ЭФФЕКТИВНАЯ ПОДДЕРЖКА ФОРМИРОВАНИЯ ДИАГРАММЫ НАПРАВЛЕННОСТИ АНТЕННЫ С ДУПЛЕКСНЫМ ВРЕМЕННЫМ РАЗДЕЛЕНИЕМ ПОСРЕДСТВОМ ПРИНУДИТЕЛЬНОЙ СКАЧКООБРАЗНОЙ ПЕРЕСТРОЙКИ ЧАСТОТЫ И ПЕРЕДАЧИ КОНТРОЛЬНОГО СИГНАЛА ПО ЗАПРОСУ Российский патент 2010 года по МПК H04L12/56 

ПРИТЯЗАНИЕ НА ПРИОРИТЕТ СОГЛАСНО ПАРАГРАФУ 119 РАЗДЕЛА 35 КОДЕКСА ЗАКОНОВ США

Эта заявка на изобретение имеет притязание на приоритет заявки на патент США № 60/682548 от 18 мая 2005 г., имеющей название "METHOD AND APPARATUS FOR TDD DOWNLINK BEAMFORMING VIA CONSTRAINED HOPPING AND ON-DEMAND PILOT", и заявки на патент США № 60/731026 от 27 октября 2005 г., имеющей название "METHOD AND APPARATUS FOR TDD DOWNLINK BEAMFORMING VIA CONSTRAINED HOPPING AND ON-DEMAND PILOT", права на обе из которых переданы патентовладельцу настоящего изобретения и которые тем самым включены сюда в явном виде путем ссылки.

ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

I. Область техники, к которой относится изобретение

Приведенное ниже описание относится, в общем случае, к технике беспроводной связи и, в частности, к обеспечению поддержки формирования диаграммы направленности антенны с использованием скачкообразной перестройки частоты сегмента полосы частот и выполняемого по запросу извлечения сведений о канале передачи контрольных сигналов в среде беспроводной связи с дуплексным временным разделением, ДВР (TDD).

II. Предпосылки создания изобретения

Системы беспроводной связи стали распространенным средством, при помощи которого большинство людей во всем мире стали поддерживать связь. Устройства беспроводной связи стали малогабаритными и более мощными для удовлетворения потребностей потребителей и для улучшения портативности и большего удобства. Увеличение вычислительной мощности мобильных устройств, например телефонных аппаратов для сотовой связи, привело к росту требований, предъявляемых к системам передачи в сетях беспроводной связи. Модернизация таких систем обычно происходит не так легко, как устройств сотовой связи, которые поддерживают связь посредством этих систем. По мере расширения возможностей мобильных устройств могут возникать затруднения при эксплуатации более старой системы беспроводной сети таким образом, чтобы способствовать полному использованию новых и усовершенствованных возможностей устройства беспроводной связи.

В частности, в способах, основанных на частотном разделении, обычно производят разделение спектра на отдельные каналы путем его разбиения на одинаковые участки полосы частот, например часть диапазона частот, выделенная для беспроводной связи, может быть разделена на 30 каналов, каждый из которых может являться носителем речевого сеанса связи или являться носителем цифровых данных в случае предоставления цифровых услуг. Каждый канал может быть единовременно предоставлен только одному абоненту. Одним известным вариантом является способ ортогонального частотного разделения, в котором общую ширину полосы частот системы фактически разделяют на множество ортогональных поддиапазонов. Эти поддиапазоны также именуют тонами, несущими, поднесущими, элементами дискретизации и/или частотными каналами. Каждый поддиапазон связан с поднесущей, которая может быть промодулирована данными. В способах, основанных на временном разделении, полосу частот разделяют по времени на последовательные промежутки времени или временные интервалы. Каждому абоненту канала предоставляют интервал времени для передачи и приема информации способом циклического обслуживания. Например, в любой момент t времени абоненту предоставляют доступ к каналу в течение короткого промежутка времени. Затем доступ переключают на другого абонента, которому предоставляют короткий промежуток времени для передачи и приема информации. Период "чередования" продолжают, и, в конечном счете, каждому абоненту предоставляют множество коротких промежутков времени для передачи и приема.

В способах, основанных на кодовом разделении, передачу данных обычно производят на нескольких частотах, которые являются доступными в любой момент времени в частотном диапазоне. В общем случае, осуществляют преобразование данных в цифровую форму и их разнесение по доступной ширине полосы частот, при этом в канале может иметь место наложение множества абонентов, и соответствующим абонентам может быть присвоен уникальный код последовательности. Абоненты могут осуществлять передачу в одном и том же широкополосном участке спектра, при этом сигнал каждого абонента является разнесенным по всей ширине полосы частот посредством соответствующего ему уникального кода разнесения по спектру. Этот способ может обеспечивать совместное использование, при этом передачу и прием могут одновременно производить один или большее количество абонентов. Такое совместное использование может быть достигнуто способом цифровой модуляции с разнесением по спектру, в котором осуществляют кодирование потока битов абонента и его разнесение по очень широкому каналу псевдослучайным образом. Приемник выполнен таким образом, что распознает соответствующий уникальный код последовательности и отменяет рандомизацию для сбора битов для конкретного абонента когерентным способом.

Типичная сеть беспроводной связи (например, сеть, в которой используют способы частотного, временного и кодового разделения) содержит одну или большее количество базовых станций, которые обеспечивают зону охвата, и одно или большее количество оконечных устройств мобильной связи (например, беспроводных), которые могут производить передачу и прием данных в пределах зоны охвата. Типичная базовая станция может производить одновременную передачу множества потоков данных для широковещательного, многоадресного и/или одноадресного обслуживания, при этом потоком данных является поток данных, которые могут представлять интерес для их независимого приема оконечным устройством мобильной связи. Для оконечного устройства мобильной связи, находящегося в пределах зоны охвата этой базовой станции, может представлять интерес прием одного, более одного или всех потоков данных, переносимых составным потоком. Аналогичным образом, оконечное устройство мобильной связи может производить передачу данных в базовую станцию или другое оконечное устройство мобильной связи. Такой обмен информацией между базовой станцией и оконечным устройством мобильной связи или между оконечными устройствами мобильной связи может ухудшаться вследствие изменений параметров канала и/или изменений мощности помех. Например, вышеупомянутые изменения могут оказывать воздействие на очередность обслуживания базовой станцией, на управление мощностью и/или на прогнозирование скорости передачи для одного или большего количества оконечных устройств мобильной связи.

Обычные системы беспроводной связи не обеспечивают поддержку определенных способов формирования диаграммы направленности антенны вследствие ограничений по полосе частот, непроизводительных издержек при обработке служебных сигналов и т.п. Таким образом, в данной области техники существует потребность в создании системы и/или методологии улучшения пропускной способности в таких системах беспроводной сети.

КРАТКОЕ ИЗЛОЖЕНИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Ниже приведено упрощенное краткое изложение одного или большего количества вариантов осуществления изобретения для обеспечения фундаментального понимания этих вариантов осуществления изобретения. Это краткое изложение не является исчерпывающим описанием всех предполагаемых вариантов осуществления изобретения, и подразумевают, что оно не определяет ни ключевые или критические элементы всех вариантов осуществления изобретения, ни объем патентных притязаний любых вариантов осуществления изобретения. Его назначение состоит исключительно в том, чтобы представить некоторые концепции одного или большего количества вариантов осуществления изобретения в упрощенном виде в качестве вводной части к более подробному описанию, которое приведено далее.

Согласно одному или большему количеству вариантов осуществления изобретения и соответствующему раскрытию их сущности различные объекты изобретения описаны применительно к поддержке формирования диаграммы направленности антенны с дуплексным временным разделением в среде беспроводной связи. Согласно одному из объектов изобретения для поддержки формирования диаграммы направленности с дуплексным временным разделением, ДВР (TDD), например, в системе беспроводной связи множественного доступа с ортогональным частотным разделением (МДОЧР) с ДВР (TDD OFDMA), в системе беспроводной связи широкополосного множественного доступа с кодовым разделением (ШМДКР) с ДВР (TDD WCDMA) и т.д., может быть использована принудительная скачкообразная перестройка частоты сегмента полосы частот и/или выполняемое по запросу извлечение информации о контрольном сигнале.

Согласно связанному с этим объекту изобретения предложен способ улучшения использования полосы частот и обеспечения поддержки формирования диаграммы направленности антенны с дуплексным временным разделением в среде беспроводной связи, который может содержать следующие операции: производят оценку сегмента полосы частот, используемого абонентским устройством при принятой передаче по линии обратной связи, и производят передачу сигнала в абонентское устройство в последующем временном интервале передачи по линии прямой связи с использованием того же самого сегмента полосы частот. Способ может содержать следующие дополнительные операции: абонентскому устройству предоставляют новый сегмент полосы частот с предварительно выполненной скачкообразной перестройкой частоты для его использования в следующем временном интервале передачи по линии обратной связи, производят скачкообразную перестройку частоты сегментов полосы частот в линии прямой связи согласно схеме скачкообразной перестройки частоты сегмента, которая была использована при предыдущей передаче по линии обратной связи, а также проверяют, может ли быть предоставлен новый сегмент полосы частот. Если этот сегмент может быть предоставлен, то способ может содержать следующие операции: устанавливают очередность передачи по линии прямой связи в предоставленном сегменте с предварительно выполненной скачкообразной перестройкой частоты и производят передачу сигнала по линии прямой связи. Если же этот сегмент не может быть предоставлен, то способ может содержать следующие дополнительные операции: в абонентское устройство передают команду, предоставляющую абонентскому устройству новый сегмент полосы частот и управляют абонентским устройством таким образом, чтобы оно использовало этот новый сегмент для последующей передачи по линии обратной связи. В дополнение к этому и/или в альтернативном варианте способ может содержать следующие дополнительные операции: в абонентское устройство передают сигнал, дающий абонентскому устройству команду предоставить по запросу информацию о контрольном сигнале, относящуюся к каналу передачи контрольных сигналов, используемому абонентским устройством.

Согласно другому объекту изобретения, в нем предложено устройство, облегчающее принудительную скачкообразную перестройку частоты сегментов полосы частот в среде беспроводной связи, которое может содержать запоминающее устройство, в котором хранят информацию, связанную с предоставлением сегментов полосы частот для абонентских устройств, находящихся в секторе, и процессор, соединенный с запоминающим устройством, который предоставляет и перераспределяет сегменты полосы частот для абонентских устройств согласно заранее заданному графику и обеспечивает скачкообразную перестройку частоты сегментов полосы частот в линии прямой связи согласно схеме скачкообразной перестройки частоты сегмента, которая была использована при предыдущей передаче по линии обратной связи. Процессор может осуществлять генерацию сигнала для передачи по линии прямой связи в предоставленном сегменте полосы частот. Устройство может дополнительно содержать узел распределения каналов в линии обратной связи, который определяет, может ли быть предоставлен сегмент полосы частот, и осуществляет генерацию команды для абонентского устройства, чтобы оно переключилось на новый сегмент полосы частот, в том случае, когда сегмент полосы частот не может быть предоставлен. Кроме того, устройство может дополнительно содержать узел выдачи запроса на получение информации о контрольном сигнале, который обеспечивает выдачу команды для абонентского устройства, чтобы оно предоставило по запросу информацию о контрольном сигнале в том случае, когда детектор канала линии обратной связи не может распознать канал линии обратной связи в сигнале, принятом по линии обратной связи. Кроме того, устройство может содержать узел скачкообразной перестройки частоты, который осуществляет генерацию команд скачкообразной перестройки частоты сегментов полосы частот, облегчающих перераспределение сегментов полосы частот между абонентскими устройствами, выполняемое процессором.

Еще один объект изобретения относится к устройству беспроводной связи, содержащему средство разделения полосы частот связи на множество сегментов полосы частот, средство назначения сегментов полосы частот абонентским устройствам, находящимся в секторе, и средство перераспределения сегментов полосы частот для абонентских устройств и выполнения скачкообразной перестройки частоты сегмента полосы частот в линии прямой связи согласно схеме скачкообразной перестройки частоты сегмента, которая была использована при предыдущей передаче по линии обратной связи. Устройство может дополнительно содержать средство определения возможности назначения сегмента полосы частот, средство передачи сигнала по нисходящей линии связи в предоставленном сегменте полосы частот, средство обеспечения перераспределения сегментов полосы частот в сигнале, переданном по нисходящей линии связи, и средство выдачи запроса на получение предоставляемой по запросу информации о канале передачи контрольных сигналов из абонентского устройства в сигнале, переданном по нисходящей линии связи.

Еще один объект изобретения относится к считываемому посредством компьютера носителю информации, содержащему хранящиеся на нем исполняемые компьютером команды для определения сегмента полосы частот, использованного абонентским устройством при принятой передаче по линии обратной связи, для передачи сигнала в последующем временном интервале передачи по линии прямой связи с использованием этого определенного сегмента полосы частот, для предоставления абонентскому устройству нового сегмента полосы частот с предварительно выполненной скачкообразной перестройкой частоты для его использования в следующем временном интервале передачи по линии обратной связи и для скачкообразной перестройки частоты сегментов полосы частот в линии прямой связи согласно схеме скачкообразной перестройки частоты сегмента, которая была использована при предыдущей передаче по линии обратной связи. Эти команды могут дополнительно содержать команды, посредством которых определяют, может ли быть предоставлен сегмент полосы частот с предварительно выполненной скачкообразной перестройкой частоты во время передачи по линии прямой связи, и команды, обеспечивающие передачу сигнала по линии прямой связи в том случае, если может быть предоставлен сегмент полосы частот с предварительно выполненной скачкообразной перестройкой частоты. Кроме того, эти команды могут дополнительно содержать команды, обеспечивающие передачу сведений о новом предоставленном сегменте полосы частот в абонентское устройство, и команды управления абонентским устройством таким образом, чтобы оно использовало новый сегмент для последующей передачи по линии обратной связи в том случае, если сегмент полосы частот с предварительно выполненной скачкообразной перестройкой частоты не может быть предоставлен, а также команды, обеспечивающие передачу в абонентское устройство сигнала, дающего абонентскому устройству указание предоставить по запросу информацию о контрольном сигнале, относящуюся к каналу передачи контрольных сигналов, используемому абонентским устройством, в том случае, если сегмент полосы частот с предварительно выполненной скачкообразной перестройкой частоты не может быть предоставлен.

Еще один объект изобретения относится к процессору, выполняющему команды для повышения пропускной способности в среде беспроводной связи, а эти команды содержат команды, обеспечивающие прием сигнала по линии обратной связи в сегменте полосы частот, команды, обеспечивающие передачу сигнала в последующем временном интервале передачи по линии прямой связи в том же самом сегменте полосы частот, команды, обеспечивающие предоставление абонентскому устройству нового сегмента полосы частот для его использования в следующем временном интервале передачи по линии обратной связи, и команды, обеспечивающие скачкообразную перестройку частоты сегментов полосы частот в линии прямой связи согласно схеме скачкообразной перестройки частоты сегмента, которая была использована при предыдущей передаче по линии обратной связи. Эти команды могут дополнительно содержать команды, обеспечивающие передачу сигнала по линии прямой связи в том случае, если может быть предоставлен новый сегмент полосы частот, команды, обеспечивающие передачу в абонентское устройство сведений о предоставлении ему альтернативного сегмента полосы частот в том случае, если новый сегмент полосы частот не может быть предоставлен, и/или команды, обеспечивающие передачу в абонентское устройство сигнала, дающего абонентскому устройству указание предоставить по запросу информацию о контрольном сигнале, относящуюся к каналу передачи контрольных сигналов, используемому абонентским устройством, в том случае, если новый сегмент полосы частот не может быть предоставлен.

Еще один объект изобретения относится к способу улучшения использования полосы частот и обеспечения поддержки формирования диаграммы направленности антенны с дуплексным временным разделением в абонентском устройстве в среде беспроводной связи, содержащему следующие операции: при передаче по линии обратной связи производят передачу сигнала в сегменте полосы частот, в последующем временном интервале передачи по линии прямой связи производят прием сигнала с использованием того же самого сегмента полосы частот, и получают сведения о предоставлении нового сегмента полосы частот с предварительно выполненной скачкообразной перестройкой частоты для его использования в следующем временном интервале передачи по линии обратной связи. Способ может содержать следующие дополнительные операции: в абонентском устройстве принимают команду, которая назначает ему новый сегмент полосы частот, и используют этот новый сегмент для последующей передачи по линии обратной связи в том случае, если сегмент с предварительно выполненной скачкообразной перестройкой частоты не может быть предоставлен, и/или в абонентском устройстве производят прием сигнала, дающего абонентскому устройству команду предоставить по запросу информацию о контрольном сигнале, относящуюся к каналу передачи контрольных сигналов, используемому абонентским устройством, в том случае, если определено, что сегмент с предварительно выполненной скачкообразной перестройкой частоты не может быть предоставлен.

Еще один объект изобретения относится к устройству, способствующему улучшению использования полосы частот и обеспечению поддержки формирования диаграммы направленности антенны с дуплексным временным разделением в абонентском устройстве в среде беспроводной связи, содержащему передатчик, осуществляющий передачу сигнала в сегменте полосы частот при передаче по линии обратной связи, и приемник, осуществляющий прием сигнала в последующем временном интервале передачи по линии прямой связи с использованием того же самого сегмента полосы частот, который был использован при передаче по линии обратной связи, при этом приемник дополнительно производит прием сведений о предоставлении нового сегмента полосы частот с предварительно выполненной скачкообразной перестройкой частоты для его использования в следующем временном интервале передачи по линии обратной связи, а передатчик осуществляет передачу сигнала в следующем временном интервале передачи по линии обратной связи с использованием сегмента полосы частот с предварительно выполненной скачкообразной перестройкой частоты. В том случае, если сегмент с предварительно выполненной скачкообразной перестройкой частоты не может быть предоставлен, приемник может получать сведения о предоставлении нового сегмента полосы частот и использовать новый сегмент для последующей передачи по линии обратной связи. В дополнение к этому или в альтернативном варианте приемник может получать команду предоставить по запросу информацию о контрольном сигнале, относящуюся к каналу передачи контрольных сигналов, используемому абонентским устройством, в том случае, если определено, что сегмент с предварительно выполненной скачкообразной перестройкой частоты не может быть предоставлен.

Согласно еще одному объекту изобретения в нем предложено устройство, способствующее улучшению использования полосы частот и обеспечению поддержки формирования диаграммы направленности антенны с дуплексным временным разделением в абонентском устройстве в среде беспроводной связи, которое может содержать средство передачи сигнала в сегменте полосы частот при передаче по линии обратной связи, средство приема сигнала в последующем временном интервале передачи по линии прямой связи с использованием того же самого сегмента полосы частот и средство приема сведений о предоставлении нового сегмента полосы частот с предварительно выполненной скачкообразной перестройкой частоты для его использования в следующем временном интервале передачи по линии обратной связи. Устройство может дополнительно содержать средство приема команды, которая обеспечивает назначение абонентскому устройству нового сегмента полосы частот и использование этого нового сегмента для последующей передачи по линии обратной связи в том случае, если сегмент с предварительно выполненной скачкообразной перестройкой частоты не может быть предоставлен, и/или средство приема в абонентском устройстве сигнала, дающего абонентскому устройству команду предоставить по запросу информацию о контрольном сигнале, относящуюся к каналу передачи контрольных сигналов, используемому абонентским устройством, в том случае, если определено, что сегмент с предварительно выполненной скачкообразной перестройкой частоты не может быть предоставлен.

Еще один объект изобретения относится к считываемому посредством компьютера носителю информации, содержащему хранящиеся на нем исполняемые компьютером команды для передачи сигнала в сегменте полосы частот при передаче по линии обратной связи, для приема сигнала в последующем временном интервале передачи по линии прямой связи с использованием того же самого сегмента полосы частот и для приема сведений о предоставлении нового сегмента полосы частот с предварительно выполненной скачкообразной перестройкой частоты для его использования в следующем временном интервале передачи по линии обратной связи. Считываемый посредством компьютера носитель информации может дополнительно содержать команды, обеспечивающие прием указания, предоставляющего абонентскому устройству новый сегмент полосы частот и обеспечивающего использование этого нового сегмента для последующей передачи по линии обратной связи в том случае, если сегмент с предварительно выполненной скачкообразной перестройкой частоты не может быть предоставлен, и/или команд, обеспечивающих прием в абонентском устройстве сигнала, дающего абонентскому устройству указание предоставить по запросу информацию о контрольном сигнале, относящуюся к каналу передачи контрольных сигналов, используемому абонентским устройством, в том случае, если определено, что сегмент с предварительно выполненной скачкообразной перестройкой частоты не может быть предоставлен.

Еще один объект изобретения относится к процессору, который выполняет исполняемые компьютером команды для улучшения использования полосы частот и обеспечения поддержки формирования диаграммы направленности антенны с дуплексным временным разделением в абонентском устройстве в среде беспроводной связи, а эти команды содержат команды, обеспечивающие передачу сигнала в сегменте полосы частот при передаче по линии обратной связи, команды, обеспечивающие прием сигнала в последующем временном интервале передачи по линии прямой связи с использованием того же самого сегмента полосы частот, и команды, обеспечивающие прием сведений о предоставлении нового сегмента полосы частот с предварительно выполненной скачкообразной перестройкой частоты для его использования в следующем временном интервале передачи по линии обратной связи. Процессор может дополнительно выполнять команды, обеспечивающие прием в абонентском устройстве указаний о предоставлении ему нового сегмента полосы частот и использование этого нового сегмента для последующей передачи по линии обратной связи в том случае, если сегмент с предварительно выполненной скачкообразной перестройкой частоты не может быть предоставлен, и/или команды, обеспечивающие прием в абонентском устройстве сигнала, дающего абонентскому устройству указание предоставить по запросу информацию о контрольном сигнале, относящуюся к каналу передачи контрольных сигналов, используемому абонентским устройством, в том случае, если определено, что сегмент с предварительно выполненной скачкообразной перестройкой частоты не может быть предоставлен.

Для достижения вышеизложенных и связанных с ними конечных целей один или большее количество вариантов осуществления настоящего изобретения содержат признаки, полное описание которых приведено ниже и которые подробно сформулированы в формуле изобретения. В приведенном ниже описании и на приложенных чертежах подробно изложены некоторые иллюстративные особенности одного или большего количества вариантов осуществления изобретения. Однако эти особенности указывают только лишь некоторые из различных возможных способов использования принципов, изложенных в различных вариантах осуществления изобретения, и подразумевают, что описанные варианты осуществления изобретения содержат все такие особенности и их эквиваленты.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

На Фиг. 1 проиллюстрирована система сети беспроводной связи согласно представленным здесь различным вариантам осуществления изобретения.

На Фиг. 2 проиллюстрирована система беспроводной связи множественного доступа согласно одному или большему количеству вариантов осуществления изобретения.

На Фиг. 3 проиллюстрирована система, облегчающая принудительную скачкообразную перестройку частоты в среде беспроводной связи МДОЧР с ДВР согласно одному или большему количеству описанных здесь объектов изобретения.

На Фиг. 4 проиллюстрирована методология улучшения пропускной способности передачи информации в среде беспроводной связи путем передачи сигнала по линии прямой связи на той же самой поднесущей, что и поднесущая принятой передачи по линии обратной связи, и путем перестановки наборов поднесущих между абонентскими устройствами, находящимися в секторе системы беспроводной связи, согласно различным объектам изобретения.

На Фиг. 5 проиллюстрирована методология увеличения разнесения помех в среде беспроводной связи с ДВР согласно различным объектам изобретения.

На Фиг. 6 проиллюстрирована методология увеличения разнесения помех и пропускной способности передачи информации в среде беспроводной связи с ДВР согласно одному или большему количеству объектов изобретения.

На Фиг. 7 проиллюстрирована методология использования двойного протокола, который облегчает избыточное определение сегмента полосы частот, использованного абонентским устройством для передачи по восходящему каналу связи, и использование этого определенного сегмента для передачи по нисходящему каналу связи в последующем временном интервале передачи.

На Фиг. 8 проиллюстрировано абонентское устройство, которое облегчает принудительную скачкообразную перестройку частоты в линии прямой связи/в линии обратной связи и извлечение предоставляемой по запросу информации о контрольном сигнале в среде беспроводной связи, согласно одному или большему количеству изложенных здесь объектов изобретения.

На Фиг. 9 проиллюстрирована система, способствующая увеличению пропускной способности системы в среде беспроводной связи, согласно различным объектам изобретения.

На Фиг. 10 проиллюстрирована среда сети беспроводной связи, которая может быть использована совместно с различными описанными здесь системами и способами.

На Фиг. 11 проиллюстрирована система, облегчающая принудительную скачкообразную перестройку частоты в линии прямой связи/в линии обратной связи согласно различным изложенным здесь объектам изобретения.

На Фиг. 12 проиллюстрирована система, облегчающая принудительную скачкообразную перестройку частоты в линии прямой связи/в линии обратной связи согласно различным изложенным здесь объектам изобретения.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ

Теперь приведено описание различных вариантов осуществления настоящего изобретения со ссылкой на чертежи, на которых одинаковые номера позиций использованы для обозначения одинаковых элементов на всех чертежах. В приведенном ниже описании в пояснительных целях изложены многочисленные конкретные подробности для обеспечения полного понимания одного или большего количества вариантов осуществления настоящего изобретения. Однако очевидно, что такой вариант (такие варианты) осуществления изобретения могут быть реализованы на практике без этих конкретных подробностей. В других случаях известные структуры и устройства показаны в виде блок-схемы для облегчения описания одного или большего количества вариантов осуществления изобретения.

Подразумевают, что термины "компонент", "система" и т.п., используемые в этой заявке на изобретение, относятся к объекту, связанному с применением компьютера, которым является любое из следующих средств: аппаратные средства, программное обеспечение, исполняемые программы, аппаратно-реализованное программное обеспечение, промежуточное программное обеспечение, микропрограмма и/или любая их комбинация. Например, компонентом может являться процесс, выполняемый в процессоре, процессор, объект, исполняемый файл, поток выполняемых задач, программа и/или компьютер, но эти примеры не являются ограничивающим признаком. Процесс и/или поток выполняемых задач могут содержать один или большее количество находящихся в нем компонентов, и компонент может быть локализован на одном компьютере и/или распределен между двумя или большим количеством компьютеров. Кроме того, эти компоненты могут выполняться с различных считываемых посредством компьютера носителей информации, на которых хранят различные структуры данных. Компоненты могут поддерживать связь посредством локальных и/или удаленных процессов, например, в соответствии с сигналом, содержащим один или большее количество пакетов данных (например, данных из одного компонента, взаимодействующего с другим компонентом в локальной системе, в распределенной системе и/или через сеть, которой является, например, сеть Интернет, с другими системами посредством сигнала). Кроме того, для специалиста в данной области техники понятно, что описанные здесь компоненты систем могут быть перекомпонованы и/или дополнены дополнительными компонентами для облегчения достижения различных особенностей, задач, преимуществ и т.д., описанных применительно к ним, и что они не ограничены точными конфигурациями, изображенными на конкретном чертеже.

Кроме того, различные варианты осуществления изобретения описаны здесь применительно к абонентской станции. Абонентская станция также может именоваться системой, абонентским устройством, подвижной станцией, станцией мобильной связи, удаленным терминалом, точкой доступа, удаленным оконечным устройством, терминалом доступа, пользовательским оконечным устройством, агентом пользователя, абонентским устройством или абонентской аппаратурой. Абонентской станцией может являться телефонный аппарат сотовой связи, радиотелефон, телефон на основе протокола инициирования сеанса связи (SIP), станция беспроводного абонентского доступа (WLL), персональное цифровое информационное устройство (PDA), карманное устройство, имеющее способность беспроводного соединения, или иное устройство обработки, соединенное с радиомодемом.

Кроме того, различные описанные здесь объекты или признаки изобретения могут быть реализованы в виде способа, устройства или изделия с использованием стандартных способов программирования и/или технологий. Подразумевают, что используемый здесь термин "изделие" охватывает собой компьютерную программу, доступ к которой может быть осуществлен из любого считываемого посредством компьютера устройства, носителя или средства. Например, считываемыми посредством компьютера носителями информации могут являться, в том числе, запоминающие устройства на магнитном носителе (например, жесткий диск, гибкий диск, магнитные полосы...), оптические диски (например, компакт-диск (CD), универсальный цифровой диск (DVD)...), интеллектуальные карточки и устройства флэш-памяти (например, плата памяти, карта памяти типа "memory stick", накопитель, носимый на брелоке для ключей...), но эти примеры не являются ограничивающим признаком. Кроме того, различные описанные здесь носители информации могут представлять собой одно или большее количество устройств и/или иных считываемых посредством компьютера носителей для хранения информации. Термин "считываемый посредством компьютера носитель информации" может содержать каналы беспроводной связи и различные другие средства связи, способные сохранять, содержать в себе и/или являться носителями команды (команд) и/или данных, но эти примеры не являются ограничивающим признаком.

Теперь приведена ссылка на Фиг. 1, на которой проиллюстрирована система 100 сети беспроводной связи согласно различным представленным здесь вариантам осуществления изобретения. Сеть 100 может содержать одну или большее количество базовых станций 102 в одном или в большем количестве секторов, которые производят прием, передачу, ретрансляцию и т.д. сигналов беспроводной связи друг в друга и/или в одно или в большее количество мобильных устройств 104. Для специалиста в данной области техники понятно, что каждая базовая станция 102 может содержать цепь передатчика и цепь приемника, каждая из которых, в свою очередь, может содержать множество компонентов, связанных с передачей и приемом сигнала (например, устройства обработки, модуляторы, мультиплексоры, демодуляторы, демультиплексоры, антенны и т.д.). Мобильными устройствами 104 могут являться, например, телефонные аппараты сотовой связи, интеллектуальные телефоны, портативные компьютеры, карманные устройства связи, карманные вычислительные устройства, устройства спутниковой радиосвязи, системы глобального определения местоположения, персональные информационные устройства (PDA) и/или любые иные устройства, пригодные для поддержания связи через сеть 100 беспроводной связи.

Согласно одному или большему количеству описанных здесь объектов изобретения, когда в базовой станции 102 имеется информация о прямом канале связи, то может существовать возможность дополнительного улучшения функционирования линии прямой связи (например, обеспечения более высокой пропускной способности в секторе, более низкого времени задержки и т.д.) путем использования способов усовершенствованной передачи и установления очередности обслуживания, которыми являются, например, формирование диаграммы направленности антенны и/или установление очередности обслуживания, чувствительное к частоте. Эффективность этих способов передачи в значительной степени зависит от точности и качества оценок параметров прямого канала связи. Передача служебных сигналов, необходимая для обеспечения поддержки этих способов, может являться препятствием для ввода в действие дуплексного канала с частотным разделением, ДЧР (FDD), когда информация о прямом канале связи должна быть передана в явном виде из абонентского устройства 104 обратно в базовую станцию 102. Однако поддержка этих усовершенствованных способов передачи может быть более практично и эффективно обеспечена путем введения в действие дуплексного канала с временным разделением, ДВР (TDD), вследствие присущей взаимной обратимости каналов между линиями прямой и обратной связи. При наличии взаимной обратимости каналов контрольный сигнал, передаваемый по линии обратной связи, может являться экономичным средством для предоставления точной оценки параметров прямого канала связи в базовую станцию 102.

Тем не менее, затраты, связанные с подачей непрерывного широкополосного контрольного сигнала по линии обратной связи в обычных системах могут являться препятствующим фактором, в особенности в том случае, когда передача по линии обратной связи занимает только лишь малую часть общей ширины полосы частот в любой момент времени. Однако согласно одному или большему количеству объектов изобретения, базовая станция 102 может управлять подмножеством оконечных устройств 104 мобильной связи таким образом, чтобы они осуществляли передачу соответствующих контрольных сигналов с использованием заданного распределения частот во времени для гарантии того, что базовая станция 102 всегда имеет доступ к самой последней информации о канале (линии прямой связи) для тех оконечных устройств, для которых устанавливают очередность обслуживания (или для которых намереваются установить очередность обслуживания), вызывая, при этом минимальное увеличение объема передач служебных сигналов и потребления ресурсов в линии обратной связи.

Следует отметить, что даже при отсутствии передачи данных в линии обратной связи по-прежнему обычно имеется контрольный сигнал малой мощности и низкой интенсивности для обеспечения поддержки канала управления линией обратной связи и передачи служебных сигналов. В действительности, сам канал управления может быть использован в качестве другого источника данных контрольного сигнала для облегчения оценки параметров прямого канала связи (например, после успешной демодуляции канала управления управляющие символы могут быть повторно закодированы и использованы в качестве контрольного сигнала). Таким образом, не внося дополнительные издержки на линии обратной связи, базовая станция 102 уже имеет доступ к надежному источнику, который следует использовать для оценки параметров канала. Результирующая оценка параметров канала является точной в той частотной области, где существует контрольный сигнал линии обратной связи и/или канал управления линии обратной связи. В результате выгоду от повышения пропускной способности вследствие формирования диаграммы направленности антенны или иных усовершенствованных способов передачи, которые основаны на взаимной обратимости каналов, могут получать только лишь те абоненты, прямые каналы связи которых, оказывается, используют ту частотную область, которая была ранее занята их соответствующими передачами контрольных сигналов/сигналов управления по линии обратной связи.

Теперь приведена ссылка на Фиг. 2, на которой проиллюстрирована система 200 беспроводной связи множественного доступа согласно одному или большему количеству вариантов осуществления изобретения. Базовая станция 202, имеющая 3 сектора, содержит множество групп антенн: одна из них содержит антенны 204 и 206, другая содержит антенны 208 и 210, а третья содержит антенны 212 и 214. Согласно чертежу, для каждой антенной группы показаны только лишь две антенны, однако для каждой группы антенн может быть использовано большее или меньшее количество антенн. Мобильное устройство 216 поддерживает связь с антеннами 212 и 214, при этом антенны 212 и 214 обеспечивают передачу информации в мобильное устройство 216 по линии 220 прямой связи и прием информации из мобильного устройства 216 по линии 218 обратной связи. Мобильное устройство 222 поддерживает связь с антеннами 204 и 206, при этом антенны 204 и 206 обеспечивают передачу информации в мобильное устройство 222 по линии 226 прямой связи и прием информации из мобильного устройства 222 по линии 224 обратной связи.

Каждую группу антенн и/или зону, для поддержания связи в которой они предназначены, часто именуют сектором базовой станции 202. В одном из вариантов осуществления изобретения каждая из групп антенн предназначена для обеспечения связи с мобильными устройствами, находящимися в секторе зон, обслуживаемых базовой станцией 202. При связи по линиям 220 и 226 прямой связи в передающих антеннах базовой станции 202 могут быть использованы способы формирования диаграммы направленности антенны для улучшения отношения сигнал-шум в линиях прямой связи для различных мобильных устройств 216 и 222. В дополнение к этому, базовая станция, использующая формирование диаграммы направленности антенны для передач в мобильные устройства, распределенные случайным образом по ее зоне обслуживания, вызывает меньшие помехи для мобильных устройств в соседних ячейках/секторах сотовой связи, чем базовая станция, осуществляющая передачу через одну антенну во все мобильные устройства, находящиеся в ее зоне обслуживания. Базовой станцией может являться стационарная станция, используемая для обеспечения связи с оконечными устройствами, и она может также именоваться точкой доступа, узлом B (Node B) или каким-либо иным термином. Мобильное устройство также может именоваться подвижной станцией, абонентской аппаратурой, АА (UE), устройством беспроводной связи, оконечным устройством, терминалом доступа, абонентским устройством или каким-либо иным термином.

Согласно приведенному примеру в простой системе с несколькими несущими, в которой абонент всегда производит передачу канала передачи контрольных сигналов или канала управления на конкретном подмножестве поднесущих (например, на нижних N/4 несущих из N поднесущих в системе множественного доступа с ортогональным частотным разделением, МДОЧР (OFDMA), на первой несущей из K несущих МДКР в системе множественного доступа с кодовым разделением, МДКР (CDMA), и т.д.), базовая станция может производить надежную оценку параметров канала в линии прямой связи по частотной области, занятой передачей контрольного сигнала/сигнала управления по линии обратной связи от абонента. В таком случае базовая станция может запланировать передачу по линии прямой связи в том же самом диапазоне, что и диапазон передачи контрольного сигнала/сигнала управления от абонента. При этом для этих абонентов может быть реализован существенный выигрыш производительности вследствие формирования диаграммы направленности антенны или иных усовершенствованных способов передачи. Однако не всегда имеется возможность найти соответствующий ресурс в линии прямой связи; кроме того, передача по линии прямой связи может занимать собой более широкую полосу частот, чем та полоса частот, которая охвачена передачей контрольного сигнала по линии обратной связи от абонента. Наконец, для получения полной выгоды от разнесения частоты и помех часто используют скачкообразную перестройку частоты (в обеих линиях связи: в линии прямой связи и в линии обратной связи), а это уменьшает для абонента вероятность того, что прием передачи по линии прямой связи будет произведен в том же самом диапазоне частот, что и его передача по линии обратной связи.

Для преодоления таких недостатков обычных систем здесь описана стратегия распределения ресурсов, повышающая вероятность приема абонентом передачи по линии прямой связи, которая занимает частотную область или подмножество поднесущих, охваченных передачей контрольного сигнала или сигнала управления по линии обратной связи от абонента в предыдущем временном интервале передачи по линии обратной связи (тем самым позволяя получить выгоду от взаимной обратимости каналов ДВР). Несмотря на то что различные изложенные здесь объекты изобретения описаны, в основном, применительно к системе МДОЧР с ДВР (TDD OFDMA), этот способ также применим для других систем ДВР на нескольких несущих, например, для систем МДКР на нескольких несущих (MC-CDMA) (например, для систем широкополосного множественного доступа с кодовым разделением, ШМДКР (WCDMA), на нескольких несущих (MC-WCDMA)), или для любой иной подходящей системы беспроводной связи. Для облегчения обеспечения взаимной обратимости каналов ДВР различные объекты изобретения могут включать в себя концепции принудительной скачкообразной перестройки частоты линии прямой связи - линии обратной связи (FL-RL) и/или передачи контрольного сигнала по линии обратной связи (RL) по запросу.

На Фиг. 3 проиллюстрирована система 300, облегчающая принудительную скачкообразную перестройку частоты в среде беспроводной связи МДОЧР с ДВР (множественного доступа с ортогональным частотным разделением и с дуплексным временным разделением) согласно одному или большему количеству описанных здесь объектов изобретения. Система 300 содержит множество частотных сегментов или поднесущих 302. Системой 300 может являться, например, система МДОЧР со скачкообразной перестройкой частоты (СПЧ) (FH-OFDMA) с K неперекрывающимися частотными сегментами 302, где K - целое число (например, в этом примере K=4), и в которой та же самая структура разделения на сегменты и скачкообразной перестройки частоты может использоваться в обеих линиях связи: в линии прямой связи и в линии обратной связи, для перестановки K сегментов 302 так, как указано ниже для каждого сегмента. Отсутствует необходимость в ограничении, заключающемся в том, что скачкообразная перестройка частоты внутри сегмента должна быть одинаковой в этих двух линиях связи. В системе с ДВР передачи по линии прямой связи и по линии обратной связи чередуются во времени.

Каждому абоненту выделяется конкретный логический сегмент (например, сегмент с предварительно выполненной скачкообразной перестройкой частоты), в котором может производиться передача канала передачи контрольных сигналов/канала управления в линии обратной связи (следует отметить, что передача данных и сопровождающего ее контрольного сигнала может производиться в других сегментах). Например, сегментом "с предварительно выполненной скачкообразной перестройкой частоты" ("pre-hopped") может являться сегмент полосы частот, поставленный в соответствие текущему сегменту (например, сегменту полосы частот, используемому в текущий момент времени), при этом сегмент с предварительно выполненной скачкообразной перестройкой частоты используют при последующей передаче. Кроме того, в этом примере первый сегмент 1 с предварительно выполненной скачкообразной перестройкой частоты может быть поставлен в соответствие текущему сегменту 2, сегмент 2 с предварительно выполненной скачкообразной перестройкой частоты может быть поставлен в соответствие текущему сегменту 4 и т.д. Понятно, что используемый в данном контексте термин "с предварительно выполненной скачкообразной перестройкой частоты" относится к предварительному распределению ресурса, например сегмента полосы частот, поднесущей, частоты и т.д., для использования при последующей передаче.

Для получения полной выгоды от взаимной обратимости каналов базовая станция может устанавливать очередность передач по линии прямой связи в том же самом логическом сегменте (например, путем выбора прямого канала связи, занимающего подмножество поднесущих, охваченных сегментом). Как правило, ширина полосы частот, занятая каждым сегментом, является большей, чем та ширина полосы частот, которая используется абонентом в любой момент времени. По существу, множество абонентов могут совместно использовать один и тот же сегмент при передаче или приеме информации. Когда базовая станция не может определить прямой канал связи в одном и том же логическом сегменте, то абонентское устройство может переместить свою передачу по линии обратной связи таким образом, чтобы она происходила в том же самом логическом сегменте, что и передача по линии прямой связи. В дополнение к этому и/или в альтернативном варианте абонентское устройство может подавать вспомогательный контрольный сигнал по линии обратной связи (например, контрольный сигнал, "предоставляемый по запросу") в новом сегменте. Изменение логического сегмента абонентского устройства для передачи по линии обратной связи может быть инициировано различными средствами, в том числе посредством сообщения об очередности обслуживания и/или в виде явного сообщения об изменении сегмента, передаваемого из базовой станции. Также может быть дополнительно обеспечена подача вспомогательного контрольного сигнала линии обратной связи в надлежащем сегменте в том случае, когда передача по линии прямой связи охватывает более одного сегмента. Для максимального использования преимуществ, связанных с взаимной обратимостью каналов, может быть выполнена скачкообразная перестройка частоты сегмента, например, однократно в каждом временном интервале линии прямой связи/линии обратной связи (FL/RL). Скачкообразная перестройка частоты внутри сегмента (например, во время передачи данных по линии прямой связи) может быть реализована таким образом, чтобы помочь сохранить частотное разнесение и разнесение помех в сегменте. В дополнение к этому и/или в альтернативном варианте базовая станция может всегда использовать информацию о канале, относящуюся к другим сегментам, которая получена в предыдущих временных интервалах передачи по линии обратной связи. Любые потери вследствие устаревшей информации о канале могут быть минимальными для абонентов с низкой подвижностью. Для специалистов в данной области техники понятно, что описанный выше способ также применим (описанные выше способы также применимы) для системы, использующей протокол с гибридным автоматическим запросом на повторную передачу, ГАЗПП (H-ARQ).

Следует понимать, что разделение на сегменты не обязательно должно охватывать все временные интервалы передачи по линии прямой связи или по линии обратной связи в том случае, когда передачи сигналов управления и данных являются мультиплексированными с разделением по времени. Например, разделение на сегменты (и связанная с ним скачкообразная перестройка частоты) может быть применено только для передачи сигналов управления по линии обратной связи. Во время передачи данных по линии обратной связи отсутствует необходимость в использовании такого разделения на сегменты и такой скачкообразной перестройки частоты. Аналогичным образом, такое разделение на сегменты может быть отдельно применено для передачи данных по линии прямой связи, в то время как для передачи сигналов управления по линии прямой связи могут быть использованы совершенно иные схемы разделения на сегменты и скачкообразной перестройки частоты.

Со ссылкой на Фиг. 4-7, на них проиллюстрированы методологии, связанные с обеспечением поддержки формирования диаграммы направленности антенны с ДВР с использованием принудительной скачкообразной перестройки частоты и/или информации о контрольном сигнале, предоставляемой по запросу. Например, эти методологии могут относиться к обеспечению поддержки формирования диаграммы направленности антенны с ДВР в среде множественного доступа с частотным разделением МДЧР (FDMA), в среде множественного доступа с ортогональным частотным разделением, МДОЧР (OFDMA), в среде множественного доступа с кодовым разделением МДКР (CDMA), в среде широкополосного множественного доступа с кодовым разделением, ШМДКР (WCDMA), в среде множественного доступа с временным разделением, МДВР (TDMA), в среде множественного доступа с пространственным разделением, МДПР (SDMA), или в любой иной подходящей среде беспроводной связи. В частности, изложенные здесь методологии описаны применительно к среде беспроводной связи МДОЧР, хотя совместно с описанными объектами изобретения могут быть использованы и другие типы сред связи (например, МДКР на нескольких несущих, ШМДКР на нескольких несущих...). Несмотря на то что для простоты объяснения методологии продемонстрированы и описаны как последовательности действий, следует понимать и осознавать, что эти методологии не ограничены этим порядком выполнения действий, поскольку некоторые действия, соответствующие одному или большему количеству вариантов осуществления изобретения, могут выполняться в ином порядке и/или одновременно с другими действиями, который отличается от показанного и описанного здесь порядка их выполнения. Например, для специалистов в данной области техники ясно и понятно, что в альтернативном варианте методология может быть представлена в виде последовательности взаимосвязанных состояний или событий, например в виде диаграммы состояний. Кроме того, не все проиллюстрированные действия могут являться необходимыми для реализации методологии согласно одному или большему количеству вариантов осуществления изобретения.

На Фиг. 4 проиллюстрирована методология 400 улучшения пропускной способности передачи информации в среде беспроводной связи путем передачи сигнала передачи информации по линии прямой связи на той же самой поднесущей, что и поднесущая принятой передачи по линии обратной связи, и путем перестановки наборов поднесущих между абонентскими устройствами, находящимися в секторе системы беспроводной связи, согласно различным объектам изобретения. При операции 402 принятый сигнал может быть проанализирован (например, в базовой станции), и может быть выполнена оценка той части общей ширины полосы частот передачи, в которой была произведена передача принятого сигнала. Например, если для сигналов связи выделена полоса частот 20 МГц, то согласно примеру из Фиг. 3 каждая из 4 поднесущих может занимать приблизительно 5 МГц из выделенной полосы частот. При операции 404 может быть выполнена передача по линии прямой связи в абонентское устройство с использованием того же самого сегмента полосы частот, который был использован абонентским устройством для передачи по линии обратной связи в предыдущем временном интервале. Путем оценки сегмента полосы частот для абонентского устройства, выполненной при операции 402, может быть осуществлена генерация точной оценки параметров канала для передачи по линии прямой связи, выполняемой при операции 404.

При операции 406 может быть произведена скачкообразная перестройка частоты абонентского устройства на следующий сегмент полосы частот для последующей передачи по линии обратной связи в базовую станцию. Скачкообразная перестройка частоты может выполняться в каждом временном интервале передачи по линии обратной связи, через каждые несколько временных интервалов, в каждом кадре и т.д., или согласно любому другому подходящему или желательному графику. Кроме того, скачкообразная перестройка частоты может быть выполнена таким образом, что общая выделенная ширина полосы частот в секторе разделена поровну или, по существу, поровну между абонентскими устройствами, поддерживающими связь в этой полосе частот, и/или в соответствии с потребностями абонентского устройства и т.д., а поднесущие могут быть перераспределены посредством абонентских устройств после каждого события скачкообразной перестройки частоты. Таким образом, скачкообразная перестройка частоты сегмента полосы частот может быть достигнута в соответствии с различными описанными здесь объектами изобретения. После передачи последующего сигнала по линии обратной связи с использованием сегмента полосы частот, для которого выполнена скачкообразная перестройка частоты, в способе 400 может быть произведен возврат к выполнению операции 402 для другой итерации процедуры определения сегмента полосы частот для линии обратной связи, после которой может быть выполнена операция 404 передачи по линии прямой связи, и т.д. Таким образом, способ 400 обеспечивает итерационный процесс, посредством которого сегменты полосы частот, используемые в заданном секторе связи, могут быть переставлены в начале каждого временного интервала передачи по линии обратной связи для увеличения разнесения помех, обеспечивая, при этом очень точные оценки параметров канала для следующей передачи по линии прямой связи. Таким образом, пропускная способность линии прямой связи может быть увеличена без чрезмерного увеличения объема обработки служебных сигналов и т.п., что, в свою очередь, может обеспечить увеличение полной пропускной способности в среде беспроводной связи с ДВР.

На Фиг. 5 проиллюстрирована методология 500 увеличения разнесения помех в среде беспроводной связи с ДВР согласно различным объектам изобретения. При операции 502 абонентскому устройству может быть выделена поднесущая или выделен сегмент "с предварительно выполненной скачкообразной перестройкой частоты", на которой (в котором) абонентское устройство может производить передачу сигнала по линии обратной связи. При операции 504 может быть выполнено определение того, может ли быть предоставлен сегмент (например, является ли этот сегмент в текущий момент времени выделенным для другого абонента, и т.д.). Если при операции 504 определено, что сегмент может быть предоставлен, то выполняют операцию 506, при которой может быть запланирована передача по линии прямой связи с использованием той же самой частоты поднесущей и/или полосы частот с предварительно выполненной скачкообразной перестройкой частоты. При операции 508 может быть выполнена передача по линии прямой связи обратно в абонентское устройство с использованием того же самого сегмента с предварительно выполненной скачкообразной перестройкой частоты, который был использован абонентским устройством при предыдущей передаче по линии обратной связи.

Если же при операции 504 определено, что сегмент поднесущей не может быть предоставлен, то выполняют операцию 510, при которой в абонентское устройство может быть передан сигнал о том, чтобы оно перешло на новую полосу частот передачи для следующей передачи по линии обратной связи. Затем в способе может быть произведен возврат к выполнению операции 504 для проверки того, что новый сегмент для линии обратной связи может быть предоставлен. Поскольку базовая станция подает в абонентское устройство сигнал с командой о том, чтобы оно произвело скачкообразную перестройку частоты на новый сегмент полосы частот, то для базовой станции известно, какой именно сегмент будет использовать абонентское устройство, и, следовательно, она может эффективно осуществлять прием и демодуляцию последующей передачи по восходящему каналу связи.

Согласно приведенному примеру базовая станция может собирать информацию, относящуюся к контрольному сигналу из передатчика абонентского устройства, и может производить оценку различных фаз в ее антеннах, которые могут быть использованы базовой станцией в линии прямой связи для обеспечения синфазной передачи по линии прямой связи. Последние и надежные оценки параметров канала, полученные из абонентского устройства, могут облегчить такое повторное использование поднесущей в линии прямой связи. Например, абонентское устройство может производить передачу широкополосного контрольного сигнала, канала управления и т.д., которые базовая станция может использовать для получения информации о параметрах широкополосного канала. Канал управления с мультиплексированием с временным разделением, МВР (TDM), передачу которого производят, например, один раз через каждые 4 миллисекунды, может быть использован таким образом, что непосредственно перед концом временного интервала передачи по линии обратной связи присутствует временной интервал канала управления для передачи индикатора качества канала, ИКК (CQI), то есть канал, используемый в качестве контрольного сигнала. Для ослабления размытия контрольного сигнала, связанного с наличием канала управления, охватывающего всю ширину полосы частот (например, при увеличении ширины полосы частот), передача канала управления может быть произведена, например, в сегменте полосы частот шириной приблизительно 5 МГц. Таким образом, согласно примеру полоса частот временного интервала передачи по линии обратной связи может быть разделена на сегменты шириной приблизительно 5 МГц, что, в свою очередь, может привести к разделению линии прямой связи на сегменты шириной приблизительно 5 МГц, поэтому передача по линии прямой связи для абонента может быть запланирована в том же самом сегменте шириной 5 МГц, в котором была произведена передача канала управления. Поэтому принудительная скачкообразная перестройка частоты может быть реализована таким образом, что скачкообразные перестройки частоты в линии обратной связи являются синхронными со скачкообразными перестройками частоты в линии прямой связи. Для специалиста в данной области техники понятно, что размер сегмента, равный приблизительно 5 МГц, который был описан применительно к приведенному выше примеру, не ограничивает объем патентных притязаний различных изложенных здесь объектов изобретения и что в них могут быть использованы сегменты большего или меньшего размера.

На Фиг. 6 проиллюстрирована методология 600 увеличения разнесения помех и пропускной способности передачи информации в среде беспроводной связи с ДВР согласно одному или большему количеству объектов изобретения. Способ 600 аналогичен описанному выше способу 500 и представляет собой видоизмененный вариант способа, посредством которого может быть решена проблема предоставления сегмента. При операции 602 абонентскому устройству могут быть предоставлены поднесущая или сегмент "с предварительно выполненной скачкообразной перестройкой частоты", посредством которых абонентское устройство может производить передачу сигнала по линии обратной связи. При операции 604 может быть выполнено определение того, может ли быть предоставлен сегмент с предварительно выполненной скачкообразной перестройкой частоты или нет (например, был ли сегмент уже предоставлен, может ли быть определено его местоположение и т.д.). Если результат определения относительно возможности предоставления сегмента является положительным, то выполняют операцию 606, при которой может быть запланирована передача по линии прямой связи с использованием той же самой частоты поднесущей и/или ширины полосы частот с предварительно выполненной скачкообразной перестройкой частоты. При операции 608 может быть выполнена передача по линии прямой связи обратно в абонентское устройство с использованием того же самого сегмента с предварительно выполненной скачкообразной перестройкой частоты, который был использован абонентским устройством в предыдущем временном интервале передачи по линии обратной связи.

Если же при операции 604 определено, что сегмент поднесущей, который был использован для принятой передачи по линии обратной связи, не может быть предоставлен, то выполняют операцию 610, при которой в абонентское устройство может быть передан сигнал, обеспечивающий контрольный сигнал, "предоставляемый по запросу". Например, в среде широкополосной связи, в которой используют полосу частот шириной приблизительно 10-15 МГц, для абонента может быть запланирована передача в ином сегменте (например, в сегменте шириной приблизительно 5 МГц...), и он может выполнить передачу информации о конкретном сегменте в базовую станцию при следующей передаче по восходящему каналу связи. Затем в способе может быть произведен возврат к выполнению операции 604 для проверки возможности предоставления нового сегмента в линии обратной связи. Таким образом, базовая станция может посылать в абонентское устройство сигналы о том, чтобы оно выполнило передачу в базовую станцию информации о поднесущей (поднесущих) и/или о сегменте (сегментах) полосы частот, которые были использованы абонентским устройством для передачи по линии обратной связи. Таким образом, в базовую станцию может быть предоставлена точная информация о контрольном сигнале для облегчения оценки параметров канала для передачи по линии прямой связи в последующем временном интервале передачи.

На Фиг. 7 проиллюстрирована методология 700 использования двойного протокола, которая облегчает избыточное определение сегмента полосы частот, использованного абонентским устройством для передачи по восходящему каналу связи, и использование этого определенного сегмента для передачи по нисходящему каналу связи в последующем временном интервале передачи. При операции 702 абонентскому устройству может быть назначен сегмент с предварительно выполненной скачкообразной перестройкой частоты для передачи по восходящему каналу связи. При операции 704 может быть выполнено определение того, может ли быть предоставлен сегмент с предварительно выполненной скачкообразной перестройкой частоты (например, является ли сегмент занятым или что он не может быть предоставлен по иной причине...). Если при операции 704 определено, что сегмент может быть предоставлен, то выполняют операцию 706, при которой тот же самый сегмент полосы частот может быть использован для планирования передачи по линии прямой связи в абонентское устройство в последующем временном интервале, что выполняют при операции 706. При операции 708 базовая станция может перейти далее к выполнению передачи в абонентское устройство по нисходящей линии связи с использованием предоставленного сегмента полосы частот с предварительно выполненной скачкообразной перестройкой частоты. Если же при операции 704 определено, что сегмент не может быть предоставлен, то затем выполняют операцию 710, при которой абоненту может быть передан сигнал о переключении на другой сегмент полосы частот для следующей передачи по восходящему каналу связи.

Сигнал, поданный при операции 710, может содержать, например, команду перехода на конкретный сегмент полосы частот, определенный базовой станцией, поэтому базовой станцией уже предварительно определен сегмент полосы частот, который будет использоваться для последующей передачи по нисходящему каналу связи. В дополнение к этому и/или в альтернативном варианте сигнал, поданный при операции 710, может содержать команду перехода на любой доступный сегмент полосы частот, и в этом случае сигнал может дополнительно содержать команду предоставить по запросу в базовую станцию информацию о контрольном сигнале при передаче по восходящему каналу связи с использованием нового сегмента полосы частот, что выполняют при операции 712. Затем в способе может быть выполнен возврат к операции 704, при которой может быть произведена оценка предоставленной по запросу информации о контрольном сигнале, относящейся к сегменту, на который было переключено абонентское устройство, для проверки возможности его предоставления. Таким образом, базовая станция может получать предоставляемую по требованию информацию о контрольном сигнале в течение периодов высокой пропускной способности системы без необходимости расходования ресурсов, связанных с оценкой параметров канала передачи контрольных сигналов, и т.п.

Понятно, что согласно одному или большему количеству объектов изобретения, могут быть сделаны логические выводы относительно принудительной скачкообразной перестройки частоты, производимой по запросу передачи контрольного сигнала по линии обратной связи, их оптимизации и т.д. Используемый здесь термин "делать логический вывод" или "логический вывод" обычно относится к процессу выработки умозаключений или логических выводов о состояниях системы, о среде и/или об абоненте из набора данных наблюдений, собранных на основе событий и/или данных. Этот логический вывод может быть использован для определения конкретного контекста или действия или, например, может обеспечивать генерацию вероятностного распределения по состояниям. Логический вывод может быть вероятностным, то есть представлять собой результат вычисления вероятностного распределения по интересующим состояниям на основании анализа данных и событий. Термин "логический вывод" также может относиться к способам, используемым для формирования событий более высокого уровня из набора событий и/или данных. Такой логический вывод приводит к построению новых событий или действий из набора зарегистрированных событий и/или сохраненных данных о событиях вне зависимости от того, являются ли события коррелированными в непосредственной близости по времени или нет, и вне зависимости от того, являются ли источниками событий и данных один или несколько источников событий и данных.

Согласно приведенному примеру один из описанных выше способов может содержать следующую операцию: делают логические выводы относительно оптимизации размера сегмента при скачкообразной перестройке частоты сегментов полосы частот для абонентского устройства и т.д. Например, может быть задан заранее заданный размер сегмента (равный, например, 3 МГц, 5 МГц, 6 МГц...) и использован в качестве исходной точки, от которой может быть произведена оптимизация размера сегмента. В продолжение этого примера, если начальная величина ширины полосы частот во временном интервале беспроводной связи равна 20 МГц, то для различных абонентских устройств в секторе могут быть намечены и предоставлены четыре сегмента шириной приблизительно 5 МГц. Могут быть сделаны логические выводы, по меньшей мере, частично на основании использования абонентами ширины полосы частот, потребностей и т.п., о том, что один или большее количество абонентов не полностью используют выделенный им сегмент шириной 5 МГц. Например, для абонента, передающего текстовое сообщение, может не требоваться такая же большая ширина полосы частот, как для абонента, загружающего цифровую фотографию, ведущего телефонный разговор в режиме речевой связи, и т.д. В таком случае излишняя ширина полосы частот абонента может быть перераспределена тому абоненту, для которого требуется более широкая полоса частот, дополнительному абоненту в секторе, может быть отмечена как ширина полосы частот, подлежащая использованию в качестве защитных полос между сегментами, которые предоставлены абонентам, и т.д.

Согласно другому примеру могут быть сделаны логические выводы относительно того, когда следует производить скачкообразную перестройку частоты сегмента, выделенного абонентскому устройству, по меньшей мере, частично, на основании, например, перемещения абонентского устройства и т.д. Например, в том случае, когда абонент входит в зону внешней границы между двумя секторами, может оказаться желательной скачкообразная перестройка частоты абонента на конкретный сегмент полосы частот для облегчения создания гладкого перехода от базовой станции, обслуживающей первый сектор, к базовой станции, обслуживающей следующий сектор, и т.п. Понятно, что приведенные выше примеры являются иллюстративными по своей сущности, и подразумевают, что они не ограничивают количество логических выводов, которые могут быть сделаны, или способ, которым делают такие логические выводы, применительно к различным описанными здесь вариантам осуществления изобретения и/или способам.

На Фиг. 8 проиллюстрировано абонентское устройство 800, которое облегчает принудительную скачкообразную перестройку частоты в линии прямой связи/в линии обратной связи и извлечение предоставляемой по запросу информации о контрольном сигнале в среде беспроводной связи согласно одному или большему количеству изложенных здесь объектов изобретения. Абонентское устройство 800 содержит приемник 802, который принимает сигнал, например, из приемной антенны (которая на чертеже не показана) и выполняет типичные действия с принятым сигналом (например, фильтрацию, усиление, преобразование с понижением частоты и т.д.), и выполняет преобразование предварительно сформированного сигнала в цифровую форму для получения выборок. Демодулятор 804 может выполнять демодуляцию и подавать принятые контрольные символы в процессор 806 для оценки параметров канала. Процессором 806 может являться процессор, специально предназначенный для анализа информации, принятой приемником 802, и/или для генерации информации для ее передачи передатчиком 816, процессор, управляющий одним или большим количеством компонентов абонентского устройства 800, и/или процессор, который выполняет все следующие операции: анализирует информацию, принятую приемником 802, осуществляет генерацию информации для ее передачи передатчиком 816 и управляет одним или большим количеством компонентов абонентского устройства 800.

Абонентское устройство 800 может дополнительно содержать запоминающее устройство 808, которое функционально связано с процессором 806 и в котором хранят информацию о сегменте полосы частот, предоставленном абонентскому устройству 800, о протоколе принудительной скачкообразной перестройки частоты, справочную таблицу (справочные таблицы), содержащую (содержащие) соответствующую информацию, и любую другую информацию, пригодную для обеспечения поддержки формирования диаграммы направленности антенны с ДВР в системе беспроводной связи, как изложено в приведенном здесь описании. В запоминающем устройстве 808 могут дополнительно храниться протоколы, связанные со скачкообразной перестройкой частоты сегментов полосы частот, в том случае, когда ей управляет базовая станция, оно предоставляет по запросу информацию о контрольном сигнале в ответ на посылаемый в него запрос и т.д., поэтому абонентское устройство 800 может использовать хранящиеся в нем протоколы и/или алгоритмы для обеспечения поддержки формирования диаграммы направленности антенны с ДВР, как изложено в приведенном здесь описании.

Понятно, что описанными здесь компонентами хранилища данных (которыми являются, например, запоминающие устройства) могут являться запоминающие устройства обоих типов: энергозависимые запоминающие устройства и энергонезависимые запоминающие устройства, или они могут содержать как энергозависимое запоминающее устройство, так и энергонезависимое запоминающее устройство. В качестве иллюстративного примера, не являющегося ограничивающим признаком, энергонезависимым запоминающим устройством может являться, в том числе, постоянное запоминающее устройство (ПЗУ), программируемое ПЗУ (ППЗУ), электрически программируемое ПЗУ (ЭППЗУ), электрически стираемое программируемое ПЗУ (ЭСППЗУ) или флэш-память. Энергозависимым запоминающим устройством может являться, в том числе, оперативное запоминающее устройство (ОЗУ), которое действует в качестве внешней кэш-памяти. В качестве иллюстративного примера, не являющегося ограничивающим признаком, существует множество видов ОЗУ, например синхронное ОЗУ (SRAM), динамическое ОЗУ (DRAM), синхронное динамическое ОЗУ (SDRAM), синхронное динамическое ОЗУ с удвоенной скоростью обмена данными (DDR SDRAM), усовершенствованное синхронное динамическое ОЗУ (ESDRAM), динамическое ОЗУ типа "Synchlink" (SLDRAM), и ОЗУ типа "Direct Rambus" (DRRAM). Подразумевают, что запоминающее устройство 808 из рассмотренных систем и способов содержит запоминающие устройства этих и любых иных подходящих типов, но это не является ограничивающим признаком.

Кроме того, процессор 806 соединен с регулятором 810 канала линии обратной связи, который может облегчать передачу сигнала по восходящей линии связи с использованием сегмента полосы частот, выделенного базовой станцией, в которую передают сигнал. Регулятор 810 канала может дополнительно переключать сегменты полосы частот под управлением базовой станции, например, после приема из базовой станции команды выполнить скачкообразную перестройку частоты сегментов. Абонентское устройство может дополнительно содержать узел 812, обеспечивающий предоставление по запросу информации о контрольном сигнале, который предоставляет в базовую станцию информацию о канале передачи контрольных сигналов в ответ на запрос из базовой станции о предоставлении такой информации, что облегчает использование того же самого контрольного сигнала при передаче по нисходящему каналу связи из базовой станции. Кроме того, абонентское устройство 800 содержит модулятор 814 символов и передатчик 816, который осуществляет передачу модулированного сигнала в предоставленном сегменте полосы частот восходящей линии связи.

На Фиг. 9 проиллюстрирована система 900, способствующая увеличению пропускной способности системы в среде беспроводной связи, согласно различным объектам изобретения. Система 900 содержит базовую станцию 902 с приемником 910, который производит прием сигнала (сигналов) из одного или большего количества абонентских устройств 904 посредством множества приемных антенн 906, и передатчик 924, который осуществляет передачу в одно или большее количество абонентских устройств 904 посредством передающей антенны 908. Приемник 910 может получать информацию из приемных антенн 906 и является функционально связанным с демодулятором 912, который выполняет демодуляцию принятой информации. Процессор 914, аналогичный процессору, описанному выше со ссылкой на Фиг. 8, выполняет анализ демодулированных символов и соединен с запоминающим устройством 916, в котором хранят информацию о сегментах полосы частот, о предоставлении сегментов абонентским устройствам/об их перераспределении, протоколы скачкообразной перестройки частоты, справочные таблицы, связанные с этим, и/или любую другую соответствующую информацию, связанную с выполнением различных описанных здесь действий и функций. Кроме того, процессор 914 соединен с узлом 918 распределения каналов в линии обратной связи, который предоставляет сегменты полосы частот абонентским устройствам 904. Процессор 914 может дополнительно выполнять кодирование участка сигнала с командой для абонентского устройства, управляющей абонентским устройством таким образом, что оно выполняет скачкообразную перестройку частоты на новый сегмент полосы частот (например, на вновь предоставленный сегмент, при этом команду подают в том случае, когда сегмент, в котором производилась передача принятого сигнала, не может быть определен, когда абонентское устройство должно выполнить скачкообразную перестройку частоты на новый сегмент согласно заранее заданному графику или таблице...). Модулятор 922 может выполнять мультиплексирование сигнала для его передачи передатчиком 924 посредством передающих антенн 908 в абонентские устройства 904.

Базовая станция 902 дополнительно содержит узел 920 выдачи запроса на получение информации о контрольном сигнале, который выдает запрос о том, чтобы конкретное абонентское устройство 904 предоставило по запросу информацию о своей последовательности контрольного сигнала. Например, узел 920 выдачи запроса на получение информации о контрольном сигнале может выдавать команду, управляющую абонентским устройством 904 таким образом, чтобы оно выполнило передачу информации о канале передачи контрольных сигналов, которую используют для того, чтобы дать разрешение базовой станции 902 использовать этот канал передачи контрольных сигналов при последующей передаче по нисходящему каналу связи. Кроме того, базовая станция 902 может содержать узел 926 скачкообразной перестройки частоты, функционально связанный с процессором 914 и с запоминающим устройством 916. Узел 926 скачкообразной перестройки частоты может осуществлять текущий контроль абонентских устройств 904 в секторе, которым предоставлены различные сегменты полосы частот, и может облегчать скачкообразную перестройку частоты сегмента для уменьшения помех и/или для повышения эффективности системы. Такая скачкообразная перестройка частоты сегмента может быть выполнена согласно заранее заданному графику (например, после каждой передачи по линии прямой связи, после заранее заданного количества передач по линии прямой связи, по истечении заданного промежутка времени...), хранящемуся в запоминающем устройстве 916. Таким образом, общая ширина полосы частот может быть разделена на множество сегментов, которые могут быть по отдельности предоставлены абонентским устройствам для повышения пропускной способности в системе беспроводной связи, обеспечивая, при этом поддержку целостности обслуживания и улучшение возможностей связи для абонентов.

На Фиг. 10 показан пример системы 1000 беспроводной связи. Для краткости система 1000 беспроводной связи изображена содержащей одну базовую станцию и одно оконечное устройство. Однако следует понимать, что система может содержать более одной базовой станции и/или более одного оконечного устройства, при этом дополнительные базовые станции и/или оконечные устройства могут быть, по существу, аналогичными или различными для базовой станции и оконечного устройства, которые приведены в качестве примера и описание которых приведено ниже. Кроме того, следует понимать, что базовая станция и/или оконечное устройство могут использовать описанные здесь системы (Фиг. 1-3 и Фиг. 8-9) и/или способы (Фиг. 4-7) для облегчения беспроводной связи между ними.

Теперь, со ссылкой на Фиг. 10, в нисходящей линии связи в точке 1005 доступа устройство 1010 обработки передаваемых (TX) данных получает, форматирует, кодирует, выполняет перемежение и модулирует (или ставит в соответствие символам) данные информационного обмена и создает модуляционные символы ("символы данных"). Модулятор 1015 символов получает и обрабатывает символы данных и контрольные символы и создает поток символов. Модулятор 1020 символов выполняет мультиплексирование данных и контрольных символов и подает их в блок 1020 передатчика (ПРД). Каждым передаваемым символом может являться символ данных, контрольный символ или значение сигнала, равное нулю. Передача контрольных символов может производиться непрерывно в каждом периоде символа. Контрольные символы могут быть мультиплексированными с частотным разделением, МЧР (FDM), мультиплексированными с ортогональным частотным разделением, МОЧР (OFDM), мультиплексированными с временным разделением, МРВ (TDM), мультиплексированными с частотным разделением, МЧР (FDM), или мультиплексированными с кодовым разделением, МКР (CDM).

Блок 1020 передатчика (ПРД) получает поток символов и осуществляет его преобразование в один или в большее количество аналоговых сигналов и, кроме того, выполняет предварительное формирование (например, усиление, фильтрацию и преобразование с повышением частоты) аналоговых сигналов для генерации сигнала нисходящей линии связи, пригодного для передачи по каналу беспроводной связи. Сигнал нисходящей линии связи затем передают через антенну 1025 в оконечные устройства. В оконечном устройстве 1030 антенна 1035 принимает сигнал нисходящей линии связи и подает принятый сигнал в блок 1040 приемника (ПРМ). Блок 1040 приемника выполняет предварительное формирование (например, фильтрацию, усиление и преобразование с понижением частоты) принятого сигнала и преобразовывает предварительно сформированный сигнал в цифровую форму для получения выборок. Демодулятор 1045 символов выполняет демодуляцию принятых контрольных символов и подает их в процессор 1050 для оценки параметров канала. Кроме того, демодулятор 1045 символов получает оценку частотной характеристики для нисходящей линии связи из процессора 1050 обработки, выполняет демодуляцию данных в принятых символах данных для получения оценочных значений символов данных (которые представляют собой оценочные значения переданных символов данных) и подает оценочные значения символов данных в устройство 1055 обработки принятых данных, которое выполняет демодуляцию (то есть восстановление символов), обращение перемежения и декодирование оценочных значений символов данных для восстановления переданных данных информационного обмена. Обработка, выполняемая демодулятором 1045 символов и устройством 1055 обработки принятых данных, является взаимодополняющей к обработке, выполняемой, соответственно, модулятором 1015 символов и устройством 1010 обработки передаваемых данных в точке 1005 доступа.

В восходящей линии связи устройство 1060 обработки передаваемых данных выполняет обработку данных информационного обмена и создает символы данных. Модулятор 1065 символов получает символы данных и выполняет их мультиплексирование с контрольными символами, модуляцию и создает поток символов. Затем блок 1070 передатчика получает и обрабатывает поток символов, осуществляя генерацию сигнала восходящей линии связи, который передают посредством антенны 1035 в точку 1005 доступа.

В точке 1005 доступа сигнал восходящей линии связи из оконечного устройства 1030 принимают посредством антенны 1025, и блок 1075 приемника выполняет его обработку для получения выборок. Затем демодулятор 1080 символов выполняет обработку выборок и создает принятые контрольные символы и оценочные значения символов данных для восходящей линии связи. Устройство 1085 обработки принятых данных выполняет обработку оценочных значений символов данных для восстановления данных информационного обмена, переданных оконечным устройством 1030. Устройство 1090 обработки выполняет оценку параметров канала для каждого активного оконечного устройства, производящего передачу по восходящей линии связи. Множество оконечных устройств могут одновременно осуществлять передачу контрольного сигнала по восходящей линии связи на соответствующих предоставленных им наборах поддиапазонов передачи контрольных сигналов, при этом наборы поддиапазонов передачи контрольных сигналов могут чередоваться.

Процессоры 1090 и 1050 управляют (например, управляют, координируют, регулируют и т.д.) операциями, выполняемыми, соответственно, в точке 1005 доступа и в оконечном устройстве 1030. Соответствующие процессоры 1090 и 1050 могут быть связаны с запоминающими устройствами (на чертеже не показаны), которые обеспечивают хранение программных кодов и данных. Процессоры 1090 и 1050 также могут выполнить вычисления для получения оценок частотной и импульсной характеристик, соответственно, для восходящей линии связи и для нисходящей линии связи.

Для системы с множественным доступом (например, множественного доступа с частотным разделением МДЧР (FDMA), множественного доступа с ортогональным частотным разделением, МДОЧР (OFDMA), множественного доступа с кодовым разделением МДКР (CDMA), множественного доступа с временным разделением, МДВР (TDMA), и т.д.) множество оконечных устройств могут одновременно выполнять передачу по восходящей линии связи. Для такой системы поддиапазоны передачи контрольных сигналов могут совместно использоваться различными оконечными устройствами. Способы оценки параметров канала могут использоваться в тех случаях, когда поддиапазоны передачи контрольных сигналов для каждого оконечного устройства охватывают весь рабочий диапазон частот (возможно, за исключением краев диапазона). Такая структура поддиапазона передачи контрольных сигналов являлась бы желательной для получения частотного разнесения для каждого оконечного устройства. Описанные здесь способы могут быть реализованы различными средствами. Например, эти способы могут быть реализованы аппаратными средствами, программными средствами или посредством комбинации этих средств. Для варианта аппаратной реализации, процессоры, используемые для оценки параметров канала, могут быть реализованы в одной или в большем количестве специализированных интегральных микросхем (ASICs), процессоров цифровой обработки сигналов (DSPs), устройств цифровой обработки сигналов (DSPDs), программируемых логических устройств (PLDs), программируемых пользователем вентильных матриц (FPGAs), процессоров, контроллеров, микроконтроллеров, микропроцессоров, иных электронных устройств, предназначенных для выполнения описанных здесь функций, или в виде их комбинации. Программная реализация может быть осуществлена посредством модулей (например, процедур, функций и т.д.), выполняющих описанные здесь функции. Программные коды могут быть запомнены в запоминающем устройстве и могут выполняться процессорами 1090 и 1050.

На Фиг. 11 проиллюстрирована система 1100, облегчающая выполнение скачкообразной перестройки частоты сегментов в линии прямой связи согласно схеме скачкообразной перестройки частоты сегментов, которая была использована при предыдущей передаче по линии обратной связи, согласно различным объектам изобретения. Система 1100 представлена в виде последовательности взаимосвязанных функциональных блоков, которые могут представлять функции, реализованные посредством процессора, программного обеспечения или их комбинации (например, посредством аппаратно-реализованного программного обеспечения). Система 1100 содержит логический модуль 1102, предназначенный для разделения имеющейся полосы частот на множество сегментов, который является функционально связанным с логическим модулем 1104, предназначенным для предоставления сегментов полосы частот одному или большему количеству абонентских устройств. Кроме того, система 1100 содержит логический модуль 1106, предназначенный для перераспределения сегментов полосы частот для абонентских устройств, и логический модуль 1108, предназначенный для выполнения скачкообразной перестройки частоты сегмента полосы частот в линии прямой связи согласно схеме скачкообразной перестройки частоты сегмента полосы частот, которая была использована при предыдущей передаче по линии обратной связи. Кроме того, система 1100 может дополнительно содержать средство 1110 определения того, может ли быть предоставлен конкретный сегмент полосы частот (например, был ли сегмент уже предоставлен, занят ли он и т.д.), а также логический модуль, предназначенный для выдачи запроса на получение предоставляемой по запросу информации о канале передачи контрольных сигналов по линии прямой связи, что описано выше со ссылкой на предыдущие чертежи. Следует понимать, что система 1100 и различные входящие в ее состав логические модули могут выполнять описанные выше способы и/или могут придавать любые необходимые функциональные возможности различным описанным здесь системам.

На Фиг. 12 проиллюстрирована система 1200, облегчающая принудительную скачкообразную перестройку частоты в линии прямой связи/в линии обратной связи согласно различным изложенным здесь объектам изобретения. Система 1200 представлена в виде последовательности взаимосвязанных функциональных блоков, которые могут представлять функции, реализованные посредством процессора, программного обеспечения или их комбинации (например, посредством аппаратно-реализованного программного обеспечения). Система 1200 содержит логический модуль 1204, предназначенный для передачи сигнала в сегменте полосы частот по линии обратной связи, который является функционально связанным с логическим модулем, предназначенным для приема сигнала в том же самом сегменте полосы частот при последующей передаче по линии прямой связи. Кроме того, система 1200 содержит логический модуль 1206, предназначенный для приема данных о новом сегменте полосы частот с предварительно выполненной скачкообразной перестройкой частоты для его использования при следующей передаче по линии обратной связи. Система 1200 может содержать логический модуль 1208, предназначенный для приема команды о предоставлении по запросу информации о канале передачи контрольных сигналов в базовую станцию, предпринимающую попытку поддержания связи с устройством, использующим систему 1200, в том случае, когда новый сегмент с предварительно выполненной скачкообразной перестройкой частоты не может быть предоставлен (например, он является занятым или недоступным по иной причине). В дополнение к этому и/или в альтернативном варианте система 1200 может содержать логический модуль 1210, предназначенный для приема команды, предоставляющей новый сегмент полосы частот для его использования при последующей передаче по линии обратной связи, в том случае, если сегмент с предварительно выполненной скачкообразной перестройкой частоты не может быть предоставлен. Следует понимать, что система 1200 и различные входящие в ее состав логические модули могут выполнять описанные выше способы и/или могут придавать любые необходимые функциональные возможности различным описанным здесь системам.

Для программной реализации описанные здесь способы могут быть реализованы посредством модулей (например, процедур, функций и т.д.), выполняющих описанные здесь функции. Программные коды могут быть запомнены в запоминающих устройствах и могут выполняться процессорами. Запоминающее устройство может быть реализовано как находящееся внутри процессора или как являющееся внешним относительно процессора, и в этом случае оно может быть соединено с процессором способом, обеспечивающим связь между ними, через различные средства, являющиеся известными в данной области техники.

Приведенное выше описание содержит примеры одного или большего количества вариантов осуществления изобретения. Само собой разумеется, что невозможно описать каждую возможную комбинацию компонентов или методологий для целей описания вышеупомянутых вариантов осуществления изобретения, но для обычного специалиста в данной области техники понятно, что возможны многие иные комбинации и перестановочные видоизменения различных вариантов осуществления изобретения. Соответственно, подразумевают, что описанные варианты осуществления изобретения охватывают собой все такие изменения, модификации и варианты, которые не выходят за пределы сущности и объема изобретения, определяемого прилагаемой формулой изобретения. Кроме того, подразумевают, что в тех случаях, когда в подробном описании или в формуле изобретения использован термин "включает в себя", этот термин является инклюзивным, аналогичным термину "содержащий", подобно тому, как термин "содержащий" интерпретируют при его использовании в качестве промежуточного слова в пункте формулы изобретения.

Изобретение относится к беспроводной связи. Технический результат: улучшение пропускной способности. Описаны системы и методы, которые облегчают обеспечение поддержки формирования диаграммы направленности антенны с дуплексным временным разделением в традиционных системах дуплексной беспроводной связи без разделения по времени, например в системе множественного доступа с ортогональным частотным разделением (OFDMA), в системе широкополосного множественного доступа с кодовым разделением (WCDMA) и т.д. Согласно одному из объектов изобретения базовая станция может анализировать информацию о контрольном сигнале, например участок полосы частот, в котором производит передачу абонентское устройство, и может выполнять передачу по нисходящей линии связи с использованием того участка полосы частот с предварительно выполненной скачкообразной перестройкой частоты, который был использован абонентским устройством в предыдущем временном интервале передачи по линии обратной связи. Базовая станция может дополнительно производить передачу в абонентское устройство сведений о перераспределении сегментов полосы частот для облегчения скачкообразной перестройки частоты сегментов полосы частот между абонентскими устройствами, обслуживаемыми базовой станцией. Кроме того, базовая станция может давать абонентскому устройству команду предоставить по запросу информацию о контрольном сигнале для решения связанной с ним проблемы неопределенности. 10 н. и 44 з.п. ф-лы, 12 ил.

1. Способ улучшения использования полосы частот и обеспечения поддержки формирования диаграммы направленности антенны с дуплексным временным разделением в среде беспроводной связи, содержащий следующие операции:
производят оценку сегмента полосы частот, использованного абонентским устройством при принятой передаче по линии обратной связи, и производят передачу сигнала в абонентское устройство в последующем временном интервале передачи по линии прямой связи с использованием того же самого сегмента полосы частот.

2. Способ по п.1, содержащий следующие дополнительные операции: абонентскому устройству назначают новый сегмент полосы частот с предварительно выполненной скачкообразной перестройкой частоты для его использования в следующем временном интервале передачи по линии обратной связи и производят скачкообразную перестройку частоты сегментов полосы частот в линии прямой связи согласно схеме скачкообразной перестройки частоты сегмента, которая была использована при предыдущей передаче по линии обратной связи.

3. Способ по п.2, содержащий следующую дополнительную операцию: проверяют, может ли быть предоставлен новый сегмент полосы частот.

4. Способ по п.3, содержащий следующую дополнительную операцию: планируют передачу по линии прямой связи в назначенном сегменте с предварительно выполненной скачкообразной перестройкой частоты.

5. Способ по п.4, в котором имеющаяся полоса частот для связи между устройством и множеством абонентских устройств разделена на сегменты шириной приблизительно 5 МГц.

6. Способ по п.3, содержащий следующие дополнительные операции: в том случае, если сегмент с предварительно выполненной скачкообразной перестройкой частоты не может быть предоставлен, то в абонентское устройство передают команду, назначающую абонентскому устройству новый сегмент полосы частот, и управляют абонентским устройством таким образом, чтобы оно использовало этот новый сегмент для последующей передачи по линии обратной связи.

7. Способ по п.3, содержащий следующую дополнительную операцию: в том случае, если определено, что сегмент с предварительно выполненной скачкообразной перестройкой частоты не может быть предоставлен, то в абонентское устройство передают сигнал, дающий абонентскому устройству команду предоставить по запросу информацию о контрольном сигнале, относящуюся к каналу передачи контрольных сигналов, используемому абонентским устройством.

8. Способ по п.1, в котором средой беспроводной связи является среда беспроводной связи множественного доступа с ортогональным частотным разделением и с дуплексным временным разделением (TDD OFDMA).

9. Способ по п.1, в котором средой беспроводной связи является среда беспроводной связи широкополосного множественного доступа с кодовым разделением и с дуплексным временным разделением (TDD WCDMA).

10. Устройство, облегчающее принудительную скачкообразную перестройку частоты сегментов полосы частот в среде беспроводной связи, содержащее:
запоминающее устройство, в котором хранят информацию, связанную с назначением сегментов полосы частот для абонентских устройств, находящихся в секторе; и
процессор, соединенный с запоминающим устройством, который назначает и перераспределяет сегменты полосы частот для абонентских устройств согласно заранее заданному графику и обеспечивает скачкообразную перестройку частоты сегментов полосы частот в линии прямой связи согласно схеме скачкообразной перестройки частоты сегмента, которая была использована при предыдущей передаче по линии обратной связи.

11. Устройство по п.10, в котором процессор осуществляет генерацию сигнала для передачи по линии прямой связи в назначенном сегменте полосы частот.

12. Устройство по п.10, дополнительно содержащее узел распределения каналов в линии обратной связи, который определяет, может ли быть предоставлен сегмент полосы частот, и осуществляет генерацию команды для абонентского устройства, чтобы оно переключилось на новый сегмент полосы частот, в том случае, когда сегмент полосы частот не может быть предоставлен.

13. Устройство по п.10, дополнительно содержащее узел выдачи запроса на получение информации о контрольном сигнале, который обеспечивает выдачу команды для абонентского устройства, чтобы оно предоставило по запросу информацию о контрольном сигнале в том случае, когда детектор канала линии обратной связи не может распознать канал линии обратной связи в сигнале, принятом по линии обратной связи.

14. Устройство по п.10, дополнительно содержащее узел скачкообразной перестройки частоты, который осуществляет генерацию команд скачкообразной перестройки частоты сегментов полосы частот, облегчающих перераспределение сегментов полосы частот между абонентскими устройствами, выполняемое процессором.

15. Устройство по п.14, в котором процессор обеспечивает перераспределение сегментов полосы частот для множества абонентских устройств при передаче по линии прямой связи, давая абонентским устройствам команду использовать перераспределенные сегменты полосы частот при следующей передаче по линии обратной связи.

16. Устройство по п.10, в котором имеющаяся полоса частот для связи между устройством и множеством абонентских устройств разделена на сегменты шириной приблизительно 5 МГц.

17. Устройство по п.10, в котором средой беспроводной связи является среда беспроводной связи множественного доступа с ортогональным частотным разделением и с дуплексным временным разделением (TDD OFDMA).

18. Устройство по п.10, в котором средой беспроводной связи является среда беспроводной связи широкополосного множественного доступа с кодовым разделением и с дуплексным временным разделением (TDD WCDMA).

19. Устройство беспроводной связи, содержащее:
средство разделения полосы частот связи на множество сегментов полосы частот;
средство назначения сегментов полосы частот абонентским устройствам, находящимся в секторе; и
средство перераспределения сегментов полосы частот для абонентских устройств; и
средство выполнения скачкообразной перестройки частоты сегмента полосы частот в линии прямой связи согласно схеме скачкообразной перестройки частоты сегмента, которая была использована при предыдущей передаче по линии обратной связи.

20. Устройство по п.19, дополнительно содержащее средство определения того, может ли быть предоставлен сегмент полосы частот.

21. Устройство по п.20, дополнительно содержащее средство передачи сигнала по нисходящей линии связи в назначенном сегменте полосы частот.

22. Устройство по п.21, дополнительно содержащее средство обеспечения перераспределения сегментов полосы частот в сигнале, переданном по нисходящей линии связи.

23. Устройство по п.19, дополнительно содержащее средство выдачи запроса на получение предоставляемой по запросу информации о канале передачи контрольных сигналов из абонентского устройства в сигнале, переданном по нисходящей линии связи.

24. Устройство по п.23, дополнительно содержащее средство передачи последующего сигнала по нисходящей линии связи с использованием канала передачи контрольных сигналов, определенного из информации, полученной в ответ на запрос на получение предоставляемой по запросу информации о канале передачи контрольных сигналов.

25. Устройство по п.19, отличающееся тем, что используется в среде беспроводной связи множественного доступа с ортогональным частотным разделением и с дуплексным временным разделением (TDD OFDMA).

26. Устройство по п.19, отличающееся тем, что используется в среде беспроводной связи широкополосного множественного доступа с кодовым разделением и с дуплексным временным разделением (TDD WCDMA).

27. Считываемый посредством компьютера носитель информации, содержащий хранящиеся на нем исполняемые компьютером команды для улучшения использования полосы частот и обеспечения поддержки формирования диаграммы направленности антенны с дуплексным временным разделением в среде беспроводной связи, а именно команды для:
определения сегмента полосы частот, использованного абонентским устройством при принятой передаче по линии обратной связи;
передачи сигнала в последующем временном интервале передачи по линии прямой связи с использованием этого определенного сегмента полосы частот;
назначения абонентскому устройству нового сегмента полосы частот с предварительно выполненной скачкообразной перестройкой частоты для его использования в следующем временном интервале передачи по линии обратной связи; и
скачкообразной перестройки частоты сегментов полосы частот в линии прямой связи согласно схеме скачкообразной перестройки частоты сегмента, которая была использована при предыдущей передаче по линии обратной связи.

28. Считываемый посредством компьютера носитель информации по п.27, дополнительно содержащий команды для определения того, может ли быть предоставлен сегмент полосы частот с предварительно выполненной скачкообразной перестройкой частоты во время передачи по линии прямой связи.

29. Считываемый посредством компьютера носитель информации по п.28, дополнительно содержащий команды для передачи сигнала по линии прямой связи в том случае, если может быть предоставлен сегмент полосы частот с предварительно выполненной скачкообразной перестройкой частоты.

30. Считываемый посредством компьютера носитель информации по п.28, дополнительно содержащий команды для передачи в абонентское устройство сведений о новом назначенном ему сегменте полосы частот и для управления абонентским устройством таким образом, чтобы оно использовало этот новый сегмент для последующей передачи по линии обратной связи в том случае, если сегмент полосы частот с предварительно выполненной скачкообразной перестройкой частоты не может быть предоставлен.

31. Считываемый посредством компьютера носитель информации по п.28, дополнительно содержащий команды для передачи в абонентское устройство сигнала, дающего абонентскому устройству указание предоставить по запросу информацию о контрольном сигнале, относящуюся к каналу передачи контрольных сигналов, используемому абонентским устройством, в том случае, если сегмент полосы частот с предварительно выполненной скачкообразной перестройкой частоты не может быть предоставлен.

32. Процессор, выполняющий команды для повышения пропускной способности в среде беспроводной связи, а эти команды содержат:
команды, обеспечивающие прием сигнала по линии обратной связи в сегменте полосы частот;
команды, обеспечивающие передачу сигнала в последующем временном интервале передачи по линии прямой связи в том же самом сегменте полосы частот;
команды, обеспечивающие назначение абонентскому устройству нового сегмента полосы частот для его использования в следующем временном интервале передачи по линии обратной связи; и
команды, обеспечивающие скачкообразную перестройку частоты сегментов полосы частот в линии прямой связи согласно схеме скачкообразной перестройки частоты сегмента, которая была использована при предыдущей передаче по линии обратной связи.

33. Процессор по п.32, в котором команды дополнительно содержат команды, обеспечивающие передачу сигнала по линии прямой связи в том случае, если может быть предоставлен новый сегмент полосы частот.

34. Процессор по п.32, в котором команды дополнительно содержат команды, обеспечивающие передачу в абонентское устройство сведений о предоставлении ему альтернативного сегмента полосы частот в том случае, если новый сегмент полосы частот не может быть предоставлен.

35. Процессор по п.32, в котором команды дополнительно содержат команды, обеспечивающие передачу в абонентское устройство сигнала, дающего абонентскому устройству указание предоставить по запросу информацию о контрольном сигнале, относящуюся к каналу передачи контрольных сигналов, используемому абонентским устройством, в том случае, если новый сегмент полосы частот не может быть предоставлен.

36. Способ улучшения использования полосы частот и обеспечения поддержки формирования диаграммы направленности антенны с дуплексным временным разделением в абонентском устройстве в среде беспроводной связи, содержащий следующие операции:
производят передачу сигнала по линии обратной связи в сегменте полосы частот;
в последующем временном интервале передачи по линии прямой связи производят прием сигнала с использованием того же самого сегмента полосы частот; и
получают сведения о назначении нового сегмента полосы частот с предварительно выполненной скачкообразной перестройкой частоты для его использования в следующем временном интервале передачи по линии обратной связи.

37. Способ по п.36, в котором имеющаяся полоса частот для связи разделена на сегменты шириной приблизительно 5 МГц.

38. Способ по п.36, содержащий следующие дополнительные операции: в том случае, если сегмент с предварительно выполненной скачкообразной перестройкой частоты не может быть предоставлен, то в абонентском устройстве получают команду, которая назначает ему новый сегмент полосы частот, и используют этот новый сегмент для последующей передачи по линии обратной связи.

39. Способ по п.36, содержащий следующую дополнительную операцию: в том случае, если определено, что сегмент с предварительно выполненной скачкообразной перестройкой частоты не может быть предоставлен, то в абонентском устройстве производят прием сигнала, дающего абонентскому устройству команду предоставить по запросу информацию о контрольном сигнале, относящуюся к каналу передачи контрольных сигналов, используемому абонентским устройством.

40. Способ по п.36, в котором средой беспроводной связи является среда беспроводной связи множественного доступа с ортогональным частотным разделением и с дуплексным временным разделением (TDD OFDMA).

41. Способ по п.36, в котором средой беспроводной связи является среда беспроводной связи широкополосного множественного доступа с кодовым разделением и с дуплексным временным разделением (TDD WCDMA).

42. Устройство, способствующее улучшению использования полосы частот и обеспечению поддержки формирования диаграммы направленности антенны с дуплексным временным разделением в абонентском устройстве в среде беспроводной связи, содержащее:
передатчик, выполняющий передачу сигнала в сегменте полосы частот при передаче по линии обратной связи; и
приемник, выполняющий прием сигнала в последующем временном интервале передачи по линии прямой связи с использованием того же самого сегмента полосы частот, который был использован при передаче по линии обратной связи, и осуществляющий прием сведений о назначении нового сегмента полосы частот с предварительно выполненной скачкообразной перестройкой частоты для его использования в следующем временном интервале передачи по линии обратной связи;
при этом в следующем временном интервале передачи по линии обратной связи передатчик выполняет передачу сигнала с использованием этого сегмента полосы частот с предварительно выполненной скачкообразной перестройкой частоты.

43. Устройство по п.42, в котором имеющаяся полоса частот для связи разделена на сегменты шириной приблизительно 5 МГц.

44. Устройство по п.42, в котором в том случае, если сегмент с предварительно выполненной скачкообразной перестройкой частоты не может быть предоставлен, то приемник получает сведения о назначении нового сегмента полосы частот и использует этот новый сегмент для последующей передачи по линии обратной связи.

45. Устройство по п.42, в котором в том случае, если определено, что сегмент с предварительно выполненной скачкообразной перестройкой частоты не может быть предоставлен, то приемник получает команду предоставить по запросу информацию о контрольном сигнале, относящуюся к каналу передачи контрольных сигналов, используемому абонентским устройством.

46. Устройство, способствующее улучшению использования полосы частот и обеспечению поддержки формирования диаграммы направленности антенны с дуплексным временным разделением в абонентском устройстве в среде беспроводной связи, содержащее:
средство передачи сигнала в сегменте полосы частот при передаче по линии обратной связи;
средство приема сигнала в последующем временном интервале передачи по линии прямой связи с использованием того же самого сегмента полосы частот; и
средство приема сведений о назначении нового сегмента полосы частот с предварительно выполненной скачкообразной перестройкой частоты для его использования в следующем временном интервале передачи по линии обратной связи.

47. Устройство по п.46, дополнительно содержащее средство приема команды, которая обеспечивает назначение абонентскому устройству нового сегмента полосы частот и использование этого нового сегмента для последующей передачи по линии обратной связи в том случае, если сегмент с предварительно выполненной скачкообразной перестройкой частоты не может быть предоставлен.

48. Устройство по п.47, дополнительно содержащее средство приема в абонентском устройстве сигнала, дающего абонентскому устройству команду предоставить по запросу информацию о контрольном сигнале, относящуюся к каналу передачи контрольных сигналов, используемому абонентским устройством, в том случае, если определено, что сегмент с предварительно выполненной скачкообразной перестройкой частоты не может быть предоставлен.

49. Считываемый посредством компьютера носитель информации, содержащий хранящиеся на нем исполняемые компьютером команды для улучшения использования полосы частот и обеспечения поддержки формирования диаграммы направленности антенны с дуплексным временным разделением в среде беспроводной связи, а именно команды для:
передачи сигнала в сегменте полосы частот при передаче по линии обратной связи;
приема сигнала в последующем временном интервале передачи по линии прямой связи с использованием того же самого сегмента полосы частот; и
приема сведений о назначении нового сегмента полосы частот с предварительно выполненной скачкообразной перестройкой частоты для его использования в следующем временном интервале передачи по линии обратной связи.

50. Считываемый посредством компьютера носитель информации по п.49, дополнительно содержащий команды для приема абонентским устройством команды, назначающей ему новый сегмент полосы частот и предписывающей использование этого нового сегмента при последующей передаче по линии обратной связи, в том случае, если сегмент с предварительно выполненной скачкообразной перестройкой частоты не может быть предоставлен.

51. Считываемый посредством компьютера носитель информации по п.49, дополнительно содержащий команды для приема в абонентском устройстве сигнала, дающего абонентскому устройству указание предоставить по запросу информацию о контрольном сигнале, относящуюся к каналу передачи контрольных сигналов, используемому абонентским устройством, в том случае, если определено, что сегмент с предварительно выполненной скачкообразной перестройкой частоты не может быть предоставлен.

52. Процессор, который выполняет исполняемые компьютером команды для улучшения использования полосы частот и обеспечения поддержки формирования диаграммы направленности антенны с дуплексным временным разделением в абонентском устройстве в среде беспроводной связи, а эти команды содержат:
команды, обеспечивающие передачу сигнала в сегменте полосы частот при передаче по линии обратной связи;
команды, обеспечивающие прием сигнала в последующем временном интервале передачи по линии прямой связи с использованием того же самого сегмента полосы частот; и
команды, обеспечивающие прием сведений о назначении нового сегмента полосы частот с предварительно выполненной скачкообразной перестройкой частоты для его использования в следующем временном интервале передачи по линии обратной связи.

53. Процессор по п.52, в котором команды дополнительно содержат команды, обеспечивающие прием в абонентском устройстве указания о назначении ему нового сегмента полосы частот и использование этого нового сегмента при последующей передаче по линии обратной связи в том случае, если сегмент с предварительно выполненной скачкообразной перестройкой частоты не может быть предоставлен.

54. Процессор по п.52, в котором команды дополнительно содержат команды, обеспечивающие прием в абонентском устройстве сигнала, дающего абонентскому устройству указание предоставить по запросу информацию о контрольном сигнале, относящуюся к каналу передачи контрольных сигналов, используемому абонентским устройством, в том случае, если определено, что сегмент с предварительно выполненной скачкообразной перестройкой частоты не может быть предоставлен.
Приоритет по пунктам:

18.05.2005 по пп.2, 4, 7-9, 13-15, 17-18, 23-26, 31, 40 и 41;

27.10.2005 по пп.1, 3, 5 и 6, 10-12, 16, 19-22, 27-30, 32-39, 42-54.