона. Операция переходит с этапа 724 через соединительный узел B 726 на этап 728.
На этапе 728 передатчик второй базовой станции, который, в основном, передает во втором частотном диапазоне, включают так, чтобы он передавал третий компонент сигнала в указанном втором частотном диапазоне. На этапе 730 передатчик первой базовой станции или передатчик третьей базовой станции, который, в основном, передает в первом частотном диапазоне, включают так, чтобы он передавал четвертый компонент сигнала в указанном втором частотном диапазоне. На этапе 732 вторая базовая станция работает, передавая сигнал в указанном первом частотном диапазоне. На этапе 734 приемник мобильного узла работает, принимая сигнал, включающий в себя третий компонент сигнала и четвертый компонент сигнала. Операция переходит с этапа 734 на этап 736. На этапе 736 указанный полосовой фильтр мобильного узла при работе пропускает третий и четвертый компоненты сигнала, которые находятся во втором частотном диапазоне. На этапе 738 мобильный узел при работе выполняет измерение третьего сигнала по указанному третьему компоненту сигнала для генерирования третьего индикатора качества сигнала. На этапе 740 мобильный узел при работе выполняет измерение четвертого сигнала по указанному четвертому компоненту сигнала для генерирования четвертого индикатора качества сигнала. Операция переходит с этапа 740 на этап 742.
На этапе 742 мобильный узел при работе выбирает между работой в первом частотном диапазоне и работой во втором частотном диапазоне, как функцию указанных третьего и четвертого индикаторов качества сигнала. Операция переходит с этапа 742 на этап 744.
На этапе 744 операция продолжается на основе того, был ли выбран первый или второй частотный диапазон. Если был выбран второй частотный диапазон, операция переходит с этапа 744 через соединительный узел C 748 на этап 728. Однако, если был выбран первый частотный диапазон, операция переходит с этапа 744 на этап 746, где полосовым фильтром мобильного узла управляют так, чтобы он пропускал указанный первый частотный диапазон вместо указанного второго частотного диапазона. Операция переходит с этапа 746 через соединительный узел 722 на этап 704.
Фиг.7-12 предназначены для иллюстрации примеров сигналов и выбора диапазона примерным приемником беспроводного терминала в соответствии с настоящим изобретением.
На фиг.7 показана часть примерной системы 800 беспроводной связи, поддерживающей множество несущих и передачу сигналов OFDM с расширенным спектром, выполненной в соответствии с настоящим изобретением. Система 800 может представлять собой пример варианта выполнения системы 100 по фиг.1. Фиг.7 включает в себя множество примерных многосекторных ячеек, ячейку 1 802, ячейку 2 804, ячейку 3 806. Каждая ячейка (802, 804, 806) представляет собой зону обслуживания беспроводной связи для базовой станции (БС), (БС1 808, БС2 810, БС3 812), соответственно. БС 808, 810, 812 могут представлять собой примеры вариантов выполнения БС 200 по фиг. 2. БС 808, 810, 812 соединены вместе через сеть и соединены с другими сетевыми узлами и с сетью Интернет. В примерном варианте выполнения каждая ячейка 802, 804, 806 включает в себя три сектора (A, B, C). Ячейка 1 802 включает в себя сектор A 814, сектор B 816 и сектор C 818. Ячейка 2 804 включает в себя сектор A 820, сектор B 822 и сектор C 824. Ячейка 3 806 включает в себя сектор A 826, сектор B 828 и сектор C 830. На фиг.7 также представлен пример БТ 801, выполненного в соответствии с настоящим изобретением. БТ 801 может представлять собой пример варианта выполнения БТ 300, показанного на фиг.3. Пример текущей точки соединения БТ 801 представляет собой передатчик сектора 3 818 БС 1 808. БТ 801 перемещается в направлении БС 2 810, как показано стрелкой 803.
На фиг.8 показан пример примерной комбинации 900 приемника 901/антенны 902 беспроводного терминала, выполненный в соответствии с настоящим изобретением. Комбинацию 900 приемника/антенны по фиг.8 можно использовать в качестве комбинации приемник 302/антенна 312 в БТ 300 по фиг.3 или БТ 801 по фиг.7. Приемник 901 иллюстрирует примерный вариант выполнения приемника, в соответствии с изобретением, который может обрабатывать множество компонентов принимаемого сигнала, включенных в один выбранный диапазон несущей, причем каждый компонент передает разную информацию, например, информацию, соответствующую разным частотным диапазонам, переданным разными передатчиками и/или разными передающими антеннами. Вариант выполнения, показанный на фиг.8, хорошо приспособлен для случая, когда оба компонента сигнала передают с использованием одной и той же технологии, например, одного типа модуляции.
В приемнике 901 по фиг.8 используется одна цепь РЧ обработки, которая включает в себя один модуль 902 РЧ обработки (модуль синхронизации частоты). Приемник 901 соединен с антенной 904, которая принимает сигналы по нисходящей линии связи от множества передатчиков базовой станции сектора/ячейки. Антенна 904 соединена с модулем 902 РЧ обработки. Модуль 902 РЧ обработки включает в себя управляемый РЧ фильтр 906 и схему 908 смесителя. РЧ фильтр 906 может быть выполнен как полосовой фильтр и выполняет функцию схемы синхронизации частоты. Модуль 902 РЧ обработки был настроен на несущую частоту, выбранную контроллером 910 выбора диапазона. РЧ фильтр передает принятые компоненты сигнала в пределах выбранного диапазона несущей и режектирует, по меньшей мере, некоторые компоненты сигнала, находящиеся за пределами выбранного диапазона несущей.
Принятый, прошедший через полосу пропускания сигнал от антенны 904 поступает в РЧ фильтр 906 и обрабатывается схемой 908 смесителя, в результате чего получают сигнал основного диапазона. Полученный в результате сигнал основного диапазона выводят из модуля 902 РЧ обработки и вводят в полосовой фильтр 912 основного диапазона. Отфильтрованный выходной сигнал после фильтра 912 основного диапазона вводят в модуль 914 A/Ц преобразователя, где выполняют аналого-цифровое преобразование. Полученный в результате выходной цифровой сигнал вводят в цифровой фильтр 916 для дополнительной фильтрации. Затем выход цифрового фильтра 916 вводят в модуль 918 цифровой обработки сигналов. Модуль 918 цифровой обработки сигналов включает в себя модуль 922 синхронизации временной последовательности, декодер 923, модуль 927 идентификации радиомаяка и детектор 926 качества сигнала. Таким образом, модуль 918 цифровой обработки сигналов позволяет выполнять полное декодирование широковещательной информации, а также информации, специфичной для БТ, например, информации, предназначенной для отдельного БТ, а не для других БТ.
Модуль 922 синхронизации временной последовательности используется для синхронизации временной последовательности принятых обрабатываемых данных, например, сигналов, принятых по нисходящей линии связи. Модуль 922 синхронизации временной последовательности может быть выполнен, как схема восстановления временной последовательности символа, с использованием известных методик. Декодер 923 включает в себя модуль 924 широковещательной передачи, предназначенный для декодирования принятых сигналов широковещательной передачи, например, сигналов назначения, пилот-сигналов и т.д., в модуле 925, специфичном для мобильного устройства, для декодирования данных/информации, принятых по нисходящей линии связи, например, сигналов трафика, передаваемых по нисходящей линии связи, предназначенных для конкретного БТ 300 (или БТ 801), которому принадлежит приемник 901.
Модуль 927 идентификации радиомаяка идентифицирует принятый сигнал радиомаяка, обрабатываемый конкретным передатчиком сектора базовой станции, ассоциированным с конкретной несущей частотой, используемой для его основной передачи сигналов по нисходящей линии связи. Каждый сигнал радиомаяка может представлять собой, например, сигнал, занимающий время одного символа OFDM, при этом вся или почти вся энергия передатчика в секторе концентрируется в одном тоне. Учитывая характеристики сигналов радиомаяка OFDM, модуль 927 идентификации радиомаяка может идентифицировать сигналы радиомаяка, без необходимости обработки сигналов, используя модуль 922 синхронизации временной последовательности или модуль 923 декодера.
Детектор 926 качества сигнала включает в себя схему 928 измерения энергии сигнала и схему 930 отношения сигнал/шум. Детектор 926 качества сигнала генерирует оценку качества для различных каналов от множества передатчиков ячейки/сектора базовой станции в БТ 300, на основе измерений принимаемых идентифицированных сигналов радиомаяка. Оценка качества основана на выходе схемы 928 измерения энергии сигнала и/или выхода схемы 930 отношения сигнал/шум, которые представляют собой функцию измеренной энергии сигнала. Информация 933, 935, 937 оценки качества сигнала, например, значения индикатора качества, соответствующие каждому принятому идентифицированному сигналу радиомаяка, передают в контроллер 910 выбора диапазона для использования при принятии решения о выборе диапазона.
Информацию (933, 935, 937) качества компонента сигнала, переданную из модуля 918 цифровой обработки сигналов, используют в контроллере 910 выбора диапазона для принятия решения в отношении установок диапазона несущей частоты, предназначенного для использования модулем 902 РЧ обработки, например, какой диапазон и, таким образом, какой передатчик сектора базовой станции требуется выбрать для приема передач, передаваемых по нисходящей линии связи.
Приемник 901 по фиг.8 включают в себя интерфейс 907 входа/выхода, соединенный с модулем 918 цифровой обработки сигналов и контроллером 910 выбора диапазона через шину 509, по которой различные элементы могут выполнять взаимный обмен данными и информацией. В других вариантах выполнения шина 509 может быть соединена с другими компонентами приемника, например, цифровым фильтром 916. Приемник 901 может быть связан с другими элементами БТ 300 через интерфейс 907 входа/выхода, который соединяет приемник 901 с шиной 312. Декодированные сигналы канала трафика, передаваемого по нисходящей линии связи, могут быть переданы через интерфейс 907, например, в один или больше внешних устройств, таких, как дисплей и/или другие компоненты БТ.
На фиг.8 выход контроллера 910 выбора диапазона используют для управления модулем 902 РЧ обработки. В других вариантах выполнения контроллер 910 выбора диапазона может быть соединен с цифровым фильтром 916 и/или модулем 918 цифровой обработки сигналов, и выход контроллера 910 выбора диапазона можно использовать для управления цифровой фильтрацией 916 и/или модулем 918 цифровой обработки сигнала. В таких случаях модуль 902 РЧ обработки принимает и передает широкую часть принятого сигнала, например, множество диапазонов, и цифровая фильтрация 916 и/или модуль 918 цифровой обработки сигналов выбирает часть принятого сигнала для дополнительной обработки и фильтрации или для отсечения оставшейся части принятого сигнала в соответствии с сигналом управления или сигналами, принятыми из контроллера 910 выбора диапазона.
На фиг.9 показана схема 1000, иллюстрирующая пример сигналов, передаваемых передатчиком, в соответствии с изобретением. Предположим, что существует примерный беспроводный терминал, например, БТ 801, в примерной системе 800 беспроводной связи с множеством ячеек и с тремя секторами в каждой ячейке по фиг.7, причем в общей системе используется полоса пропускания 1001 с шириной 5 МГц. Предположим, что беспроводный терминал 801, например, движущийся мобильный узел, в данный момент расположен в системе 800 так, что он может принимать: некоторые сигналы от передатчика 1002 сектора C ячейки 1 БС, некоторые сигналы от передатчика 1004 сектора B ячейки 2 БС и некоторые сигналы от передатчика 1006 сектора С ячейки 3 БС. Предположим, что БТ 801 был ранее расположен ближе всего к передатчику 1002, но теперь он ближе всего расположен к передатчику 1004.
Передатчик 1002 сектора C ячейки 1 БС передает сигналы 1020 по нисходящей линии связи, с использованием несущей частоты f0 1008 в пределах диапазона 1010 BW шириной 1,25 МГц. Сигналы 1020 включают в себя сигналы 1021 канала трафика, передаваемого по нисходящей линии связи для БТ, которые представлены малыми прямоугольниками, и сигнал 1024 радиомаяка, представленный большим заштрихованным прямоугольником. Сигналы радиомаяка показаны с большим размером, чем обычные сигналы, для иллюстрации того, что сигналы радиомаяка имеют значительно большую концентрацию энергии передачи на один тон, чем обычный сигнал, что позволяет легко детектировать такие сигналы. Сигналы 1022 трафика, передаваемого по нисходящей линии связи, например, сигнал OFDM с расширенным спектром, предназначенный для конкретного представляющего интерес БТ 801, были заштрихованы. Кроме того, передатчик 1002 сектора C ячейки 1 БС передает сигналы 1026 по нисходящей линии связи в частотном диапазоне 1014 с шириной 1,25 МГц, с несущей частотой f1 1012. Сигналы 1026, передаваемые по нисходящей линии связи, включают в себя сигнал 1028 радиомаяка. Передатчик 1002 сектора C ячейки 1 БС также передает сигналы 1030 по нисходящей линии связи в частотном диапазоне 1018 с шириной 1,25 МГц, с несущей частотой f2 1016. Сигналы 1030, передаваемые по нисходящей линии связи, включают в себя сигнал 1032 радиомаяка. В данном примерном варианте выполнения сигналы (1024, 1028, 1032) радиомаяка и обычные сигналы (1021) передают с помощью передатчика 1002 в разное время. Большую часть времени передатчик 1002 передает обычные сигналы 1021 по нисходящей линии связи, но иногда, например, периодически, передатчик 1002 передает сигналы (1024, 1028 или 1032) радиомаяка вместо обычных сигналов, при этом вся или практически вся энергия передачи в секторе концентрируется в сигнале радиомаяка. Временная последовательность может быть структурирована так, что передатчик 1002 будет повторно передавать сигналы 1024, 1028, 1032 радиомаяка.
Передатчик 1004 сектора B ячейки 2 БС передает сигналы 1038 по нисходящей линии связи, используя несущую частоту f1 1012 в пределах диапазона 1014 с полосой пропускания 1,25 МГц. Сигналы 1038 включают в себя сигналы 1040 трафика нисходящей линии связи для БТ, которые представлены малыми прямоугольниками, и сигнал 1042 радиомаяка, представленный большим заштрихованным прямоугольником. Кроме того, передатчик 1004 сектора B ячейки 2 БС передает сигналы 1034 по нисходящей линии связи в частотном диапазоне 1010. Сигналы 1034, передаваемые по нисходящей линии связи, включают в себя сигнал 1036 радиомаяка. Передатчик 1004 сектора B ячейки 2 БС также передает сигналы 1044 по нисходящей линии связи в частотном диапазоне 1018. Сигналы 1044, передаваемые по нисходящей линии связи, включают в себя сигнал 1046 радиомаяка. В данном примерном варианте выполнения сигналы (1036, 1042, 1046) радиомаяка и обычные сигналы (1040) передают с помощью передатчика 1004 в разные моменты времени.
Большую часть времени передатчик 1004 передает обычные сигналы 1040 по нисходящей линии связи, но иногда, например, периодически, передатчик 1004 передает сигналы (1036, 1042 или 1046) радиомаяка вместо обычных сигналов, при этом вся или практически вся энергия передачи в секторе концентрируется в сигнале радиомаяка. Временная последовательность может быть структурирована таким образом, что передатчик 1004 будет циклически повторно передавать сигналы 1036, 1042, 1046 радиомаяка.
Передатчик 1006 сектора A ячейки 3 БС передает сигналы 1056 по нисходящей линии связи, используя несущую частоту f2 1016 в пределах диапазона 1018 с шириной полосы пропускания 1,25 МГц. Сигналы 1056 включают в себя сигналы 1058 трафика, передаваемого по нисходящей линии связи для БТ, которые представлены малыми прямоугольниками, и сигнал 1060 радиомаяка, представленный большим заштрихованным прямоугольником. Кроме того, передатчик 1006 сектора А ячейки 3 БС передает сигналы 1048 по нисходящей линии связи в частотном диапазоне 1010. Сигналы 1048, передаваемые по нисходящей линии связи, включают в себя сигнал 1050 радиомаяка. Передатчик 1006 сектора А ячейки 3 БС также передает сигналы 1052 по нисходящей линии связи в частотном диапазоне 1014. Сигналы 1052, передаваемые по нисходящей линии связи, включают в себя сигнал 1054 радиомаяка. В этом примерном варианте выполнения сигналы (1050, 1054, 1060) радиомаяка и обычные сигналы (1058) передают с помощью передатчика 1006 в разные моменты времени. Большую часть времени передатчик 1006 передает обычные сигналы 1058 по нисходящей линии связи, но иногда, например, периодически, передатчик 1006 передает сигнал (1050, 1054 или 1060) радиомаяка вместо обычных сигналов, при этом вся или приблизительно вся энергия передачи в секторе концентрируется в сигнале радиомаяка. Временная последовательность может быть структурирована так, что передатчик 1006 будет циклически повторно передавать сигналы 1050, 1054, 1060 радиомаяка, соответственно.
В данном примерном варианте выполнения каждый из сигналов (1024, 1028, 1032, 1036, 1042, 1046, 1050, 1054, 1060) радиомаяка передают с одинаковым уровнем мощности передачи. В других вариантах выполнения, для разных сигналов радиомаяка можно использовать разные уровни мощности передачи при условии, что в БТ имеется информация о мощности передачи, назначенной каждому из сигнала радиомаяка, или известна взаимозависимость между уровнями мощности передачи, назначенными разным сигналам радиомаяка.
На фиг.10 показан чертеж 1100, иллюстрирующий примерный составной сигнал 1002 в приемной антенне приемника 801 БТ и соответствующую информацию частоты. Сигнал 1102 включает в себя компоненты 1104, 1106, 1108, 1110, 1112, 1114 и 1116. Компоненты 1104, 1108, 1112 и 1116 представляют шумовые сигналы за пределами представляющих интерес частотных диапазонов 1010, 1014, 1018.
Сигналы 1106 представляют принятую копию составных сигналов 1020, 1034 и 1048, которые были переданы в пределах диапазона 1010 с несущей частотой f0 1008; сигнал 1106 также включает в себя дополнительный шум. Переданный сигнал 1024 радиомаяка и обычные сигналы 1021, 1022 были умеренно уменьшены по амплитуде, например, с использованием коэффициента усиления канала, в результате чего были получены принятые сигналы (1024', 1021', 1022'). Переданный сигнал 1036 радиомаяка был несколько уменьшен по амплитуде, например, в результате использования коэффициента усиления канала, в результате чего был получен принятый сигнал 1036' радиомаяка. Сигнал 1050 радиомаяка был существенно уменьшен по амплитуде, например, с использованием коэффициента усиления канала, в результате чего был получен принятый сигнал 1050' радиомаяка. Аналогично тому, как описано со ссылкой на фиг.9, сигналы 1024', 1022' и 1021', 1050', и 1036' по фиг.10 могут быть приняты в разные моменты времени.
Сигналы 1110 представляют собой принятую копию составных сигналов 1026, 1038, 1052, которые были переданы в пределах диапазона 1014 с несущей частотой f1 1012; сигнал 1110 также включает в себя дополнительные шумы. Переданный сигнал 1042 радиомаяка и обычные сигналы 1040 были несколько уменьшены по амплитуде, например, с использованием коэффициента усиления канала, в результате чего были получены принятые сигналы (1042', 1040'). Переданный сигнал 1028 радиомаяка был умеренно уменьшен по амплитуде, например, в результате использования коэффициента усиления канала, в результате чего был получен принятый сигнал 1028' радиомаяка. Переданный сигнал 1054 радиомаяка был существенно уменьшен по амплитуде, например, с использованием коэффициента усиления канала, в результате чего был получен принятый сигнал 1054' радиомаяка.
Сигналы 1114 представляют собой принятую копию составных сигналов 1030, 1044, 1056, которые были переданы в пределах диапазона 1018 с несущей частотой f2 1016; сигнал 1114 также включает в себя дополнительные шумы. Переданный сигнал 1060 радиомаяка и обычные сигналы 1058 были существенно уменьшены по амплитуде, например, используя коэффициент усиления канала, в результате чего были получены принятые сигналы (1060', 1058'). Переданный сигнал 1032 радиомаяка был умеренно уменьшен по амплитуде, например, с использованием коэффициента усиления канала, в результате чего был получен принятый сигнал 1032' радиомаяка. Переданный сигнал 1046 радиомаяка был несколько уменьшен по амплитуде, например, используя коэффициент усиления канала, в результате чего был получен принятый сигнал 1046' радиомаяка.
На фиг.11 показана схема 1200, иллюстрирующая пример обработки, выполняемой приемником 900 по фиг.8 примерного составного принятого сигнала 1102 по фиг.10, в соответствии с настоящим изобретением. БТ 801, включающий приемник 900, в данное время соединен с передатчиком 1002, использующим сектор 3 БС 1 для передачи сигналов трафика по нисходящему каналу, и поэтому модуль 902 РЧ обработки управляется по сигналу 1202 контроллера 910 диапазона для выбора диапазона 1010 с несущей частотой f0 1008. Модуль 902 РЧ обработки выделяет сигнал 1106' базового диапазона из сигнала 1102, отфильтрованное представление информации, включенной в сигналы 1106. Сигналы 1106' включают в себя обычные сигналы 1021", причем эти обычные сигналы были направлены, в частности, в БТ 801 1022", и сигналы 1024", 1036", 1050" радиомаяка, соответствующие сигналам (1021', 1022', 1024', 1036', 1050'), соответственно.
Стрелка 1206 представляет дополнительную обработку, например, фильтрацию в базовом диапазоне, А/Ц преобразование и цифровую фильтрацию, выполняемые компонентами 912, 914, 916 цепи приемников. Затем эти сигналы подают в модуль 918 цифровой обработки сигналов. Модуль 927 идентификации радиомаяка идентифицирует сигнал 1024" радиомаяка, как ассоциированный с передатчиком 1002 сектора C ячейки 1, который использует несущую частоту f0 1008 и диапазон 1010, как назначенный для него диапазон, для передач канала трафика по нисходящей линии связи. Модуль 927 идентификации радиомаяка идентифицирует сигнал 1036" радиомаяка, как ассоциированный с передатчиком 1004 сектора B ячейки 2, который использует несущую частоту f1 1012, и диапазон 1014 как назначенный для него диапазон для передач канала трафика по нисходящей линии связи. Модуль 927 идентификации радиомаяка идентифицирует сигнал 1050" радиомаяка, как ассоциированный с передатчиком 1006 сектора А ячейки 3, который использует несущую частоту f2 1016 и диапазон 1018, как назначенный для него диапазон, для передач канала трафика по нисходящей линии связи.
Получают идентифицированную информацию радиомаяка и сигналы 1024", 1036" и 1050" радиомаяка, как переданные в детектор 926 качества сигнала, где получают содержание энергии и/или информацию отношения сигнал/шум, и генерируют информацию (933, 935, 937) оценки качества, соответствующую сигналам (1024", 1036", 1050") радиомаяка. В этом варианте выполнения OFDM, идентификацию радиомаяка, измерение сигнала радиомаяка и генерирование информации качества сигнала выполняют без использования модуля синхронизации временной последовательности или с необходимостью декодировать модулированную информацию из сигнала радиомаяка. В других вариантах выполнения информация может быть модулирована по сигналам радиомаяка, и при этом можно использовать модуль декодирования широковещательной передачи. Кроме того, в других вариантах выполнения можно учитывать дополнительную информацию при генерировании значений оценки качества. Например, частоту ошибок по декодированной информации из принятых обычных сигналов 1022", например, сигналов канала трафика, передаваемых по нисходящей линии связи, предназначенных для конкретного БТ 801, можно учитывать при оценке качества канала, в соответствии с сигналом 1024" радиомаяка. Кроме того, в случае, когда разные детектированные сигналы радиомаяка могут соответствовать одной несущей, например, из другой ячейки, отношения между сигналами радиомаяка можно использовать при определении уровней интерференции.
Информация 1933 оценки качества основана на оценках энергии и/или отношения сигнал/шум обрабатываемого сигнала 1024" радиомаяка и соответствует передатчику 1002, в котором используется несущая частота f0. Информация 2935 оценки качества основана на оценках энергии и/или отношения сигнал/шум обрабатываемого сигнала 1036" радиомаяка и соответствует передатчику 1004, в котором используется несущая частота f1. Информация 1937 оценки качества основана на оценках энергии и/или отношения сигнал/шум обрабатываемого сигнала 1050" радиомаяка и соответствует передатчику 1006, в котором используется несущая частота f2.
Контроллер выбора диапазона принимает информацию 933, 935 и 937, принимает решение, что качество канала 2 лучше, чем качество канала 1, качество которого лучше, чем качество канала 3, и что БТ 801 должен сменить свою точку соединения. В соответствующий момент времени, например, для минимизации перерыва в обслуживании, контроллер 910 выбора диапазона передает сигнал 1202' в модуль 902 РЧ обработки для изменения выбора с переходом на частоту f1.
На фиг.12 показана схема, иллюстрирующая примеры сигналов передатчика после изменения БТ 801 его выбора диапазона и точки соединения. БТ 801 может принимать некоторые сигналы от: передатчика 1002 сектора C ячейки 1 БС, некоторые сигналы от передатчика 1004 сектора B БС 2 и некоторые сигналы от передатчика 1006 сектора БС 3. Предположим, что БТ 801 ранее был расположен ближе всего к передатчику 1002, но в настоящее время расположен ближе всего к передатчику 1004.
Передатчик 1002 сектора C ячейки 1 БС передает сигналы 1320 по нисходящей линии связи, используя несущую частоту f0 1008 в пределах диапазона 1010. Сигналы 1320 включают в себя сигналы трафика 1321, передаваемые по нисходящей линии связи для БТ, которые представлены малыми прямоугольниками, и сигнал 1024 радиомаяка, представленный большим заштрихованным прямоугольником. Кроме того, передатчик 1002 сектора C ячейки 1 БС передает сигналы 1326 по нисходящей линии связи в частотном диапазоне 1014 с несущей частотой f1 1012. Сигналы 1326, передаваемые по нисходящей линии связи, включают в себя сигнал 1028 радиомаяка. Передатчик 1002 сектора C ячейки 1 БС также передает сигналы 1330 по нисходящей линии связи в частотном диапазоне 1018 на несущей частоте f2 1018. Сигналы 1330, передаваемые по нисходящей линии связи, включают в себя сигнал 1032 радиомаяка.
Передатчик 1004 сектора B ячейки 2 БС передает сигналы 1338 по нисходящей линии связи, используя несущую частоту f1 1012 в пределах диапазона 1014. Сигналы 1338 включают в себя сигналы 1340 трафика, передаваемые по нисходящей линии связи для БТ, которые представлены малыми прямоугольниками, включая в себя сигналы трафика, передаваемые по нисходящей линии связи, для конкретного БТ 801 1341, представленного малыми заштрихованными прямоугольниками, и сигнал 1042 радиомаяка, представленный большим заштрихованным прямоугольником. Кроме того, передатчик 1004 сектора B ячейки 2 БС передает сигналы 1334 по нисходящей линии связи в частотном диапазоне 1010. Сигналы 1034, передаваемые по нисходящей линии связи, включают в себя сигнал 1036 радиомаяка. Передатчик 1004 сектора B ячейки 2 БС также передает сигналы 1344, передаваемые по нисходящей линии связи, в частотном диапазоне 1018. Сигналы 1344, передаваемые по нисходящей линии связи, включают в себя сигнал 1046 радиомаяка.
Передатчик 1006 сектора A ячейки 3 БС, передает сигналы 1356 по нисходящей линии связи, используя несущую частоту f2 1016 в пределах диапазона 1018. Сигналы 1356 включают в себя сигналы 1358 трафика сигналов, передаваемых по нисходящей линии связи для БТ, которые представлены малыми прямоугольниками, и сигнал 1060 радиомаяка, представленный большим заштрихованным прямоугольником. Кроме того, передатчик 1006 сектора A ячейки 3 БС передает сигналы 1348 по нисходящей линии связи в частотном диапазоне 1010. Сигналы 1348, передаваемые по нисходящей линии связи, включают в себя сигнал 1050 радиомаяка. Передатчик 1006 сектора A ячейки 3 БС также передает сигналы 1352, передаваемые по нисходящей линии связи в частотном диапазоне 1014. Сигналы 1352, передаваемые по нисходящей линии связи, включают в себя сигнал 1054 радиомаяка.
На фиг.13 показана схема примерного сигнала 1420 радиомаяка со смещением 1418 временной последовательности относительно соседнего сектора, представленная с целью дополнительного пояснения свойств настоящего изобретения. На фиг.13 показан пример БТ 1402, воплощенный в соответствии с настоящим изобретением, например, БТ 801 по фиг.7. Предположим, что пример системы представляет собой систему OFDM с расширенным спектром, с переключением частоты, с использованием сигналов радиомаяка в соответствии с настоящим изобретением. Предположим, что линия 1404 времени представляет время в приемнике 1402 БТ, что БТ 1402 в настоящее время подключен к передатчику сектора C БС 1, диапазон несущей частоты которого в настоящее время используется для передачи сигналов канала трафика нисходящей линии связи, и что БТ 1402 имеет синхронизированную временную последовательность символа OFDM относительно передатчика сектора C БС 1. Три последовательных временных интервала (1406, 1408, 1410) символа OFDM показаны для передач передатчиком сектора C БС 1. Аналогично, три последовательных временных интервала (1412, 1414, 1416) символа OFDM показаны для передач передатчика сектора B БС 2. Каждый из временных интервалов (1406, 1408, 1410, 1412, 1414, 1416) символа OFDM имеет приблизительно одинаковую длительность; однако присутствует 10% смещение в 1418 между началом интервала времени символа OFDM сектора C БС 1 и началом интервала времени символа OFDM сектора B БС 2. Такое смещение временной последовательности может возникнуть в результате, например, различий между генераторами синхронизации базовой станции, такими, как разные точные моменты времени начала и/или различия из-за разных расстояний между БТ 1402 и передатчиком каждой из базовых станций.
Сигнал 1420 радиомаяка OFDM сектора B ячейки 2 БС был передан в БТ 1402, как обозначено стрелкой 1422. В течение временного интервала 1414 сигнал 1420 радиомаяка OFDM сектора B ячейки 2 БС присутствует в приемнике 1402 БТ. Однако, поскольку БТ соединен и синхронизирован относительно передатчика сектора C БС 1, БТ 1402 детектирует только 90% энергии сигнала 1420 радиомаяка, например, он теряет последние 10% сигнала. Однако такой относительно высокий уровень детектирования энергии и относительно небольшое количество ассоциированной неопределенности во многих случаях является удовлетворительным для поддержки сравнения сигналов радиомаяка из соседних ячеек и/или секторов. В соответствии с изобретением во многих вариантах выполнения OFDM не требуется повторно синхронизировать приемник относительно временной последовательности каждого обрабатываемого сигнала радиомаяка.
Хотя способы и устройства настоящего изобретения были, в основном, описаны в контексте системы OFDM, их можно применять для широкого диапазона систем связи, включая множество систем, не являющихся системами OFDM, и/или систем являющихся сотовыми системами.
В различных вариантах выполнения узлы, описанные здесь, воплощены с использованием одного или больше модулей для выполнения этапов, соответствующих одному или больше способам настоящего изобретения, например, выбора диапазона несущей, цифровой обработки сигналов, детектирования энергии, детектирования отношения сигнал/шум, декодирования, синхронизации временной последовательности, детектирования качества сигнала и т.д. В некоторых вариантах выполнения различные свойства настоящего изобретения выполнены с использованием модулей. Такие модули могут быть воплощены с использованием программных средств, аппаратных средств или комбинации программных и аппаратных средств. Многие из описанных выше способов или этапов способа могут быть выполнены с использованием инструкций, выполняемых машиной, таких, как программное средство, содержащееся на носителе, считываемом машиной, таком как запоминающее устройство, например, ОЗУ, гибкий диск и т.д., для управления машиной, например, компьютером общего назначения с дополнительными аппаратными средствами или без них, для выполнения всех или части описанных выше способов, например, в одном или больше узлах. В соответствии с этим, помимо прочего, настоящее изобретение направлено на считываемый машиной носитель, включающий в себя инструкции, обеспечивающие выполнение машиной, например, процессором и соответствующими аппаратными средствами, для выполнения одного или больше этапов описанного выше способа (способов).
Различные дополнительные варианты способов и устройств в соответствии с описанным выше настоящим изобретением будут очевидны для специалиста в данной области техники, с учетом приведенного выше описания изобретения. Такие варианты следует рассматривать в пределах объема изобретения. Способы и устройство в соответствии с настоящим изобретением могут и в различных вариантах выполнения используются с системами CDMA, мультиплексирования с ортогональным частотным разделением сигналов (OFDM) и/или с различными другими типами технологий связи, которые можно использовать для обеспечения беспроводных линий связи между узлами доступа и мобильными узлами. В некоторых вариантах выполнения узлы доступа выполнены как базовые станции, которые устанавливают линии связи с мобильными узлами, используя систему OFDM и/или CDMA. В различных вариантах выполнения мобильные узлы выполнены в виде переносных компьютеров, карманных персональных компьютеров (КПК, PDA) или других портативных устройств, включая схемы приемника/передатчика, а также логические схемы и/или процедуры, предназначенные для воплощения способов в соответствии с настоящим изобретением.
Предложены приемники, адаптированные к способам выбора несущей частоты в системах беспроводной связи, применяющих множество несущих частот, несмотря на то, что приемники настраиваются в одном диапазоне, оценка качества канала, соответствующая используемой в данный момент несущей и альтернативной несущей, генерируется без переключения между несущими. Передатчики различных ячеек и/или различных секторов, в основном, используют различные несущие частоты, но периодически передают, используя несущую частоту соседнего сектора. Приемники мобильных узлов используют одну РЧ цепь с управляемым РЧ фильтром для приема и обработки сигнала в пределах первого выбранного диапазона несущей, включающего в себя два компонента сигнала: первый компонент сигнала, идентифицированный первым выбранным в данный момент диапазоном, и второй компонент сигнала, идентифицированный вторым альтернативным диапазоном. Из первого и второго компонентов сигнала получают отдельные значения индикаторов качества, сравнивают их и делают определение, следует ли осуществить переключение на второй диапазон РЧ фильтр приемника. 3 н. и 34 з.п. ф-лы, 15 ил.
1. Способ выбора частотного диапазона в системе связи, заключающийся в том, что принимают сигнал, включающий в себя первый компонент и второй компонент;
используют фильтр для пропускания первого и второго компонентов сигнала, причем первый и второй компоненты сигнала находятся в пределах первого частотного диапазона;
выполняют первое измерение сигнала по первому компоненту сигнала для генерирования первого индикатора качества сигнала;
выполняют второе измерение сигнала по второму компоненту сигнала для генерирования второго индикатора качества сигнала; и
в зависимости от первого и второго индикаторов качества сигнала выбирают работу или в первом частотном диапазоне или во втором частотном диапазоне, связанном со вторым компонентом сигнала.
2. Способ по п.1, в котором второй частотный диапазон находится за пределами первого частотного диапазона.
3. Способ по п.2, в котором этапы приема, выполнения и выбора выполняют с помощью устройства мобильной связи, причем способ дополнительно содержит этапы, на которых
используют первый передатчик, который, в основном, выполняет передачу в первом частотном диапазоне, для передачи первого компонента сигнала; и используют второй передатчик, который, в основном, выполняет передачу во втором частотном диапазоне, для передачи второго компонента сигнала в первом частотном диапазоне.
4. Способ по п.3, в котором первый передатчик и второй передатчик расположены в разных секторах одной ячейки;
в котором первый компонент сигнала передают, используя первую антенну, соответствующую первому сектору указанной той же ячейки; и в котором второй компонент сигнала передают, используя вторую антенну, соответствующую второму сектору указанной той же ячейки.
5. Способ по п.3, в котором первый передатчик и второй передатчик расположены в разных ячейках; в котором первый компонент сигнала передают, используя первую антенну, соответствующую первой ячейке; и в котором второй компонент сигнала передают, используя вторую антенну, соответствующую второй ячейке.
6. Способ по п.4, в котором указанный сигнал принимают в течение некоторого периода времени; и в котором первый и второй компоненты сигнала принимают в разные моменты времени.
7. Способ по п.6, в котором первый и второй компоненты сигнала имеют узкую ширину полосы частот по сравнению с шириной полосы указанного фильтра.
8. Способ по п.7, в котором первый и второй компоненты сигнала имеют ширину полосы частот, по большей мере, составляющую 1/20 ширины полосы частот указанного фильтра.
9. Способ по п.3, в котором дополнительно, используют первый передатчик для периодической передачи сигнала во втором частотном диапазоне.
10. Способ по п.3, в котором первый и второй частотные диапазоны имеют ширину, по меньшей мере, 1 МГц.
11. Способ по п.10, в котором указанный фильтр имеет ширину полосы пропускания меньше, чем 2 МГц.
12. Способ по п.1, в котором дополнительно, когда выбирают второй частотный диапазон, управляют указанным фильтром для пропускания второго диапазона вместо первого диапазона.
13. Способ по п.12, в котором дополнительно используют фильтр для пропускания третьего и четвертого компонентов сигнала, причем третий и четвертый компоненты сигнала находятся в пределах второго частотного диапазона; выполняют третье измерение сигнала по третьему компоненту сигнала для генерирования третьего индикатора качества сигнала; выполняют четвертое измерение сигнала по четвертому компоненту сигнала для генерирования четвертого индикатора качества сигнала; и выбирают между работой в первом частотном диапазоне и втором частотном диапазоне в зависимости от третьего и четвертого индикаторов качества сигнала.
14. Способ по п.13, в котором дополнительно, когда выбирают первый частотный диапазон, управляют указанным фильтром для пропускания первого частотного диапазона вместо второго частотного диапазона.
15. Способ по п.1, в котором дополнительно повторяют указанные этап приема и этапы первого и второго измерений множества раз, осуществляют выбор между первым и вторым частотными диапазонами, с выбором второго частотного диапазона, после того, как второй индикатор качества превысит первый индикатор качества в течение заданного интервала.
16. Способ по п.15, в котором интервал представляет собой временной интервал заданной длительности.
17. Способ по п.15, в котором заданный интервал включает в себя фиксированное количество измерений сигнала.
18. Способ по п.1, в котором указанный выбор основан на заданном пороговом значении.
19. Способ по п.18, в котором указанный выбор включает в себя выбор частотного диапазона, соответствующего более низкому значению качества сигнала, когда указанные первое и второе значения качества сигнала одновременно превышают заданное пороговое значение в течение установленного интервала.
20. Способ по п.18, в котором указанный выбор включает в себя выбор частотного диапазона, соответствующего более высокому значению качества сигнала, когда одно из указанных первого и второго значений качества сигнала ниже заданного порогового значения.
21. Способ по п.1, в котором указанный выбор включает в себя выбор второго частотного диапазона, когда указанное первое значение качества сигнала уменьшается с течением времени, и указанное второе значение качества сигнала увеличивается с течением времени, и разность первого и второго значений качества сигнала меняет знак.
22. Способ по п.1, в котором указанный этап выбора представляет собой функцию качества обслуживания (QoS), предоставляемого пользователю, причем указанная функция выбора изменяется в соответствии с информацией, указывающей изменение QoS, предоставляемого пользователю.
23. Способ по п.1, в котором указанный этап выбора представляет собой функцию загрузки системы связи, причем способ дополнительно содержит этапы, на которых принимают информацию, указывающую загрузку системы связи; и модифицируют указанную функцию выбора в соответствии с индикацией изменения загрузки системы связи.
24. Способ по п.23, в котором указанную информацию загрузки системы связи передают из базовой станции в устройство, принимающее указанный сигнал из базовой станции.
25. Устройство выбора частотного диапазона в системе связи, содержащее приемную антенну, предназначенную для приема сигнала, включающего в себя первый компонент и второй компонент, управляемый фильтр, соединенный с антенной, предназначенный для фильтрации принятого сигнала и для пропускания сигналов в выбранном одном диапазоне из первого частотного диапазона и второго частотного диапазона, при отбрасывании, по меньшей мере, некоторых частот, включенных в другой диапазон из первого и второго частотных диапазонов, причем первый и второй компоненты сигнала находятся в пределах выбранного одного диапазона из первого и второго частотных диапазонов, причем первый компонент сигнала связан с первым частотным диапазоном, второй компонент сигнала связан со вторым частотным диапазоном; первое устройство измерения сигнала, соединенное с управляемым фильтром для выполнения первого измерения сигнала по первому компоненту сигнала, для генерирования первого индикатора качества сигнала; второе устройство измерения сигнала, соединенное с управляемым фильтром для выполнения второго измерения сигнала по второму компоненту сигнала, для генерирования второго индикатора качества сигнала; и модуль выбора частотного диапазона, предназначенный для выбора между работой в первом частотном диапазоне и во втором частотном диапазоне в зависимости от первого и второго индикаторов качества сигнала и для генерирования сигнала управления, используемого для управления одним диапазоном из первого и второго частотных диапазонов, который будет пропущен управляемым фильтром.
26. Устройство по п.25, в котором второй частотный диапазон расположен за пределами первого частотного диапазона.
27. Устройство по п.25, в котором управляемый фильтр пропускает второй частотный диапазон и отбрасывает, по меньшей мере, часть первого частотного диапазона, когда выбран второй частотный диапазон.
28. Устройство по п.27, в котором управляемый фильтр пропускает третий и четвертый компоненты сигнала, включенные во второй частотный диапазон, когда выбран второй частотный диапазон, причем устройство дополнительно содержит средство выполнения третьего измерения сигнала по третьему компоненту сигнала для генерирования третьего индикатора качества сигнала; средство для выполнения четвертого измерения сигнала по четвертому компоненту сигнала для генерирования четвертого индикатора качества сигнала; и средство для выбора между работой в первом частотном диапазоне и во втором частотном диапазоне в зависимости от третьего и четвертого индикаторов качества сигнала.
29. Система связи, содержащая портативное устройство связи, содержащее
i) приемную антенну, предназначенную для приема сигнала, включающего в себя первый компонент и второй компонент;
ii) управляемый фильтр, соединенный с антенной, для фильтрации принятого сигнала и для пропускания сигналов в выбранном одном диапазоне из первого частотного диапазона и второго частотного диапазона, при отбрасывании, по меньшей мере, некоторых частот, включенных в другой диапазон из первого и второго частотных диапазонов, причем первый и второй компоненты сигнала находятся в пределах выбранного одного диапазона из первого и второго частотных диапазонов, при этом первый компонент сигнала связан с первым частотным диапазоном, второй компонент сигнала связан со вторым частотным диапазоном;
iii) первое устройство измерения сигнала, соединенное с управляемым фильтром для выполнения первого измерения сигнала по первому компоненту сигнала, для генерирования первого индикатора качества сигнала;
iv) второе устройство измерения сигнала, соединенное с управляемым фильтром для выполнения второго измерения сигнала по второму компоненту сигнала, для генерирования второго индикатора качества сигнала;
v) модуль выбора частотного диапазона, предназначенный для выбора между работой в первом частотном диапазоне и втором частотном диапазоне в зависимости от первого и второго индикаторов качества сигнала и для генерирования сигнала управления, используемого для управления одним диапазоном из первого и второго частотного диапазонов, который будет пропущен управляемым фильтром; и первую базовую станцию, причем базовая станция расположена в ячейке связи, при этом базовая станция включает в себя первый передатчик, который в основном передает в первом частотном диапазоне, для передачи первого компонента сигнала.
30. Система по п.29, в которой первая базовая станция дополнительно содержит первую передающую антенну, направленную в направлении первого сектора указанной ячейки, для передачи первого компонента сигнала; второй передатчик, который, в основном, передает во втором частотном диапазоне, для передачи второго компонента сигнала в первом частотном диапазоне в течение части времени работы второго передатчика, причем второй передатчик соответствует другому сектору указанной ячейки, чем сектор, которому соответствует первый передатчик; и вторую передающую антенну, направленную во второй сектор указанной ячейки, для передачи второго компонента сигнала, причем первый и второй секторы расположены в разных физических областях указанной ячейки.
31. Система по п.30, в которой указанный сигнал принимают в течение некоторого периода времени; и в которой первый и второй компоненты сигнала принимают в разные моменты времени.
32. Система по п.31, в которой управляемый фильтр представляет собой полосовой фильтр, и в которой первый и второй компоненты сигнала имеют узкую ширину полосы частот по сравнению с шириной полосы управляемого фильтра, причем первый и второй компоненты сигнала имеют ширину полосы частот меньшую, чем половина ширины полосы пропускания управляемого фильтра.
33. Система по п.32, в которой первый и второй компоненты сигнала имеет ширину полосы частот, составляющую, по большей мере, 1/20 ширины полосы пропускания управляемого фильтра.
34. Система по п.29, дополнительно содержащая вторую базовую станцию, расположенную во второй ячейке, причем вторая базовая станция включает в себя второй передатчик, при этом первый передатчик и второй передатчик расположены в разных ячейках; причем первая ячейка включает в себя первую антенну, предназначенную для передачи первого компонента сигнала; и вторая ячейка включает в себя вторую антенну, предназначенную для передачи второго компонента сигнала.
35. Система по п.29, дополнительно содержащая средство управления первым передатчиком для периодической передачи сигнала во втором частотном диапазоне.
36. Система по п.34, в которой первый и второй частотные диапазоны имеют ширину, по меньшей мере, 1 МГц.
37. Система по п.36, в которой управляемый фильтр имеет полосу пропускания шириной меньше, чем 2 МГц.
| US 5507010 А, 09.04.1996 | |||
| US 5915212 А, 22.06.1999 | |||
| СОТОВАЯ СИСТЕМА СВЯЗИ | 1991 |
|
RU2100904C1 |
| Устройство для приема радиосигналов с частотно-временным кодированием | 1976 |
|
SU588637A1 |
| US 2004041692 А1, 04.03.2004. | |||
