Настоящая заявка на патент заявляет права на приоритет по отношению к предварительной заявке на патент США Серийный Номер 60/792,027, озаглавленной "ЭКОНОМИЯ ЭНЕРГИИ ВСЛЕДСТВИЕ СИНХРОНИЗАЦИИ РАВНОПРАВНОЙ СВЯЗИ МЕЖДУ MIMO-СТАНЦИЯМИ", зарегистрированной 4 апреля 2006 года, которая настоящим переуступается правопреемнику и включается в настоящее описание путем ссылки.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
I. Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее раскрытие в целом имеет отношение к связи и, более определенно, к технологиям для обнаружения станций для беспроводной связи.
II. Уровень техники
Беспроводные сети связи широко используются для предоставления разнообразных услуг связи, таких как передача голоса, видеовещание, передача пакетных данных, обмен сообщениями и так далее. Эти сети могут быть способны поддерживать связь для множественных пользователей, разделяя доступные сетевые ресурсы. Примеры таких сетей включают в себя беспроводные локальные сети (БЛС) беспроводные глобальные сети (БГС) и беспроводные региональные сети (БРС).
Стандарт IEEE 802.11 поддерживает создание децентрализованных беспроводных сетей. Когда на станции включается питание или она перемещается в новую область, станция ждет сигнал радиомаяка, передаваемый точкой доступа. Если станция принимает сигнал радиомаяка, то станция может послать тестовый запрос к точке доступа. Затем станция может выполнить синхронизацию и связаться с точкой доступа. После этого станция и точка доступа могут осуществлять связь согласно стандарту IEEE 802.11. Если станция не принимает сигнал радиомаяка, то станция может стать точкой доступа и начать периодически передавать сигнал радиомаяка, например каждые 10 - 100 миллисекунд (мс). Между передачами сигнала радиомаяка станция будет переключаться в режим приема и ожидать тестовые обращения, отправленные другими станциями.
Таким образом, станция может или (1) постоянно держать включенным свое принимающее устройство для ожидания сигнала радиомаяка от точки доступа, или (2) поочередно включать свои передающее устройство и принимающее устройство при принятии на себя роли точки доступа. В любом случае станция может потреблять большое количество энергии батареи для обнаружения других станций. Следовательно, в данной области техники существует потребность в технологиях для более эффективного обнаружения других станций.
Раскрытие изобретения
В настоящем документе описываются технологии для обнаружения других станций энергосберегающим способом. В одном варианте осуществления станция может работать в пассивном режиме или в режиме поиска. В пассивном режиме станция задействует одно или более принимающих устройств в течение одного периода на прием в каждом временном интервале. В режиме поиска станция передает в течение последовательности периодов на передачу в одном временном интервале, затем принимает в течение одного периода на прием в следующем временном интервале и повторяет цикл передачи/приема. Продолжительности временного интервала, периода на прием и периода на передачу могут выбираться для достижения хорошей эффективности обнаружения и низкого потребления энергии.
В варианте осуществления иллюстративного сценария обнаружения станция A изначально работает в режиме поиска, а станция B изначально работает в пассивном режиме. Станция A посылает последовательность передач во время своих периодов на передачу. Станция B принимает передачу от станции A во время своего периода на прием, переключается в режим поиска и посылает последовательность передач в течение одного временного интервала. Станция A принимает передачу от станции B во время своего периода на прием. После того как передачи от станции B завершены, каждая станция обнаружит другую станцию и станции A и B смогут выполнить синхронизацию.
В одном аспекте предоставляется устройство, которое включает в себя обрабатывающее устройство и запоминающее устройство. Обрабатывающее устройство может быть выполнено с возможностью эксплуатации, по меньшей мере, одного передающего устройства в течение множественных периодов на передачу в первом временном интервале и эксплуатации, по меньшей мере, одного принимающего устройства в течение периода на прием во втором временном интервале после первого временного интервала.
В других аспектах также могут быть предоставлены способ и средство для эксплуатации, по меньшей мере, одного передающего устройства в течение множественных периодов на передачу в первом временном интервале и эксплуатации, по меньшей мере, одного принимающего устройства в течение периода на прием во втором временном интервале после первого временного интервала. Способ может быть осуществлен в виде инструкций, сохраненных на читаемом обрабатывающим устройством носителе.
В дополнительных аспектах предоставляется устройство, которое включает в себя обрабатывающее устройство и запоминающее устройство. Обрабатывающее устройство может быть выполнено с возможностью эксплуатации, по меньшей мере, одного принимающего устройства на станции, в течение, по меньшей мере, одного периода на прием обнаружения передачи от другой станции во время этого, по меньшей мере, одного периода на прием и эксплуатации, по меньшей мере, одного передающего устройства на станции в течение множественных периодов на передачу после обнаружения передачи от станции.
В дополнительных аспектах также могут быть предоставлены способ и средство для эксплуатации, по меньшей мере, одного принимающего устройства на станции в течение, по меньшей мере, одного периода на прием, обнаружения передачи от другой станции во время этого, по меньшей мере, одного периода на прием и эксплуатации, по меньшей мере, одного передающего устройства на станции в течение множественных периодов на передачу после обнаружения передачи от станции. Способ может быть осуществлен в виде инструкций, сохраненных на читаемом обрабатывающим устройством носителе.
Ниже более подробно описываются различные аспекты и признаки раскрытия предмета изобретения.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Фиг. 1 демонстрирует беспроводную сеть с точкой доступа и множественными станциями.
Фиг. 2 - пассивный режим и режим поиска для обнаружения равноправного узла.
Фиг. 3 - работу двух станций для обнаружения друг друга.
Фиг. 4 - графики средней энергии как функции рабочего цикла приема.
Фиг. 5 - технологический процесс для обнаружения других станций в режиме поиска.
Фиг. 6 - устройство для обнаружения других станций в режиме поиска.
Фиг. 7 - технологический процесс для обнаружения других станций в пассивном режиме.
Фиг. 8 - устройство для обнаружения других станций в пассивном режиме.
Фиг. 9 - структурную схему двух станций.
Фиг. 10 иллюстрирует использование для обнаружения единственного передающего устройства на одной станции и множественных принимающих устройств на другой станции.
ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Технологии обнаружения, описываемые в настоящем документе, могут использоваться для различных беспроводных сетей связи, таких как БЛС, БГС, БРС и так далее. Термины "сеть" и "система" часто используются взаимозаменяемо. БЛС может реализовывать один или более стандартов из семейства стандартов IEEE 802.11. БГС может быть сетью, использующей множественный доступ с кодовым разделением (CDMA - Code Division Multiple Access), сетью, использующей множественный доступ с временным разделением (TDMA - Time Division Multiple Access), сетью, использующей множественный доступ с частотным разделением (FDMA - Freguency Division Multiple Access), сетью, использующей Ортогональный FDMA (OFDMA - Orthogonal FDMA), и т.д. Сеть с множественным доступом может поддерживать связь для множественных пользователей, разделяя доступные сетевые ресурсы. Кроме того, технологии могут использоваться для ячеистых сетей, составленных из узлов, способных переправлять информационный поток для других узлов. Для ясности ниже описываются технологии для БЛС, удовлетворяющей стандарту IEEE 802.11.
Фиг. 1 демонстрирует беспроводную сеть 100 с точкой 110 доступа (ТД) и множественными станциями (СТА). В общем случае беспроводная сеть может включать в себя любое число точек доступа и любое число станций. Станция является устройством, которое может осуществлять связь с другой станцией через беспроводную среду. Станция также может именоваться и может вмещать некоторые или все их функциональные возможности, как терминал, терминал доступа, пользовательский терминал, мобильная станция, мобильное устройство, удаленная станция, пользовательское оборудование, пользовательское устройство, агент пользователя, абонентский пункт, абонентская установка и так далее. Станция может быть сотовым телефоном, беспроводным телефоном, телефоном с поддержкой Протокола Инициации Сеанса (SIP - Session Initiation Protocol), станцией беспроводного абонентского доступа (WLL - Wireless Local Loop), переносным устройством, беспроводным устройством, карманным персональным компьютером (КПК), портативным компьютером, вычислительным устройством, беспроводной картой-модемом, аудиовизуальным устройством (например, телевизионным приемником высокой четкости, DVD-проигрывателем, беспроводной акустической системой, фотокамерой, видеокамерой, сетевой видеокамерой и т.п.) и так далее. Точка доступа является станцией, которая предоставляет доступ к услугам распространения через беспроводную среду для станций, связанных с этой точкой доступа. Точка доступа также может именоваться и может вмещать некоторые или все их функциональные возможности, как базовая станция, базовая приемопередающая подсистема (БПППС), B-узел и так далее. Точка доступа 110 может связываться с сетью 130 передачи данных и может осуществлять связь с другими устройствами через сеть 130.
Точка 110 доступа периодически передает сигнал радиомаяка, который несет преамбулу, идентификатор точки доступа (ИТД) и перечень параметров для работы в сети, сформированных точкой доступа. Станции 112, 114 и 116 находятся в пределах зоны обслуживания точки 110 доступа и могут обнаружить сигнал радиомаяка. Станции 112, 114 и 116 могут выполнить синхронизацию и прийти связаться с точкой 110 доступа. После этого станции 112, 114 и 116 могут осуществлять связь с точкой 110 доступа.
На Фиг. 1 станции 120 и 122 находятся вне пределов зоны обслуживания точки 110 доступа и не обнаруживают сигнал радиомаяка, передаваемый точкой доступа. Станции 120 и 122 могут работать в режиме равноправной связи и осуществлять связь напрямую друг с другом. Однако прежде, чем может быть установлена равноправная связь, каждая станция должна обнаружить другую станцию и выполнить синхронизацию. Изначально, когда станция 120 включается или перемещается в новую область, станция 120 не имеет сведений о присутствии каких-либо соседних станций. Станция 120 может ожидать сигнал радиомаяка в течение временного периода. Если сигнал радиомаяка не принят, то станция 120 может стать точкой доступа и периодически передавать сигнал радиомаяка. Станция 120 может ожидать тестовые обращения, отправленные другими станциями между передачами сигнала радиомаяка. На Фиг. 1 станция 122 находится в пределах зоны обслуживания станции 120 и обнаруживает сигнал радиомаяка от станции 120. Станции 120 и 122 могут выполнить синхронизацию, чтобы получить расчет по времени и другую существенную информацию, и после этого могут работать более энергосберегающим способом.
Станция 120 не обладает информацией о том, когда может появиться другая станция, и обычно ожидает на протяжении всего периода между своими передачами сигналами радиомаяка. Станция 120 может ждать продолжительное время до приема тестового обращения от другой станции или, хуже того, может никогда не принять тестовое обращение. Станция 120 может потреблять большое количество энергии батареи, пытаясь обнаружить другие станции. Станция 120 может быть оборудована множественными антеннами и может подключать множественные принимающие устройства при ожидании передач от других станций. В этом случае станция 120 может потреблять больше энергии батареи, чем станция с единственной антенной в той же ситуации. Более высокое потребление энергии может неблагоприятно влиять на время работы от батареи, что может в таком случае сократить время работы в режиме ожидания между перезарядками батареи и время работы в режиме разговора при осуществлении или приеме вызова.
В одном аспекте описывается схема обнаружения, которая может использоваться для обнаружения других станций энергосберегающим способом. Схема обнаружения дает возможность станции при включении обнаруживать другие станции всего лишь за доли времени и все же достигать хорошей эффективности обнаружения. Схема обнаружения может значительно снизить потребление энергии на протяжении времени ожидания другой станции. Схема обнаружения может использоваться как для станций, оборудованных единственной антенной, так и для станций, оборудованных множественными антеннами.
В одном варианте осуществления схема обнаружения поддерживает два режима, а именно пассивный режим и режим поиска. Станция может работать или в пассивном режиме, или в режиме поиска в любой данный момент и может переключаться между двумя режимами, как описано ниже. Станция может использовать пассивный режим для обнаружения передач от других станций. Станция может использовать режим поиска для информирования других станций о присутствии станции, а также для обнаружения передач от других станций.
График времени передач может быть разделен на временные интервалы. Продолжительность одного временного интервала именуется как время синхронизации. Схема обнаружения дает возможность одной станции обнаруживать другую станцию в среднем за время синхронизации. Время синхронизации может выбираться на основании различных показателей, таких как требуемая скорость обнаружения, требуемая экономии энергии и так далее. Время синхронизации приблизительно в 1 секунду было бы сравнимо со временем обнаружения базовой станцией сотового телефона (станции). Другие продолжительности также могут использоваться для времени синхронизации. Все станции могут использовать одинаковое время синхронизации для хорошей эффективности обнаружения, хотя это и не обязательно.
Фиг. 2 демонстрирует вариант осуществления пассивного режима. В этом варианте осуществления пассивный режим включает в себя один временной период включения принимающего устройства в каждом временном интервале. Временной период включения принимающего устройства (или просто, период на прием) является периодом, на протяжении которого станция включает одно или более принимающих устройств, для ожидания передач от других станций. Продолжительность периода на прием называется продолжительностью приема и обозначена как RX. Поскольку обычно станции не синхронизируются, расчет по времени каждой станции будет отличаться от расчета по времени других станций. Поэтому начало периодов на прием данной станции может происходить в произвольные моменты времени по отношению к другим станциям.
Фиг. 2 демонстрирует также вариант осуществления режима поиска. В этом варианте осуществления режим поиска включает в себя последовательность циклов передачи/приема. Каждый цикл передачи/приема включает в себя один временной интервал с последовательностью временных периодов включения передающего устройства, за которым следует другой временной интервал с одним временным периодом включения принимающего устройства. Временной период включения передающего устройства (или просто, период на передачу) является периодом, на протяжении которого станция передает, чтобы дать возможность обнаружения этой станции другими станциями. Продолжительность периода на передачу называется продолжительностью передачи и обозначена как TX. Временной период включения принимающего устройства в режиме поиска может быть таким же, как временной период включения принимающего устройства в пассивном режиме.
Продолжительность приема может быть задана более длительной, чем продолжительность передачи, что не может вызывать чрезмерный разряд батареи, потому что потребляемая энергия обычно меньше при приеме, чем при передаче. Один период на передачу может присутствовать в каждом периоде на прием, а временной отрезок между последовательными периодами на передачу может быть равен или меньше, чем продолжительность приема. Это гарантирует, что передача от одной станции в одном периоде на передачу может быть принята другой станцией в одном периоде на прием.
Фиг. 3 демонстрирует работу двух станций для обнаружения друг друга. Станция A изначально работает в режиме поиска, а станция B изначально работает в пассивном режиме. Станция A посылает последовательность передач во время своих периодов на передачу, начиная с момента времени T1. Станция B принимает передачу от станции A во время своего периода на прием, начиная с момента времени T2. После приема передачи от станции A станция B переключается в режим поиска и посылает последовательность передач в течение одного временного интервала, начиная с момента времени T3. Каждая передача от станции B дает возможность станции A обнаружить станцию B. Станция A принимает передачу от станции B во время своего периода на прием, начиная с момента времени T4. В момент времени T5 передачи от станции B завершаются. Станции A и B могут после этого выполнить синхронизацию, например, в соответствии с информацией, входящей в передачу от станции B.
Две станции могут находиться в режиме поиска, и их временные интервалы на передачу и на прием могут изначально перекрывать друг друга. Типичная погрешность частоты в их синхронизирующих импульсах уравновесит их расчет по времени через некоторое время, и две станции будут способны обнаружить друг друга.
Передача или пакет, отправленный во время периода на передачу в режиме поиска, может включать в себя различные виды информации, уместной для равноправной связи. Передача от станции A на Фиг. 3 может включать в себя любую информацию, отправленную в сигнале радиомаяка в соответствии со стандартом IEEE 802.11, такую как временная метка, информация о характеристиках, идентификационная информация и так далее. Передача от станции A также может включать в себя адрес станции, временные интервалы передачи/приема, порядковый номер передаваемого импульсного сигнала, мощность станции, поддерживаемые режимы и скорости и так далее. Передача или пакет, отправленный в ответ на обнаружение передачи от другой станции, также может включать в себя различные виды информации, уместной для равноправной связи. Передача от станции B на Фиг. 3 может включать в себя адрес станции, временную метку, информацию о характеристиках (например, поддерживаемые режимы и скорости) и так далее. Передача от станции B также может включать в себя существенную информацию для процедуры синхронизации, например указание относительно того, какая станция будет передавать следующей и когда.
Обычно станция использует кварцевый генератор для обеспечения относительно точной частоты, хотя могут также использоваться другие генераторы. IEEE 802.11 требует, чтобы отклонение частоты генератора было в пределах ±20 миллионных долей (промилле). Кварцевый генератор не обеспечивает точное абсолютное время. Следовательно, начало периодов на передачу и/или периодов на прием станции происходит в произвольные моменты времени по отношению к другим станциям. Тем не менее, продолжительность передачи, продолжительность приема и время синхронизации являются относительно точными (например, в пределах 0,008%) для станций.
Вариант осуществления, изображенный на Фиг. 2 и 3, использует относительно точный расчет по времени, имеющийся на станциях. Поскольку один период на передачу присутствует в каждом периоде на прием, станция B, работающая в пассивном режиме, может принять передачу от станции A, даже когда станция B включает свое принимающее устройство(ва) в течение малой доли (например, 1%) времени. Более того, поскольку станция A передает на протяжении всего временного интервала в каждом цикле передачи/приема, станция B примет передачу от станции A самое большее за два периода на прием. Среднее время для обнаружения станции, таким образом, равно времени синхронизации.
Время синхронизации, продолжительность приема и продолжительность передачи могут выбираться разными способами. Продолжительность передачи может определяться как минимальное время для передачи заданного пакета, который позволяет другим станциям обнаружить передающую станцию. Продолжительность передачи, таким образом, может определяться различными системными параметрами, такими как ширина полосы пропускания системы или скорость передачи элементов сигнала, минимальный размер пакета и так далее. В одном исполнении продолжительность передачи выбирается, чтобы быть равной приблизительно 100 микросекундам (мкс). Другая продолжительность передачи тоже может использоваться. Время синхронизации может выбираться на основании различных показателей, как описано выше, и может быть равным приблизительно 1 секунде. Продолжительность приема может выбираться, как описано ниже.
Рабочий цикл приема в пассивном режиме и в режиме поиска может быть выражен в виде:
где Trx является временным отрезком, в котором включено принимающее устройство(ва),
Tsync является временем синхронизации, и
Drx является рабочим циклом приема.
Рабочий цикл передачи в режиме поиска может быть выражен в виде:
где Ttx является временным отрезком, в котором передающее устройство(ва) включено, и
Dtx является рабочим циклом передачи.
Если исходить из уравнения (2), продолжительность приема может быть задана в виде: Trx = Ttx/Dtx и она зависит как от продолжительности передачи, так и от рабочего цикла передачи. Например, если требуемый рабочий цикл передачи составляет 1%, то продолжительность приема может быть задана в виде:
Trx = 100·Ttx.
Средняя энергия, потребляемая в режиме поиска, может быть выражена в виде:
где Prx является количеством энергии, потребляемой при включенном принимающем устройстве(вах),
Ptx является количеством энергии, потребляемой при включенном передающем устройстве(вах), и
Pavg является средней энергией, потребляемой в режиме поиска.
Фиг. 4 демонстрирует графики средней энергии в режиме поиска в зависимости от рабочего цикла приема для трех различных времен синхронизации. Графики составлены для примера, в котором
Ttx = 100 мкс, Prx = 500 милливатт (мВт), и Ptx = 1500 мВт. Тогда уравнение (3) может быть упрощено следующим образом:
График 410 показывает среднюю энергию в зависимости от рабочего цикла приема (Drx) для случая, когда Tsync = 0,2 секунды. График 412 показывает среднюю энергию в зависимости от рабочего цикла приема для случая, когда Tsync = 1 секунда. График 414 показывает среднюю энергию в зависимости от рабочего цикла приема для случая, когда Tsync = 5 секунд. Таблица 1 задает наименьшую среднюю энергию (Min Pavg), рабочий цикл приема (Drx), рабочий цикл передачи (Dtx), продолжительность приема (Trx) и продолжительность передачи (Ttx) для времен синхронизации 0,2 секунды, 1 секунда и 5 секунд. Таблица показывает, что наименьшая средняя энергия уменьшается с увеличением времени синхронизации. Таблица также показывает, что рабочие циклы приема и передачи в целом уменьшаются с увеличением времени синхронизации. Значения в Таблице приведены для примера, в котором Ptx является втрое большей, чем Prx. Для других соотношений Ptx и Prx могут быть получены другие значения.
Вообще, для времени синхронизации, продолжительности приема и продолжительности передачи могут быть выбраны различные значения. В одном исполнении время синхронизации приблизительно равно 1 секунде, продолжительность приема приблизительно равна 10 мс и продолжительность передачи приблизительно равна 100 мкс. Это исполнение дает рабочий цикл приема в 1% и рабочий цикл передачи в 1%.
Как в пассивном режиме, так и в режиме поиска станция может снизить потребление энергии электрической схемой, насколько возможно, между своими периодами на передачу и/или периодами на прием. Поскольку рабочие циклы передачи и приема могут быть небольшими, станция может иметь возможность снизить потребление энергии в течение большой части времени и может иметь возможность существенно уменьшить потребление энергии. В исполнении, описанном выше в случае Tsync = 1 с, Trx = 10 мс, Ttx = 100 мкс, Prx = 500 мВт и Ptx = 1500 мВт, средняя энергия равна 10 мВт. Для сравнения, станция, которая постоянно принимает, потребляла бы 500 мВт, а станция, которая периодически передает сигнал радиомаяка и принимает между передачами сигнала радиомаяка, потребляла бы больше 500 мВт. Технологии обнаружения, таким образом, могут существенно снизить потребляемую энергию, например, с 500 мВт до 10 мВт.
Фиг. 5 демонстрирует технологический процесс 500 для обнаружения других станций в режиме поиска. По меньшей мере, одно передающее устройство задействуется в течение множественных периодов на передачу в первом временном интервале (блок 512). Информация для равноправной связи (например, такая как любая информация, описанная выше) отправляется во время множественных периодов на передачу (блок 514). По меньшей мере, одно принимающее устройство задействуется во время периода на прием во втором временном интервале после первого временного интервала (блок 516). Информация для равноправной связи может быть обнаружена со стороны других станций во время периода на прием (блок 518). Передающее устройство(ва) и принимающее устройство(ва) могут задействоваться в течение последовательности циклов передачи/приема, причем каждый цикл содержит первый и второй временные интервалы. Синхронизация выполняется после обнаружения передачи от другой станции во время периода на прием (блок 520).
Каждый период на передачу может составлять долю (например, по меньшей мере, в десять раз меньшую) периода на прием. Период на прием может составлять долю (например, по меньшей мере, в десять раз меньшую) второго временного интервала, который может быть равен первому временному интервалу. Каждый период на передачу может быть 100 мкс, а период на прием может быть 10 мс. Некоторые другие продолжительности тоже могут использоваться для периодов на передачу и прием. Временной отрезок между последовательными периодами на передачу может быть равен или меньше, чем продолжительность периода на прием.
Фиг. 6 демонстрирует устройство 600 для обнаружения других станций в режиме поиска. Устройство 600 включает в себя средство для эксплуатации, по меньшей мере, одного передающего устройства в течение множественных периодов на передачу в первом временном интервале (блок 612), средство для отправки информации для равноправной связи во время множественных периодов на передачу (блок 614), средство для эксплуатации, по меньшей мере, одного принимающего устройства в течение периода на прием во втором временном интервале после первого временного интервала (блок 616), средство для обнаружения информации для равноправной связи от других станций во время периода на прием (блок 618) и средство для выполнения синхронизации после обнаружения передачи от другой станции во время периода на прием (блок 620).
Фиг. 7 демонстрирует технологический процесс 700 для обнаружения других станций в пассивном режиме. По меньшей мере, одно принимающее устройство задействуется в течение, по меньшей мере, одного периода на прием (блок 712). Передача от другой станции обнаруживается во время упомянутого, по меньшей мере, одного периода на прием (блок 714). Информация для равноправной связи получается из обнаруженной передачи (блок 716). По меньшей мере, одно передающее устройство задействуется в течение множественных периодов на передачу после обнаружения передачи от другой станции (блок 718). Информация для равноправной связи отправляется во время множественных периодов на передачу (блок 720). Затем выполняется синхронизация с другой станцией, после множественных периодов на передачу (блок 722).
Фиг. 8 демонстрирует устройство 800 для обнаружения других станций в пассивном режиме. Устройство 800 включает в себя средство для эксплуатации, по меньшей мере, одного принимающего устройства в течение, по меньшей мере, одного периода на прием (блок 812), средство для обнаружения передачи от другой станции (блок 814), средство для получения информации для равноправной связи из обнаруженной передачи (блок 816), средство для эксплуатации, по меньшей мере, одного передающего устройства в течение множественных периодов на передачу после обнаружения передачи от другой станции (блок 818), средство для отправки информации для равноправной связи во время множественных периодов на передачу (блок 820) и средство для выполнения синхронизации с другой станцией после множественных периодов на передачу (блок 822).
В вариантах осуществления, описанных выше, поддерживаются пассивный режим и режим поиска. Станция может работать в пассивном режиме в течение периода времени перед переключением в режим поиска. Станция также может периодически или псевдослучайно менять интервал передачи и приема в режиме поиска, например, чтобы предотвратить совпадения во времени с циклом передачи/приема другой станции. В других вариантах осуществления могут также поддерживаться другие и/или дополнительные режимы.
Технологии обнаружения, изложенные в настоящем описании, могут использоваться как для станций с единственной антенной, так и для станций с множественными антеннами. Согласно технологии организации передачи данных со многими входами и выходами (MIMO - Multi-Input Multi-Output) передача может быть отправлена от одной станции с множественными передающими антеннами на другую станцию с множественными приемными антеннами. MIMO может использоваться для увеличения пропускной способности и/или повышения надежности.
Фиг. 9 демонстрирует структурную схему станций 120 и 122, изображенных на Фиг. 1. Станция 120 оборудована множественными (T) антеннами, а станция 122 оборудована множественными (R) антеннами. Каждая антенна может быть физической антенной или антенной решеткой.
На станции 120 устройство 914 обработки данных передачи принимает данные информационного потока от источника 912 данных и другие данные (например, информацию для равноправной связи) от управляющего устройства 930. Устройство 914 обработки данных передачи обрабатывает (например, форматирует, кодирует, осуществляет перемежение и отображение символов) данные и генерирует символы данных. Устройство 916 пространственной обработки передачи уплотняет пилот-символы с символами данных, выполняет пространственную обработку передачи на уплотненных символах данных и пилот-символах и предоставляет до T потоков выходных символов для до T передающих устройств (ПРДУ) 918a-918t. Каждое передающее устройство 918 обрабатывает (например, модулирует, преобразует в аналоговую форму, фильтрует, усиливает и проводит повышающее преобразование) свой поток выходных символов и генерирует модулированный сигнал. До T модулированных сигналов от передающих устройств 918a-918t передаются от антенн 920a-920t соответственно.
На станции 122 R антенн 952a-952r принимают модулированные сигналы от станции 120, и каждая антенна 952 предоставляет принятый сигнал на соответствующее принимающее устройство (ПРНУ) 954. Каждое принимающее устройство 954 обрабатывает (например, фильтрует, усиливает, проводит понижающее преобразование, преобразует в цифровую форму и демодулирует) свой принятый сигнал и предоставляет принятые символы. Устройство 956 пространственной обработки приема выполняет обнаружение на полученных символах и предоставляет оценки символов данных. Устройство 958 обработки данных приема дополнительно обрабатывает (например, осуществляет обратное перемежение и декодирование) оценки символов данных и предоставляет декодированные данные на устройство 960 приема данных.
Для передачи в другом направлении на станции 122 данные информационного потока от источника 962 данных и другие данные (например, информация для равноправной связи) от управляющего устройства 970 обрабатываются устройством 964 обработки данных передачи, уплотняются с пилот-символами и подвергаются пространственной обработке устройством 966 пространственной обработки передачи и дополнительно обрабатываются до R передающими устройствами 954a-954r для генерирования до R модулированных сигналов, которые передаются через антенны 952a-952r. На станции 120 модулированные сигналы от станции 122 принимаются T антеннами 920a-920t, обрабатываются до T принимающими устройствами 918a-918t, подвергаются пространственной обработке устройством 922 пространственной обработки приема и дополнительно обрабатываются устройством 924 обработки данных приема для восстановления данных, отправленных станцией 122.
Управляющие/обрабатывающие устройства 930 и 970 управляют работой на станциях 120 и 122 соответственно. Запоминающие устройства 932 и 972 сохраняют данные и управляющие программы для станций 120 и 122 соответственно.
Вообще говоря, для обнаружения равноправного узла любое число передающих устройств может задействоваться во время периодов на передачу и любое число принимающих устройств может задействоваться во время периодов на прием. Например, может задействоваться одно передающее устройство (например, с максимальной мощностью излучения) во время периодов на передачу и могут задействоваться все принимающие устройства во время периодов на прием. Использование единственного передающего устройства снижает потребление энергии и предотвращает непредусмотренное управление положением диаграммы направленности антенны, которое может иметь место при передаче от множественных антенн. Использование множественных (например, всех) принимающих устройств обеспечивает разнесение приема, повышает эффективность обнаружения и может увеличить дальность приема.
Фиг. 10 иллюстрирует использование единственного передающего устройства на станции 120 и всех принимающих устройств на станции 122 для обнаружения. На станции 120 информация для равноправной связи обрабатывается устройством 914 обработки данных передачи, пропускается через устройство 916 пространственной обработки передачи (не показано на Фиг. 10), предварительно обрабатывается передающим устройством 918a и передается через антенну 920a. На станции 122 модулированный сигнал от станции 120 принимается через антенны 952a-952r, обрабатывается устройством 956 пространственной обработки приема и дополнительно обрабатывается устройством 958 обработки данных приема, чтобы восстановить информацию для равноправной связи, отправленную станцией 120. Станция 122 тоже может отправлять равноправную связь через единственное передающее устройство, а станция 120 может принимать равноправную связь через множественные принимающие устройства.
Технологии обнаружения, изложенные в настоящем описании, могут быть реализованы различными способами. Например, эти технологии могут быть реализованы в аппаратном обеспечении, программно-аппаратном обеспечении, программном обеспечении или их комбинации. В случае аппаратной реализации блоки обработки, используемые для выполнения обнаружения, могут быть реализованы в одной или более специализированных интегральных схемах (СИС), цифровых сигнальных процессорах (ЦСП), устройствах для цифровой обработки сигнала (УЦОС), программируемых логических устройствах (ПЛУ), программируемых вентильных матрицах (ПВМ), обрабатывающих устройствах, управляющих устройствах, микроконтроллерах, микропроцессорах, электронных устройствах, других электронных модулях, сконструированных с возможностью выполнения функций, изложенных в настоящем описании, или их комбинации.
В случае программно-аппаратной и/или программной реализации технологии могут быть реализованы с использованием инструкций (например, процедур, функций, модулей и так далее), которые выполняют функции, изложенные в настоящем описании. Инструкции, которые могут быть воплощены в микропрограммных и/или программных кодах, могут сохраняться на запоминающем устройстве (например, запоминающее устройство 932 или 972 на Фиг. 9) и исполняться обрабатывающим устройством (например, обрабатывающим устройством 930 или 970). Запоминающее устройство может быть реализовано внутри обрабатывающего устройства или находиться вне обрабатывающего устройства.
Предшествующее описание раскрываемых вариантов осуществления предоставлено, чтобы дать возможность любому специалисту в данной области техники изготавливать или использовать раскрытие предмета изобретения. Специалистам в данной области техники будут очевидны различные модификации для этих вариантов осуществления, а базовые принципы, определенные в настоящем описании, могут применяться к другим вариантам осуществления, без отступления от сущности и объема настоящего раскрытия. Таким образом, настоящее раскрытие не предназначено для ограничения вариантами осуществления, отображенными в настоящем описании, но должно соответствовать самой широкой области, согласующейся с принципами и новыми признаками, раскрытыми в настоящем описании.
Заявленное изобретение относится к беспроводной связи. Технический результат состоит в эффективном обнаружении других станций энергосберегающим способом, когда станция может работать в пассивном режиме или в режиме поиска. В пассивном режиме станция принимает в течение одного периода на прием в каждом временном интервале. В режиме поиска станция передает в течение последовательности периодов на передачу в одном временном интервале, затем принимает в течение одного периода на прием в следующем временном интервале и повторяет цикл передачи/приема. В иллюстративном сценарии станция А работает в режиме поиска и посылает последовательность передач во время своих периодов на передачу. Станция В работает в пассивном режиме, принимает передачу от станции А во время своего периода на прием, переключается в режим поиска и посылает последовательность передач в течение одного временного интервала. Станция А принимает передачу от станции В во время своего периода на прием. После обнаружения друг друга станции А и В могут выполнить синхронизацию. 8 н. и 24 з.п. ф-лы, 10 ил., 1 табл.
1. Устройство для обнаружения станций, которое содержит:
по меньшей мере, один процессор, выполненный с возможностью управления, по меньшей мере, одним передатчиком в течение множественных периодов на передачу в первом временном интервале и управления, по меньшей мере, одним приемником в течение периода на прием во втором временном интервале после первого временного интервала; и
запоминающее устройство, связанное, по меньшей мере, с одним процессором.
2. Устройство по п.1, в котором, по меньшей мере, один процессор выполнен с возможностью отправки информации для равноправной связи во время множественных периодов на передачу.
3. Устройство по п.1, в котором, по меньшей мере, один процессор выполнен с возможностью обнаружения информации для равноправной связи во время периода на прием.
4. Устройство по п.1, в котором, по меньшей мере, один процессор выполнен с возможностью выполнения синхронизации по отношению к другой станции после обнаружения передачи от другой станции во время периода на прием.
5. Устройство по п.1, в котором каждый период на передачу составляет долю периода на прием и период на прием составляет долю второго временного интервала.
6. Устройство по п.1, в котором время между последующими периодами на передачу равно или меньше, чем время периода на прием.
7. Устройство по п.1, в котором каждый период на передачу, по меньшей мере, в десять раз меньше, чем период на прием.
8. Устройство по п.1, в котором период на прием, по меньшей мере, в десять раз меньше, чем второй временной интервал.
9. Устройство по п.1, в котором каждый период на передачу равен 100 мкс, а период на прием равен 10 мс.
10. Устройство по п.1, в котором первый временной интервал равен второму временному интервалу.
11. Устройство по п.1, в котором, по меньшей мере, один процессор выполнен с возможностью управления, по меньшей мере, одним передатчиком и, по меньшей мере, одним приемником в течение множественных циклов передачи и приема, причем каждый цикл содержит первый и второй временные интервалы.
12. Устройство по п.1, в котором, по меньшей мере, один процессор выполнен с возможностью управления единственным передатчиком в течение множественных периодов на передачу и управления множественными приемниками в течение периода на прием.
13. Способ для обнаружения станций, содержащий этапы, на которых:
задействуют, по меньшей мере, один передатчик на станции в течение множественных периодов на передачу в первом временном интервале и
задействуют, по меньшей мере, один приемник на станции в течение периода на прием во втором временном интервале после первого временного интервала.
14. Способ по п.13, который дополнительно содержит этапы, на которых:
отправляют информацию для равноправной связи во время множественных периодов на передачу и
обнаруживают информацию для равноправной связи во время периода на прием.
15. Способ по п.13, который дополнительно содержит этап, на котором
выполняют синхронизацию по отношению к другой станции после обнаружения передачи от другой станции во время периода на прием.
16. Устройство для обнаружения станций, которое содержит:
средство для управления, по меньшей мере, одним передатчиком в течение множественных периодов на передачу в первом временном интервале и
средство для управления, по меньшей мере, одним приемниом в течение периода на прием во втором временном интервале после первого временного интервала.
17. Устройство по п.16, которое дополнительно содержит:
средство для отправки информации для равноправной связи во время множественных периодов на передачу и
средство для обнаружения информации для равноправной связи во время периода на прием.
18. Устройство по п.16, которое дополнительно содержит:
средство для выполнения синхронизации по отношению к другой станции после обнаружения передачи от другой станции во время периода на прием.
19. Машиночитаемое запоминающее устройство для обнаружения станций, включающее в себя инструкции, сохраненные на нем, при обращении к которым один или более процессоров осуществляет:
управление, по меньшей мере, одним передатчиком в течение множественных периодов на передачу в первом временном интервале и
управление, по меньшей мере, одним приемником в течение периода на прием во втором временном интервале после первого временного интервала.
20. Устройство для обнаружения станций, которое содержит:
по меньшей мере, один процессор, выполненный с возможностью управления, по меньшей мере, одним приемником на станции в течение, по меньшей мере, одного периода на прием, обнаружения передачи от другой станции во время, по меньшей мере, одного периода на прием и управления, по меньшей мере, одним передатчиком на станции в течение множественных периодов на передачу после обнаружения передачи от другой станции; и
запоминающее устройство, связанное с, по меньшей мере, одним процессором.
21. Устройство по п.20, в котором, по меньшей мере, один процессор выполнен с возможностью обнаружения информации для равноправной связи во время, по меньшей мере, одного периода на прием.
22. Устройство по п.20, в котором, по меньшей мере, один процессор выполнен с возможностью отправки информации для инициации равноправной связи во время множественных периодов на передачу.
23. Устройство по п.22, в котором информация для инициации равноправной связи содержит временную метку.
24. Устройство по п.20, в котором, по меньшей мере, один процессор выполнен с возможностью выполнения синхронизации с другой станцией после множественных периодов на передачу.
25. Устройство по п.20, в котором, по меньшей мере, один процессор выполнен с возможностью управления множественными приемниками в течение, по меньшей мере, одного периода на прием и управления единственным передатчиком в течение множественных периодов на передачу.
26. Способ для обнаружения станций, содержащий этапы, на которых:
задействуют, по меньшей мере, один приемник на станции в течение, по меньшей мере, одного периода на прием;
обнаруживают передачу от другой станции во время, по меньшей мере, одного периода на прием и
задействуют, по меньшей мере, один приемник на станции в течение множественных периодов на передачу после обнаружения передачи от другой станции.
27. Способ по п.26, который дополнительно содержит этапы, на которых:
принимают информацию для равноправной связи во время, по меньшей мере, одного периода на прием и
отправляют информацию для равноправной связи во время множественных периодов на передачу.
28. Способ по п.26, который дополнительно содержит этап, на котором
выполняют синхронизацию с другой станцией после множественных периодов на передачу.
29. Устройство для обнаружения станций, которое содержит:
средство для управления, по меньшей мере, одним приемником на станции в течение, по меньшей мере, одного периода на прием;
средство для обнаружения передачи от другой станции во время, по меньшей мере, одного периода на прием и
средство для управления, по меньшей мере, одним передатчиком на станции в течение множественных периодов на передачу после обнаружения передачи от другой станции.
30. Устройство по п.29, которое дополнительно содержит:
средство для приема информации для равноправной связи во время, по меньшей мере, одного периода на прием и
средство для отправки информации для равноправной связи во время множественных периодов на передачу.
31. Устройство по п.29, которое дополнительно содержит:
средство для выполнения синхронизации со станцией после множественных периодов на передачу.
32. Машиночитаемое запоминающее устройство для обнаружения станций, включающее в себя инструкции, сохраненные на нем, при обращении к которым один или более процессоров осуществляют
управление, по меньшей мере, одним приемником в течение, по меньшей мере, одного периода на прием;
обнаружение передачи от станции и
управление, по меньшей мере, одним передатчиком в течение множественных периодов на передачу после обнаружения передачи от станции.
| US 2005177639 A1, 11.08.2005 | |||
| УСТРОЙСТВО КОММУТАЦИИ С ВРЕМЕННЫМ РАЗДЕЛЕНИЕМ ДЛЯ ЭЛЕКТРОННОЙ СИСТЕМЫ ОБМЕНА ДАННЫМИ | 1997 |
|
RU2176131C2 |
| СПОСОБ ПАКЕТНОГО ОБМЕНА В ЛОКАЛЬНОЙ СЕТИ | 1997 |
|
RU2136113C1 |
| Иловая площадка | 1988 |
|
SU1578086A1 |
| US 2005032556 A1, 10.02.2005. | |||
