ПРОТОКОЛЫ ОТСТРОЙКИ ДЛЯ БЕСПРОВОДНЫХ СИСТЕМ СВЯЗИ Российский патент 2010 года по МПК H04W40/36 H04B7/26 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Изобретение относится, в общем, к системам и способам связи и более конкретно к системам и способам, которые предусматривают протоколы, позволяющие настраивать приемо-передающие станции на альтернативный канал, чтобы определить альтернативные частоты или технологии, облегчающие дальнейшую связь в условиях мобильной беспроводной связи.

ОПИСАНИЕ ИЗВЕСТНОГО УРОВНЯ ТЕХНИКИ

Компании, специализирующиеся в области беспроводной связи, постоянно совершенствуют сети следующего поколения, например, сочетающие в себе передачу речевого сигнала голоса и данных по сотовым сетям. Эти компании тратят в совокупности миллиарды на лицензии и оборудование, чтобы обеспечить широкий спектр новых, ориентированных на передачу данных услуг для абонентов. Однако новые, только начинающие развиваться технологии могут совершить значительный скачок относительно так называемых систем третьего поколения. Одна такая технология основана на стандарте IEEE 802.20, входящем в стандарты семейства 802, которое включает в себя более известный стандарт 802.11b, или Wi-Fi. Стандарт Wi-Fi LAN (для локальных сетей) получил в последние годы широкое распространение, создав возможность широкополосных беспроводных соединений для портативных компьютеров и других подвижных устройств.

Однако это направление организации беспроводных сетей может быть изменено новым стандартом. В то время как Wi-Fi и более новый стандарт 802.16 для широкополосной беспроводной системы городского масштаба ограничены размерами зоны обслуживания (от нескольких сотен футов до около 30 миль соответственно), для стандарта 802.20 используются имеющиеся башни сотовой связи. Это обещает, по существу, такую же площадь покрытия, как у системы мобильной сотовой связи, при скорости соединения Wi-Fi. Именно поэтому стандарт 802.20, или мобильный широкополосный беспроводной доступ (MBWA), представляет интерес для потенциальных новых применений.

Отличительным признаком этих новых применений является то, что они обеспечивают полную мобильность и покрытие в национальном масштабе за счет переключения каналов между ячейками с доступом к скоростям широкополосной передачи для каждого применения. Благодаря этому находящиеся в разъездах деловые люди могут, например, получать доступ к корпоративным сетям и отправлять информацию в реальном времени обратно в учреждение, как если бы они были подключены к его локальной сети. В некоторых случаях пользователи получают такой же широкополосный Интернет, как при соединении через DSL или кабельный модем, но в среде сотовой мобильной связи.

Одним из аспектов применения технологий мобильного широкополосного беспроводного доступа является концепция активного набора и соответствующего протокола для управления передачами между терминалом доступа, таким как сотовый телефон, и сетью доступа, такой как базовая станция. По умолчанию протокол управления активным набором предусматривает процедуры и сообщения, используемые терминалом доступа и точкой доступа для отслеживания приблизительного местонахождения терминала доступа и для поддержки радиоканала по мере того, как терминал доступа перемещается между зонами обслуживания различных секторов. Обычно под активным набором подразумевается набор пилот-сигналов или секторов с выделенным MACID для терминала доступа. Члены активного набора могут быть синхронными или асинхронными относительно друг друга. Терминал доступа может переключать свой обслуживающий сектор в любое время между секторами-членами активного набора.

Синхронная подгруппа активного набора состоит из секторов, которые синхронизированы друг с другом. Кроме того, эта подгруппа является максимальной, т.е. в нее входят все сектора, которые синхронны с секторами этой подгруппы. Можно создавать различные синхронные подгруппы ASSYNCH, используя, например, последнюю версию сообщения о назначении активного набора. Передачи с терминала доступа двум различным синхронным подгруппам активного набора считаются независимыми друг от друга. Например, терминал доступа сообщает CQI синхронной подгруппе секторов независимо от любой другой синхронной подгруппы. При этом особую важность имеет то, как сеансы связи передаются между частотами на канале связи и/или между технологиями связи, которые могут быть различными у разных компонентов данной системы мобильного широкополосного беспроводного доступа.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Далее будут кратко описаны в упрощенной форме различные варианты осуществления изобретения, чтобы дать общее представление о некоторых аспектах этих вариантов. В этом кратком описании представлены только общие черты данных вариантов. Оно не предназначено для определения существенных или наиболее важных признаков или ограничения объема изложенных вариантов. Его единственной целью является дать упрощенное представление о некоторых концепциях изобретения в качестве предисловия к его более полному описанию, представленному ниже.

Предложены системы и способы, которые облегчают беспроводную связь между беспроводными устройствами, между станциями, осуществляющими передачу и прием беспроводных сигналов, и/или их комбинациями. В одном варианте предусмотрены различные протоколы, которые могут использоваться такими компонентами, как терминалы доступа и узлы доступа, для определения оптимального канала связи. Этот протокол позволяет осуществлять передачу сигналов между компонентами доступа, инициирующих автоматические процедуры определения, имеется ли альтернативная частота и/или технология для использования в сеансе беспроводной связи. Протокол может включать в себя использование атрибута отстройки и сообщения управления отстройкой для управления такими аспектами, как продолжительность отстройки, периоды отстройки, параметры времени кадров, а также можно ли отключить последовательность отстройки. При использовании такого протокола можно выбирать оптимальные каналы связи по мере того, как беспроводные устройства перемещаются из одной точки в другую. В одном варианте предусмотрен способ, в котором используется сдвиг времени сектора, позволяющий синхронизировать отстройку между узлами, когда терминал доступа перемещается между различными несинхронными секторами.

В другом варианте предусмотрены механизмы отстройки с переключением между частотами и между технологиями радиодоступа, которые облегчают связь в системе мобильного широкополосного беспроводного доступа. Эти механизмы предусмотрены в режиме соединения, когда на данном канале происходят сеансы связи. Обычно в целях поддержки таких применений мобильной связи без необходимости использования двойных приемников для выполнения замеров и нахождения альтернативных каналов связи механизм отстройки позволяет терминалу доступа динамически взаимодействовать с сетью доступа, чтобы определить потенциальные каналы связи для продолжения конкретного сеанса связи.

По мере изменения условий механизм отстройки позволяет настраивать текущий канал связи на следующую частоту, чтобы определить свойства альтернативного канала связи, такие как сила сигнала на этом канале. Условие отстройки предусматривает временные замеры альтернативных каналов, уменьшая при этом нарушения в текущих передачах. Выполнение таких замеров позволяет определить, какие потенциальные частоты можно использовать для будущих передач по мере изменения условий, когда мобильное устройство перемещается из одной точки в другую. В другом варианте отстройка может применяться для облегчения передач между различными технологиями или протоколами связи, используемыми в беспроводных применениях. Например, для текущего сеанса можно использовать имеющийся протокол беспроводной связи, но когда условия изменяются, например, при перемещении от одной точки доступа к другой, может быть желательным изменить действующую технологию или используемый протокол связи для облегчения будущих передач. В этом случае предусмотрена отстройка, позволяющая поддерживать применения с переключением между технологиями радиодоступа (inter-RAT).

Описанные выше и другие соответствующие задачи решаются в иллюстративных вариантах осуществления изобретения, представленных в следующем описании со ссылками на прилагаемые чертежи. В них раскрываются различные пути реализации вариантов, подпадающие под объем изобретения.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Фиг.1 - структурная схема системы связи с мобильным широкополосным беспроводным доступом.

Фиг.2 - пример временной диаграммы для компонента отстройки.

Фиг.3 - характеристики параметров времени графика.

Фиг.4 - характеристики протокола переключения между частотами.

Фиг.5 - протокол для состояния соединения с определениями для отстройки.

Фиг.6 - характеристики режима соединения для переключения каналов и отстройки с переключением между технологиями радиодоступа.

Фиг.7 - параметры протокола переключения между технологиями радиодоступа.

Фиг.8 - протокол гибридного режима для систем поискового вызова.

Фиг.9 - примерная система с использованием компонентов обработки сигнала.

Фиг.10 и 11 - примерные системы беспроводной связи, которые можно использовать с компонентами обработки сигнала.

Фиг.12 - система точки доступа.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Предложены системы и способы для обработки компонентов беспроводного сигнала для широкополосной службы мобильного беспроводного доступа. Они могут включать в себя процессы определения протокола, который решает, следует ли запускать компонент отстройки для определения альтернативного беспроводного канала связи. Они могут включать в себя определение протокола, который задает один или более параметров отстройки для компонента отстройки. Этот процесс может затем автоматически выбрать альтернативный беспроводной канал связи частично на основании процедуры отстройки и по меньшей мере одного из параметров отстройки. За счет такой отстройки для определения альтернативных каналов связи можно реализовать переключения между частотами и между технологиями радиодоступа, чтобы обеспечить поддержку широкого спектра беспроводных применений.

В данной заявке термины "компонент", "механизм", "система" и т.п. относятся к связанному с вычислительной машиной объекту, аппаратному средству, аппаратно-программному средству, программному средству или средству с программным исполнением. Например, компонент может быть, хотя и не обязательно, процессом, протекающим в процессоре, процессором, объектом, исполняемым элементом, последовательностью исполнения, программой и/или компьютером. Например, компонентом может быть как приложение, выполняемое в устройстве связи, так и само устройство. Один или более компонентов могут находиться внутри процесса и/или последовательности исполнения, кроме того компонент может располагаться в одном компьютере и/или быть распределен между двумя или более компьютерами. Также эти компоненты могут исполнять различные структуры данных с различных хранящих их машиночитаемых носителей. Компоненты могут осуществлять связь через локальные и/или удаленные процессы, например, в соответствии с сигналом, имеющим один или более пакетов данных (например, данные из одного компонента взаимодействуют с другим компонентом в локальной системе, распределенной системе и/или через проводную или беспроводную сеть, такую как Интернет).

На фиг.1 показана система 100 мобильного беспроводного широкополосного доступа. Система 100 содержит один или более терминалов 110 доступа, которые осуществляют связь через сеть 120 доступа, представляющую собой соединения и соответствующие электронные компоненты, соединяющие основную сеть с точками присутствия (РОР) или с точками присоединения (POI) в местах нахождения коммутаторов. Такие терминалы 110 могут быть по существу любым типом устройства связи: сотовым телефоном, компьютером, персональным помощником, ручными или портативными устройствами и т.д. Обычно терминалы 110 доступа находятся в состоянии движения, при котором осуществление связи через одну конкретную сеть 120 доступа не всегда возможно. Поэтому можно предусмотреть один или более механизмов 130 отстройки для облегчения связи между терминалами 110.

В одном варианте предусмотрены различные протоколы для компонента или механизма 130 отстройки, которые могут использовать такие компоненты, как терминалы 110 доступа и сеть 120 доступа, для определения оптимального канала связи. Протокол 130 позволяет осуществлять обмен сигналами между компонентами доступа, которые инициируют процедуры определения, имеется ли альтернативная частота и/или технология, подходящая для использования в сеансе беспроводной связи. Протокол 130 может включать в себя применение атрибута отстройки и сообщения управления отстройкой для управления такими аспектами, как продолжительность отстройки, периоды отстройки, параметры времени кадров и запуск/выключение последовательности отстройки. Использование такого протокола 130 позволяет автоматически выбирать оптимальные каналы связи по мере того, как беспроводные устройства перемещаются из одной точки в другую.

Механизмы и протоколы 130 отстройки позволяют терминалам 110 и сети 120 находить альтернативные каналы связи посредством временной отстройки от существующего канала и осуществления замеров на следующем канале, подходящем для применения в текущем сеансе связи. Например, можно измерять силу сигнала на альтернативной частоте, при этом отстраиваясь от текущей частоты, используемой для связи. При обнаружении подходящего порога сигнала эту альтернативную частоту можно автоматически выбрать для будущих передач. Как показано на фигуре, можно предусмотреть механизмы отстройки, поддерживающие применение отстройки с переключением между частотами (140) и/или с переключением между технологиями радиодоступа (inter-RAT) (150).

Для облегчения переключения между частотами для каналов связи в блоке 140 активный набор расширен таким образом, что он включает в себя членов с одной или более частотами. Это означает, что активный набор состоит из секторов с одной или более частотами. Сектора с различными частотами могут быть синхронными или асинхронными относительно друг друга. Чтобы облегчить добавление сектора с другой частотой в активный набор, система 100 мобильного широкополосного беспроводного доступа предусматривает возможность для сети 120 доступа определять другие соседние частоты в сообщении с параметрами сектора, указанном в протоколе служебных сообщений. При этом предусмотрена возможность сообщения активным терминалом 110 силы пилот-сигнала сектора с другой частотой в сообщении с указанием пилот-сигнала, указанном в протоколе управления активным набором. Другой аспект включает в себя возможность указания сетью 120 доступа членов с другими частотами в сообщении назначения активного набора, указанном в протоколе управления активным набором.

Обычно для сообщения силы пилот-сигнала сектора с другой частотой активный терминал 110 выполняет измерения в различное время и через различные интервалы. В нерабочем режиме, когда не обнаружено текущих сеансов связи, эта операция прямая, так как приемник доступен для измерений на другой частоте. Для сообщения силы пилот-сигнала в режиме соединения предусматривают либо сдвоенные приемники, либо механизм 130 временной отстройки. Поскольку невозможно всегда предполагать наличие сдвоенных приемников, предусмотрен механизм 130 отстройки для облегчения определения альтернативных каналов связи. Кроме того, подобные механизмы 130 отстройки также предусмотрены для переключения 150 между различными технологиями радиодоступа и прослушивания поисковых вызовов для другой технологии, которая может быть асинхронной по отношению к системе 100 мобильного широкополосного беспроводного доступа (MBWA).

Как отмечалось выше, система MBWA 100 поддерживает переключение между технологиями радиодоступа как в нерабочем режиме, так и в режиме соединения. Также предусмотрены механизмы 130 отстройки для облегчения переключения с системы MBWA на другие технологии радиодоступа. Конструкция системы предполагает, что политика переключения inter-RAT реализуется в терминале 110 доступа, хотя возможны и другие архитектуры. Иными словами, механизм инициирования измерений в другой технологии и алгоритм решения о переключении обычно находится в терминале 110 доступа.

Чтобы измерять пилот-сигналы других технологий радиодоступа в варианте inter-RAT можно использовать такие же механизмы отстройки, как и при переключении между частотами. Кроме того, сообщение "параметры сектора" в протоколе служебных сообщений предусматривает возможность отправки списка соседних других технологий. Эти два механизма дают терминалу возможность находить другие технологии радиодоступа по соседству и измерять их пилот-сигналы.

В другом варианте система MBWA 100 поддерживает прием сообщений поискового вызова для других технологий радиодоступа. Обычно предусмотрено два отдельных механизма, хотя возможны и другие конфигурации. В одном случае механизм 130 отстройки принимает поисковые вызовы для других систем. В другом случае протокол inter-RAT на уровне сеанса предусматривает отправку сообщения inter-RAT с большим бинарным объектом ("блоб") из терминала 110 доступа или сети 120 доступа. Первый случай полезен, когда система MBWA 100 не интегрирована в основной сети с другими технологиями радиодоступа. Следовательно, единственным способом получения сообщения поискового вызова от другой технологии является прослушивание канала поискового вызова. Механизм 130 отстройки поддерживает отстройку для прослушивания каналов поискового вызова в строго определенные моменты времени в других технологиях радиодоступа, как синхронных, так и асинхронных по отношению к системе MBWA 100.

Обычно механизм 130 отстройки можно использовать для выполнения замеров частот, имея информацию о параметрах времени как терминалов 110 доступа, так и сети 120 доступа. Сюда может входить возможность таких замеров технологий, которые позволяют смягчить отсутствие поисковых вызовов в чисто произвольном замере, поскольку система может определить время замеров с учетом синхронных и асинхронных различий параметров времени между терминалами 110 и сетью 120. Например, могут быть предусмотрены графики выборки, которые находятся за пределами кадра частоты или позволяют осуществлять замеры в каком-то секторе.

Фиг.2 иллюстрирует примерную временную диаграмму 200 для компонента отстройки. Механизм или компонент отстройки по существу состоит из графика отстройки и управления отстройкой. Параметр атрибута "График N отстройки" обеспечивает компонент для передачи графика(ов) отстройки между терминалами доступа и точками или узлами доступа. Примерный график времени отстройки показан на схеме 200. График 200 предполагает, что первая отстройка произошла во время суперкадра 210, обозначенного как "Суперкадр номер 210", предусмотренного в параметре "График N отстройки". Кроме того, более точное время первой отстройки определено параметром 220 "Сдвиг начального суперкадра", например, в микросекундах от начала суперкадра, идентифицированного в 210. "Продолжительность отстройки" 230 определяет, сколько времени в микросекундах длится отстройка терминала доступа. Параметр 240 "Периодичность отстройки" определяет время между началом последовательных отстроек в микросекундах. При необходимости терминал доступа может согласовать один или несколько графиков отстройки. Может потребоваться более одного графика отстройки, например, для контролирования поисковых вызовов одной системы и отстройки для переключений между частотами.

Описанный выше механизм отстройки также обеспечивает по меньшей мере две функции: запуск/выключение отстройки и коррекцию времени в графике отстройки. Терминал доступа может запускать или выключать графики отстройки практически в любое время. Кроме того, терминал доступа может запустить или выключить более одного графика одновременно. Коррекция времени обычно предусмотрена для критичных к времени отстроек, чтобы принимать поисковые вызовы для системы, асинхронной по отношению к системе MBWA. В этом примере при каждом добавлении нового сектора в активный набор терминал доступа обеспечивает поправочный коэффициент, сдвиг сектора в микросекундах, для коррекции времени, чтобы терминал доступа производил отстройку в правильное время в другой системе для приема поискового вызова. Параметр "запрос отстройки" и "ответное сообщение отстройки" в протоколе для состояния соединения по умолчанию обеспечивают механизм надежного запуска/выключения отстройки или коррекцию времени для любого сектора в активном наборе.

Фиг.3 иллюстрирует характеристики 300 параметров времени графика. В блоке 310 показаны некоторые примерные характеристики графика. Например, в 310, если отстройка начинается или заканчивается в середине кадра PHY (физического уровня), общим правилом является отстройка в течение полного кадра. Возвращаясь к фиг.2, суперкадр начинается в точке 210 и, в основном, начинается с пакета данных преамбулы суперкадра, за которым следует ряд кадров PHY (например, 1 суперкадр = 1 преамбула, за которой следует 12 кадров PHY). Если период отстройки приводит к отсутствию у терминала доступа блока системной информации, то характеристики границы суперкадра могут предусматривать, что терминал доступа должен поддерживать отстройку в течение периода достоверности блока системной информации, который при желании может быть установлен на различные интервалы времени. В одном варианте период достоверности можно установить на два суперкадра, хотя можно применять и другие установки.

На фиг.4-8 показаны процессы и протоколы отстройки для обработки беспроводного сигнала. Хотя для упрощения пояснения эти методы показаны и описаны в виде последовательности или ряда действий, следует понимать, что описанные процессы не ограничены данным порядком действий, поскольку некоторые из них могут выполняться в другом порядке и/или одновременно с другими действиями, в отличие от показанных и описанных. Например, специалистам будет понятно, что любой метод можно альтернативно представить как ряд взаимосвязанных состояний или событий, например в виде диаграммы состояний. Более того, не все проиллюстрированные действия могут потребоваться для реализации методики в соответствии с описанными вариантами.

На фиг.4 показаны одна или более характеристик 400 протокола переключения между частотами для автоматических процедур отстройки и переключения между частотами или технологиями. Характеристики 400 могут включать в себя один или более параметров 410 сообщения. Такие параметры могут включать в себя данные сообщения, данные сектора, локальные данные, данные регистрации, данные канала, данные силы пилот-сигнала и т.д.

В блоке 420 протокол управления активным набором включает в себя сообщение отчета о пилот-сигнале. Это сообщение можно использовать для управления каналами и добавления пилот-сигналов из других частот, например, в поля канала в представленной таблице. В блоке 430 можно предусмотреть назначения активного набора. В некоторых случаях в активном наборе можно указать пилот-сигналы для одной и той же частоты, а в других случаях можно указать пилот-сигналы на различных частотах для активного набора.

На фиг.5 показан протокол 500 состояния соединения для компонента отстройки. Протокол 500 состояния соединения включает в себя атрибут 510 отстройки, который обеспечивает график отстройки. Сообщение 520 управления отстройкой запускает или выключает механизмы отстройки, обеспечивает поправку времени для графика отстройки и/или может использоваться для асинхронных секторов.

Атрибут отстройки может включать в себя параметры из следующей таблицы.

Поле Длина (бит) По умолчанию Длина 8 Нет ИД атрибута 8 Нет Номер начального суперкадра 34 0 Сдвиг начального суперкадра 16 0 Продолжительность отстройки 22 0 Период отстройки 24 0

где

"Длина" Длина комплексного атрибута в октетах. Отправитель должен установить это поле на длину комплексного атрибута, исключая поле длины. "ИД атрибута" Отправитель должен установить это поле на 0×01. "Номер начального суперкадра" Для вычисления циклов отстройки предполагается, что первая отстройка произошла в этом суперкадре.

"Сдвиг начального суперкадра" Это поле является мерой времени в микросекундах. Для вычисления циклов отстройки предполагается, что первая отстройка начинается в момент сдвига начального суперкадра после начала номера начального суперкадра. "Продолжительность отстройки" Это поле определяет продолжительность отстройки в микросекундах. "Период отстройки" Это поле определяет время между началом последовательных отстроек в микросекундах.

Сообщение 520 управления отстройкой может включать в себя следующую информацию.

Поле Длина (биты) ИД сообщения 8 Отстройка запущена 1 Количество пилот-сигналов 2 Версии количества пилот-сигналов в следующем поле Индекс активного набора 2 Сдвиг времени сектора 24

где

"ИД сообщения" Это поле можно установить на 0×04. "Отстройка запущена" Это поле устанавливается на '1', если терминал будет производить отстройку через периодические интервалы. Это поле устанавливается на '0', если терминал не будет производить отстройку. "Количество пилот-сигналов" Это поле устанавливается на количество пилот-сигналов, включенных в сообщение. "Индекс активного набора" Это поле используется для идентификации членов активного набора посредством индексов, указанных в сообщении назначения активного набора протокола управления активным набором. "Сдвиг времени сектора" Это поле устанавливается на время в микросекундах, которое терминал добавляет к атрибуту "Сдвиг начального суперкадра", когда этот член активного набора является обслуживающим сектором.

На фиг.6 проиллюстрированы одна или более характеристик 600 переключения между технологиями радиодоступа для режима соединения. В блоке 610 терминал доступа принимает решение о переключении с одной технологии на другую. Политика переключения обычно реализуется в терминале доступа, хотя узел доступа может оказывать помощь в процессе переключения. Эта помощь может быть реализована в форме предоставления списка соседей с другой RAT (например, системы уровня 1/уровня 2) и облегчения процессов обнаружения отстройки. В блоке 620 терминал доступа обнаруживает состояние инициирования, например определяет, что качество сигнала на текущем канале ниже заданного порога. Для запуска замеров другой технологии можно отправить команду на измерение силы пилот-сигнала текущего активного набора, которая может включать в себя также и другие запуски. Для переключения на другую технологию определяется сила пилот-сигнала текущего активного набора, сила пилот-сигнала другой RAT и любое другое условие запуска, применяемое для активизации переключения. В блоке 630 можно использовать один или более списков других соседних RAT. Сюда может входить обработка протокола служебного сообщения, сообщения с параметрами сектора или списков соседей с другими RAT, как было описано выше. В блоке 640 можно автоматически инициировать процедуру отстройки для измерения пилот-сигналов другой частоты, которая по существу подобна описанным выше процедурам переключения между частотами.

На фиг.7 показана схема, иллюстрирующая примерный протокол 700 для определений технологии радиодоступа. Подобно протоколам переключения между частотами и параметрам, описанным выше, протокол 700 включает в себя различные параметры для определения альтернативных каналов связи в соответствии с процедурой отстройки. Как показано на фигуре, протокол 700 может содержать множество параметров, таких как параметры сообщения, параметры кода страны, параметры сектора, параметры маски подсети, параметры широты, параметры долготы, параметры регистрации, параметры времени и года и параметры синхронных или асинхронных параметров времени. Другие параметры включают в себя параметры канала, параметры пилот-сигнала, параметры мощности и параметры технологии, такие как тип технологии и спецификации списка соседних технологий.

На фиг.8 показан протокол 800 гибридного режима для системы поискового вызова, в котором применяются автоматические процессы отстройки. В этом варианте принимаются поисковые вызовы для других технологий радиодоступа (RAT). Сюда может входить параллельная регистрация одной частоты относительно какой-то другой технологии. Системы могут быть синхронными или асинхронными по отношению к данной системе.

Гибридный протокол 800 включает в себя отстройку для прослушивания поисковых вызовов, которые могут отправляться пользователю или системе. При этом применяются описанные выше механизмы отстройки.

Можно также выполнять перекрестную регистрацию для систем поискового вызова для передачи информации о технологии и протоколе. Также можно предусмотреть механизмы поддержки для отправки/приема больших бинарных объектов ("блобов") другой системы. Это может быть полезно для аспектов регистрации или отправки сообщений поискового вызова. Другие признаки включают протокол уровня нового сеанса, протокол inter-RAT, сообщение InterRATBLOB и/или терминал доступа или узел доступа, используемый для отправки сообщений о других RAT. Сеть доступа или терминал доступа отправляет следующее сообщение с блоб, если имеется сообщение о другой RAT для отправки.

Поле Длина (биты) ИД сообщения 8 Тип технологии 8 Длина блоб по технологии 8 Значение блоб по технологии 8 × длина по технологии

где

"ИД сообщения" Это поле можно установить на 0×00. "Тип технологии" Это поле устанавливается на тип технологии и его можно интерпретировать следующим образом: "Длина блоб по технологии" Это поле устанавливается на длину в байтах информации блоб для другой технологии, "Значение блоб по технологии" Это поле устанавливается на информацию блоб для другой технологии.

На фиг.9 проиллюстрирована примерная система 900 для использования компонентов обработки беспроводного сигнала. Система 900 содержит некоторые из различных примерных компонентов, в которых могут использоваться описанные выше компоненты отстройки. Она может включать в себя персональный компьютер 910, модем 920, который осуществляет коллективную связь через антенну 930. Сеансы связи могут проходить через базовую станцию 940, которая осуществляет связь по частным или общественным сетям с одним или более местами 950 нахождения (или устройствами) пользователей. Для облегчения связи с другими соответствующими компонентами в системе 900 может также использоваться одна или более центральных ЭВМ 960. Система 900 может применять различные стандарты и протоколы для облегчения связи.

На фиг.10 показана система 1000, которую можно использовать в связи с отстройкой. Система 1000 содержит приемник 1002, который принимает сигнал, например, с одной или более приемных антенн, и выполняет обычные действия (например, фильтрует, усиливает, понижает частоту и т.п.) на принятом сигнале, и цифрует подготовленный сигнал для получения замеров. Демодулятор 1004 может демодулировать и передавать принятые пилот-символы в процессор 1006 для оценки канала.

Процессор 1006 может быть процессором, предназначенным для анализа информации, полученной компонентом-приемником 1002, и/или для формирования информации для передачи передатчиком 1014. Процессор 1006 может быть процессором, который управляет одной или более частями системы 1000, и/или процессором, который анализирует информацию, полученную приемником 1002, формирует информацию для передачи передатчиком 1014 и управляет одной или более частями системы 1000. Система 1000 может содержать компонент 1008 для оптимизации, который оптимизирует выделение ресурсов во время отстройки. Компонент 1008 для оптимизации может быть встроен в процессор 1006. Понятно, что компонент 1008 для оптимизации может включать в себя код оптимизации, который выполняет анализ на основе утилит в связи с назначением лучей пользовательским устройствам. Код оптимизации может использовать методы на основе искусственного интеллекта в связи с выполнением дедуктивных операций и/или вероятностных определений и/или статистических определений, связанных с оптимизацией назначения лучей пользовательским устройствам.

Система (пользовательское устройство) 1000 может дополнительно содержать запоминающее устройство 1010, которое функционально подключено к процессору 1006 и хранит информацию, такую как назначения, планирование и т.п., причем эта информация может использоваться при выделении ресурсов во время процедуры отстройки. Запоминающее устройство 1010 может дополнительно хранить протоколы, связанные с формированием справочных таблиц и т.п., чтобы система 1000 могла использовать хранящиеся протоколы и/или алгоритмы для повышения пропускной способности. Понятно, что компоненты хранения данных (например, запоминающие устройства) могут быть энергозависимыми, или энергонезависимыми, или и теми и другими. Для иллюстрации, но без ограничения перечисленным, энергонезависимые запоминающие устройства могут включать в себя постоянное запоминающее устройство (ПЗУ), программируемое ПЗУ (ППЗУ), электрически программируемое ПЗУ (ЭППЗУ), электрически стираемое ПЗУ (ЭСПЗУ) или флэш-память. Энергозависимое запоминающее устройство может быть оперативным запоминающим устройством (ОЗУ), которое действует как внешняя кэш-память. Для иллюстрации и без ограничения перечисленным ОЗУ может быть реализовано в различных формах, таких как синхронное ОЗУ (SRAM), динамическое ОЗУ (DRAM), синхронное DRAM (SDRAM), SDRAM с двойной скоростью передачи данных (DDR SDRAM), синхронное SDRAM (ESDRAM), Synchlink DRAM (SLDRAM) и ОЗУ с прямым доступом типа Rambus RAM (DRRAM). Запоминающее устройство 1010 предложенных систем и способов может содержать, без ограничения перечисленным, эти или любые другие подходящие виды запоминающих устройств. Процессор 1006 подсоединен к модулятору 1012 символов и передатчику 1014, который передает модулированный сигнал.

На фиг.11 показана система, которая может быть использована в связи с выполнением отстройки и/или выделением ресурсов во время отстройки. Система 1100 содержит базовую станцию 1102 с приемником 1110, который принимает сигнал(ы) от одного или более пользовательских устройств 1104 через одну или более приемных антенн 1106 и передает сигналы одному или более пользовательским устройствам 1104 через множество передающих антенн 1108. В одном примере приемные антенны 1106 и передающие антенны 1108 могут быть реализованы в одном наборе антенн. Приемник 1110 может принимать информацию с приемных антенн 1106, и он функционально связан с демодулятором 1112, который демодулирует принятую информацию. Приемник 1110 может быть, например, приемником типа Rake (например, отдельно обрабатывающим компоненты сигнала с многолучевым распространением, используя множество корреляторов основной полосы частот), приемником на основе MMSE или каким-либо другим приемником, пригодным для выделения назначенных ему пользовательских устройств, как будет понятно специалистам. Можно использовать несколько приемников (например, по одному на каждую приемную антенну), и такие приемники могут осуществлять связь друг с другом для получения более точных оценок пользовательских данных. Демодулированные сигналы анализируются процессором 1114, который подобен процессору, описанному выше в связи с фиг.10, и подсоединен к памяти 1116, которая хранит информацию, связанную с назначениями пользовательских устройств, с соответствующими справочными таблицами и т.п. Выходные сигналы приемника для каждой антенны могут вместе обрабатываться приемником 1110 и/или процессором 1114. Модулятор 1118 может мультиплексировать сигнал для передачи передатчиком 1120 через передающие антенны 1108 в сторону пользовательских устройств 1104.

Как показано на фиг.12, точка радиодоступа может содержать основной блок (ОБ) 1250 и высокочастотный блок (ВЧ) 1275. ОБ 1250 содержит основополосные цифровые компоненты точки доступа. Например, ОБ 1250 может содержать основополосный компонент 1205 и узел 1210 цифровой обработки сигналов промежуточной частоты (ПЧ). Узел 1210 цифровой обработки сигналов промежуточной частоты осуществляет цифровую обработку данных радиоканала на промежуточной частоте путем выполнения таких функций, как фильтрация, разделение каналов, модуляция и т.д. ВЧ 1275 содержит высокочастотные аналоговые части точки доступа. В данном контексте высокочастотный блок представляет собой высокочастотные аналоговые части точки доступа или другого типа приемо-передающей станции с прямым или косвенным соединением с центром коммутации подвижной связи или соответствующим устройством. Высокочастотный блок обычно служит в качестве конкретного сектора в системе связи. Например, ВЧ 1275 может содержать один или более приемников 1230, подсоединенных к одной или более антеннам 1235a-t для приема радиопередач от подвижных абонентских устройств. В одном аспекте один или более усилителей мощности 1282a-t присоединены к одной или более антеннам 1235a-t. К приемнику 1230 присоединен аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 1225. АЦП 1225 преобразует аналоговые ВЧ-передачи, принятые приемником 1230, в цифровой ввод для передачи в основополосный компонент 1205 через узел 1210 цифровой обработки сигналов ПЧ. ВЧ 1275 может также содержать один или более передатчиков 1220, подсоединенных к одной и той же или к разным антеннам 1235, для передачи ВЧ-сигналов терминалам доступа. К передатчику 1220 подсоединен цифроаналоговый преобразователь (ЦАП) 1215. ЦАП 1215 преобразует цифровые передачи, полученные от основополосного компонента 1205 через узел 1210 цифровой обработки сигналов ПЧ, в аналоговый выход для передачи подвижным абонентским устройствам. В некоторых вариантах предусмотрен мультиплексор 1284 для мультиплексирования многоканальных сигналов и различных сигналов, включая речевой сигнал и сигнал данные. Центральный процессор 1280 подсоединен к основному блоку 1250 и высокочастотному блоку для управления различной обработкой, которая включает в себя обработку речевого сигнала или сигнала данных.

Следует понимать, что описанные варианты изобретения могут быть реализованы аппаратными, программными, программно-аппаратными, микропрограммными средствами, микрокодом или любыми их комбинациями. При аппаратной реализации узлы обработки в точке доступа или терминале доступа можно реализовать в одной или более микросхемах специального назначения (ASIC), процессорах цифровых сигналов (DSP), устройствах для обработки цифровых сигналов (DSPD), программируемых логических устройствах (PLD), программируемых пользователем матрицах логических элементов (FPGA), процессорах, контроллерах, микроконтроллерах, микропроцессорах, других электронных узлах, предназначенных для выполнения описанных функций, или их комбинациях.

Когда системы и/или способы реализуются в программных, программно-аппаратных, микропрограммных средствах или в микрокоде, программном коде или кодовых сегментах, их можно хранить на машиночитаемом носителе, таком как элемент памяти. Кодовый сегмент может представлять собой процедуру, функцию, подпрограмму, программу, служебную программу, модуль, пакет программного обеспечения, класс или любую комбинацию команд, структур данных или программных операторов. Кодовый сегмент может быть соединен с другим кодовым сегментом или аппаратной схемой посредством передачи и/или приема информации, данных, аргументов, параметров или содержимого памяти. Информацию, аргументы, параметры, данные и т.п. можно передавать, используя любые пригодные средства, включая совместное использование памяти, передачу сообщения, эстафетную передачу, сетевую передачу и т.п.

При программной реализации описанные методы могут быть реализованы в модулях (например, процедурах, функциях и т.п.), которые выполняют описанные функции. Программные коды могут храниться в запоминающих устройствах и исполняться процессором. Запоминающее устройство может быть интегрировано в процессор или быть внешним по отношению к процессору, при этом оно может быть подсоединено к процессору с возможностью связи через различные известные средства.

Выше были описаны примерные варианты осуществления изобретения. Конечно, при описании вариантов невозможно описать все возможные комбинации компонентов и методик, однако для специалистов будет очевидна возможность многих других комбинаций и сочетаний. Поэтому эти варианты охватывают все такие изменения и модификации, которые подпадают под объем формулы изобретения. Термины "включает", "содержит", используемые в подробном описании и формуле изобретения, имеют включительный смысл, также и термин "содержащий", используемый в качестве промежуточного слова в формуле изобретения.

Изобретение относится к системам связи. Предложены системы и способы для обработки компонентов беспроводного сигнала для услуги мобильного беспроводного широкополосного доступа. Они включают в себя процессы определения протокола, управляющего тем, следует ли запускать компонент отстройки для определения альтернативного беспроводного канала связи. Определяются один или более параметров отстройки для компонента отстройки. После этого процесс может автоматически выбирать альтернативный беспроводной канал связи частично на основании процедуры отстройки и по меньшей мере одного из параметров отстройки. Техническим результатом является облегчение беспроводной связи между беспроводными устройствами, между станциями, осуществляющими передачу и прием беспроводных сигналов, и/или их комбинациями. 6 н. и 25 з.п. ф-лы, 12 ил.

1. Способ обработки беспроводного сигнала для услуги мобильного беспроводного широкополосного доступа, заключающийся в том, что
определяют протокол, управляющий тем, следует ли активизировать механизм отстройки для определения альтернативного беспроводного канала связи, при этом механизм отстройки замеряет каналы связи и по переключению между частотами и по переключению между технологиями радиодоступа (RAT) как предполагаемые альтернативные каналы связи,
определяют один или более параметров отстройки для упомянутого протокола, при этом параметры отстройки включают в себя по меньшей мере начальный номер суперкадра, идентифицирующий номер суперкадра, во время которого произошла первая отстройка, и сдвиг начального суперкадра, указывающий продолжительность между началом начального суперкадра и первой отстройкой, и
выбирают альтернативный беспроводной канал связи основываясь на механизме отстройки и по меньшей мере одном из параметров отстройки.

2. Способ по п.1, в котором упомянутый протокол используют вместе по меньшей мере с одним из протокола переключения между частотами, протокола переключения между различными технологиями радиодоступа и протокола гибридной связи.

3. Способ по п.1, в котором дополнительно предусматривают параметр для инициирования измерения силы сигнала.

4. Способ по п.1, в котором упомянутый протокол содержит по меньшей мере одно из: атрибут отстройки и сообщение управления отстройкой.

5. Способ по п.4, в котором упомянутый протокол предусматривает один или более наборов параметров отстройки.

6. Способ по п.4, в котором упомянутый протокол включает в себя передачу сообщений для независимого управления по меньшей мере одним графиком отстройки.

7. Способ по п.6, в котором дополнительно предусматривают управление отстройкой, позволяющее корректировать время каждого графика отстройки.

8. Способ по п.7, в котором управление отстройкой позволяет управлять синхронизацией с каждым членом активного набора.

9. Способ по п.4, в котором атрибут отстройки дополнительно содержит по меньшей мере одно из: длины поля, идентификатора атрибута, номера начального суперкадра, сдвига начального суперкадра, продолжительности отстройки и периода отстройки.

10. Способ по п.4, в котором сообщение управления отстройкой дополнительно содержит по меньшей мере одно из идентификатора сообщения, поля запуска отстройки, поля количества пилот-сигналов, поля индекса активного набора и поля сдвига времени сектора.

11. Способ по п.1, в котором параметры отстройки дополнительно содержат один или более из следующих параметров: идентификатор сообщения, код страны, идентификатор сектора, маска подсети, сигнатура сектора, параметр широты, параметр долготы, радиус регистрации, информация времени, информация даты, информация сдвига, информация регистрации, параметры для синхронизации систем, данные канала, данные пилот-сигналов соседей, идентификатор несущей, поле цвета сектора, поле мощности передачи, поле количества других технологий, поле присутствия технологии, тип технологии, длина списка соседних технологий или список соседних технологий.

12. Способ обнаружения поисковых вызовов в системе мобильного широкополосного беспроводного доступа, заключающийся в том, что
обмениваются сообщением между терминалом доступа и сетью доступа для облегчения отслеживания поискового вызова от по меньшей мере одной несопоставимой технологии радиодоступа (RAT), при этом сообщение содержит по меньшей мере поле идентификатора сообщения, поле типа технологии, указывающего тип по меньшей мере одной несопоставимой RAT,
запускают протокол гибридного режима для определения, был ли принят поисковый вызов от по меньшей мере одной несопоставимой RAT, причем протокол гибридного режима указывает разность синхронизации между одним или более терминалами доступа и сетью доступа в системе связи, и
осуществляют выборку переданной информации, используя одну или более частоту или по меньшей мере одну несопоставимую RAT для поискового вызова в соответствии с запланированными интервалами, указанными в протоколе гибридного режима.

13. Способ по п.12, в котором дополнительно предусматривают перекрестную регистрацию в протоколе гибридного режима для облегчения взаимодействия технологии и информации протокола.

14. Способ по п.12, в котором дополнительно отправляют сообщение с большим бинарным объектом ("блоб") для облегчения определения был ли принят поисковый вызов.

15. Способ по п.14, в котором сообщение, содержащее блоб, содержит по меньшей мере одно из: поле идентификатора сообщения и поле типа технологии.

16. Способ по п.14, в котором сообщение, содержащее блоб, содержит по меньшей мере одно из: поле длины блоба и поле значения блоба.

17. Способ по п.14, в котором дополнительно позволяют передачу сообщений по другой технологии по беспроводной сети через сообщение, содержащее блоб.

18. Способ по п.17, в котором передача сообщений по другой технологии включает в себя по меньшей мере одно из: сообщение поискового вызова, список соседей, параметр регистрации и установление соединения.

19. Способ по п.14, в котором дополнительно обновляют параметры графика отстройки, связанного с протоколом гибридного режима параметром временной коррекции, который учитывает различия синхронизации между терминалом доступом и сетью доступа в системе связи.

20. Способ по п.19, в котором дополнительно определяют был ли принят поисковый вызов, основываясь частично на графике отстройки.

21. Система беспроводной связи, содержащая
средство для передачи протокола, задающего состояние инициирования, относящееся к качеству сигнала канала связи.
средство для сравнения определенного качества сигнала с качеством сигнала, заданного состоянием инициирования порога, и
средство для перехода на альтернативный канал связи после определения того, что определенное качество сигнала ниже качества сигнала заданного порога.

22. Система по п.21, дополнительно содержащая средство для обработки одного или более параметров, включающих в себя параметр канала, параметр сообщения, параметр местонахождения, параметр времени, параметр даты, параметр соседей, параметр мощности и параметр типа технологии.

23. Система по п.21, дополнительно содержащая средство для определения, был ли принят по меньшей мере один поисковый вызов согласно второму протоколу.

24. Система по п.21, дополнительно содержащая средство для установки данных протокола переключения между частотами или данных протокола переключения между технологиями радиодоступа (inter-RAT).

25. Машиночитаемый носитель, имеющий хранящуюся на нем структуру данных для осуществления связи с системой беспроводной широкополосной связи, содержащий
по меньшей мере один атрибут отстройки, используемый для определения альтернативного канала связи, при этом по меньшей мере один атрибут отстройки включает в себя по меньшей мере начальный номер суперкадра, идентифицирующий номер суперкадра, во время которого произошла первая отстройка, и сдвиг начального суперкадра, указывающий продолжительность между началом начального суперкадра и первой отстройкой,
по меньшей мере одно сообщение управления отстройкой для управления запускать или нет механизм отстройки для определения альтернативного канала связи, при этом механизм отстройки замеряет каналы связи и по переключению между частотами и по переключению между технологиями радиодоступа (RAT) как предполагаемые альтернативные каналы связи, и
по меньшей мере одно поле сообщения в по меньшей мере одном сообщении управления отстройкой для указания по меньшей мере одного предполагаемого альтернативного канала связи.

26. Машиночитаемый носитель по п.25, в котором атрибут отстройки дополнительно содержит по меньшей мере одно из: длину поля, идентификатор атрибута, номер начального суперкадра, сдвиг начального суперкадра, продолжительность отстройки и период отстройки.

27. Машиночитаемый носитель по п.25, в котором сообщение управления отстройкой дополнительно содержит по меньшей мере одно из: идентификатор сообщения, поле запуска отстройки, поле количества пилот-сигналов, поле индекса активного набора и поле сектора временного сдвига.

28. Машиночитаемый носитель по п.25, дополнительно содержащий одно или более из следующих полей: идентификатора сообщения, кода страны, идентификатора сектора, маски подсети, сигнатуры сектора, параметра широты, параметра долготы, радиуса регистрации, информации даты, информации сдвига, информации регистрации, параметров для синхронизации системы, данных канала, данных соседних пилот-сигналов, идентификатора несущей, цвета сектора, мощности передачи, количества других технологий, присутствия технологий, типа технологии, длины списка соседних технологий или списка соседних технологий.

29. Машиночитаемый носитель по п.25, в котором сообщение отстройки включает в себя график отстройки и элемент управления отстройкой.

30. Устройство беспроводной связи, содержащее
запоминающее устройство, которое включает в себя данные, относящиеся к сообщению управления отстройкой, которое содержит один или более параметров протокола для отстройки, выполняемой устройством беспроводной связи, и
процессор, который определяет временное смещение между устройством беспроводной связи и связанной с ним сетью доступа, причем процессор определяет параметр временной поправки с учетом указанного временного смещения и одного или более параметров протокола.

31. Устройство для выделения ресурсов базовой станции во время отстройки, содержащее
средство для указания протокола отстройки, причем протокол отстройки содержит график отстройки определяющий по меньшей мере одно из: длительность отстройки или период отстройки,
средство для корректировки по меньшей мере одного параметра протокола отстройки с учетом графика отстройки, и
средство для выполнения переключения на альтернативный канал связи основываясь на по меньшей мере одном скорректированном параметре протокола отстройки и графике отстройки.