СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОДДЕРЖКИ СВЯЗИ В ПИКОСЕТЯХ Российский патент 2011 года по МПК H04W88/02 H04W16/16 

Область техники, к которой относится изобретение

[0001] Настоящее изобретение в целом относится к связи и, более конкретно, к способам расширения зоны действия сети беспроводной связи.

Предшествующий уровень техники

[0002] Сети беспроводной связи широко используются для обеспечения различных служб связи, таких как передача голоса, видео, пакетных данных, обмена сообщениями, вещание и т.д. Эти беспроводные сети могут быть сетями множественного доступа, которые способны поддерживать множество пользователей посредством совместного использования доступных ресурсов сети. Примеры таких сетей множественного доступа включают в себя сети множественного доступа с кодовым разделением каналов (CDMA), сети множественного доступа с временным разделением каналов (TDMA), сети множественного доступа с частотным разделением каналов (FDMA), сети с ортогональным FDMA (OFDMA) и т.д.

[0003] В беспроводной сети беспроводное устройство (например, сотовый телефон) может связываться с базовой станцией с помощью нисходящей линии связи и восходящей линии связи. Нисходящая линия связи (или прямая линия связи) относится к линии связи от базовой станции к беспроводному устройству, и восходящая линия связи (или обратная линия связи) относится к линии связи от беспроводного устройства к базовой станции. Беспроводное устройство может успешно связываться с базовой станцией, если базовая станция может достигнуть хорошего качества принятого сигнала или лучшего для этого беспроводного устройства, и наоборот. Однако беспроводное устройство и/или базовая станция могут быть не в состоянии достигнуть хорошего качества принятого сигнала в некоторых операционных сценариях. Например, беспроводное устройство может находиться слишком далеко от базовой станции и/или может быть установлено в помещении и находиться в пределах дома или здания. Для беспроводного устройства может быть желательно, чтобы оно было в состоянии получить услуги связи даже в этих операционных сценариях.

[0004] Поэтому в данной области техники существует потребность в способах по улучшению зоны действия сети беспроводной связи.

Сущность изобретения

[0005] Способы для расширения зоны действия (охвата) сети беспроводной связи (например, сотовой сети), установленной в помещении и других местоположениях, описаны ниже. В аспекте базовая станция пикосети (PBS) поддерживает связь для беспроводных устройств (например, сотовых телефонов) в пикосети (piconet). Пикосеть может охватывать дом, офис, здание и т.д. PBS может позволять беспроводным устройствам получать услуги связи, такие как голос, видео, пакет данных и т.д., и/или принимать пейджинговые сообщения от беспроводной сети.

[0006] Беспроводное устройство может связываться с базовой станцией в беспроводной сети, используя дуплексную связь с частотным разделением каналов (FDD), и может связываться с PBS в пикосети, используя дуплексную связь с временным разделением (TDD). Беспроводное устройство может связываться с базовой станцией с помощью частотного канала нисходящей линии связи и частотного канала восходящей линии связи в лицензированном диапазоне частот. Беспроводное устройство может связываться с PBS с помощью частотного канала восходящей линии связи. Беспроводное устройство может передавать данные по частотному каналу восходящей линии связи на базовую станцию и PBS, принимать данные по частотному каналу нисходящей линии связи от базовой станции, и принимать данные по частотному каналу восходящей линии связи от PBS.

[0007] PBS может связываться (обмениваться) с беспроводным устройством по частотному каналу восходящей линии связи, используя TDD, и может также обмениваться данными с беспроводной сетью с помощью проводной линии связи. PBS может направлять данные, принятые от беспроводного устройства, в беспроводную сеть и может также направлять данные, принятые из беспроводной сети для беспроводного устройства, на это беспроводное устройство. PBS может назначать временные интервалы беспроводному устройству и может обмениваться данными с беспроводным устройством в этих назначенных временных интервалах. PBS может принимать пейджинговые сообщения от беспроводной сети для этого беспроводного устройства и может направлять пейджинговые сообщения на это беспроводное устройство. PBS может быть реализована в специализированной интегральной микросхеме (ASIC), такой как модем мобильной станции (MSM), обычно используемом для беспроводного устройства.

[0008] Дополнительно различные аспекты и признаки изобретения подробно описываются ниже.

Краткое описание чертежей

[0009] Фиг.1 показывает сеть беспроводной связи и пикосеть.

[0010] Фиг.2 показывает различные объекты сети в беспроводной сети и пикосети.

[0011] Фиг.3 показывает блок-схему беспроводного устройства и PBS.

[0012] Фиг.4 показывает блок-схему приемопередатчика, поддерживающего TDD.

[0013] Фиг.5 показывает блок-схему приемопередатчика, поддерживающего FDD и TDD.

[0014] Фиг.6 показывает блок-схему процессора данных.

[0015] Фиг.7 показывает пример структуры суперкадра.

[0016] Фиг.8 показывает модуль обработки для беспроводного устройства.

[0017] Фиг.9 показывает модуль обработки для PBS.

[0018] Фиг.10 показывает пример структуры кадра.

[0019] Фиг.11 показывает процесс, выполненный беспроводным устройством для связи.

[0020] Фиг.12 показывает процесс, выполненный PBS для поддержки связи для беспроводных устройств.

Подробное описание

[0021] Методики, описанные здесь, могут использоваться для различных сетей беспроводной связи. Термины "сеть" и "система" часто используются взаимозаменяемо. Например, эти методики могут использоваться для беспроводных глобальных сетей (сетей WWAN) и сотовых сетей связи, таких как сети CDMA, сети TDMA, сети FDMA, сети OFDMA и т.д. Сеть CDMA может реализовать радиотехнологию, такую как широкополосный-CDMA (W-CDMA), cdma2000 и т.д. Cdma2000 охватывает стандарты IS-2000, IS-95 и IS-856. Сеть TDMA может реализовать радиотехнологию (способ радиосвязи), такую как глобальная система связи с подвижными объектами (GSM), WiMax и т.д. Эти различные радиотехнологии и стандарты известны в данной области техники. W-CDMA и GSM описываются в документах от организации под названием "Проект Партнерства 3-го поколения" (3GPP). Cdma2000 описывается в документах от организации под названием "Проект Партнерства 3-го поколения 2" (3GPP2). WiMax описывается в документах IEEE 802.16 от организации под названием "Институт инженеров по электронике и радиотехнике (IEEE)". Документы 3GPP, 3GPP2 и IEEE 802.16 общедоступны. Для ясности методики описываются ниже для сети 3GPP.

[0022] Фиг.1 показывает сеть 100 беспроводной связи с множественными базовыми станциями. Для простоты только две базовые станции 130a и 130b показаны на фиг.1. В целом, базовая станция - это стационарная станция, которая обменивается с беспроводными устройствами и может также называться Узлом B, усовершенствованным Узлом B (eNode B), точкой доступа (AP) и т.д. Каждая базовая станция 130 обеспечивает зону охвата связи (обслуживания) для конкретной географической области. Термин "ячейка" может относиться к базовой станции и/или ее зоне охвата в зависимости от контекста, в котором используется этот термин. Чтобы повысить емкость системы, зона охвата базовой станции может быть разделена на множество меньших областей. Каждая меньшая область может обслуживаться посредством соответствующей базовой приемопередающей станции (BTS). Термин "сектор" может относиться к BTS и/или ее зоне охвата в зависимости от контекста, в котором используется этот термин.

[0023] Беспроводные устройства 110 могут быть рассредоточены всюду по беспроводной сети. Беспроводное устройство может быть стационарным или мобильным и может также называться пользовательским оборудованием (UE), мобильной станцией (MS), мобильным оборудованием (ME), терминалом, терминалом доступа (AT), станцией (STA) и т.д. Беспроводное устройство может быть любым устройством, способным к радиосвязи, и может быть сотовым телефоном, персональным цифровым ассистентом (PDA), телефонной трубкой, карманным устройством, абонентской установкой, беспроводным модемом, ноутбуком, персональным компьютером (PC), ультрамобильным персональным компьютером (UMPC) и т.д. Беспроводное устройство может связываться с нулем, одной или множеством базовых станций по нисходящей линии связи и/или восходящей линии связи в любой момент времени.

[0024] Некоторые беспроводные устройства могут находиться в «хорошей» зоне охвата базовых станций 130, в то время как другие беспроводные устройства могут находиться в «плохой» зоне охвата. Зона охвата, наблюдаемая данным беспроводным устройством, может быть определена количественно уровнем пилот-сигнала, качеством принятого сигнала и т.д. Наблюдаемая зона охвата может зависеть от различных факторов, таких как расстояние до базовых станций, ландшафт, преграды и т.д. Например, беспроводные устройства 110a-110d могут находиться в хорошей зоне охвата базовых станций 130a и 130b, тогда как беспроводное устройство 110x располагается внутри помещения и может принимать слабые сигналы для этих базовых станций. Это все еще может быть возможно для беспроводного устройства 110x для связи с базовой станцией 130a или 130b. Однако низкая скорость передачи данных может быть достигнута для беспроводного устройства 110x и/или больше радиоресурсов может расходоваться на поддержание связи для беспроводного устройства 110x.

[0025] В одном аспекте базовая станция 120 пикосети (PBS) поддерживает связь для беспроводных устройств (например, беспроводного устройства 110x) в пикосети 102. PBS 120 может эффективно расширить зону охвата беспроводной сети 100 до области, где зона охвата от базовых станций 130 может быть «плохой». PBS 120 может также называться персональной базовой станцией, домашней базовой станцией, персональной точкой доступа и т.д. Пикосеть 102 является малой сетью, охватывающей географическую область малого или среднего размера, такую как, например, дом, офис, здание, кафе и т.д. Пикосеть 102 может также называться персональной сетью, локальной сетью и т.д. PBS 120 может связываться с одним или более беспроводных устройств в пикосети 102 и может позволять этим беспроводным устройствам получать различные услуги связи, такие как передача голоса, видео, пакетных данных, обмен сообщениями, пейджинг и т.д. с помощью беспроводной сети 100. Линия связи от беспроводного устройства 110x до PBS 120 называется восходящей линией связи, и линия связи от PBS 120 до беспроводного устройства 110x называется нисходящей линией связи.

[0026] Фиг.2 показывает различные объекты сети в беспроводной сети 100 и пикосети 102. В беспроводной сети 100 базовые станции 130 могут подсоединяться к контроллеру радиосети (RNC) 132, который может обеспечивать координацию и управление для этих базовых станций. RNC 132 может также называться контроллером базовых станций (BSC) и т.д. Базовая станция 130 и RNC 132 могут быть частью Подсистемы Радиосети (RNS). RNC 132 может подсоединяться к основной (базовой) сети 134, которая может выполнять различные функции и поддерживать различные службы (услуги). Например, основная сеть 134 может включать в себя объекты сети, которые выполняют маршрутизацию данных, управление мобильностью и т.д. Шлюз доступа WLAN (WAG)/шлюз пакетных данных (PDG) 136 может подсоединяться к основной сети 134 и поддерживать взаимодействие между беспроводными локальными сетями (сетями WLAN) и беспроводной сетью 100. WAG/PDG 136 может позволять станциям в сетях Интернет протокола (IP) получать доступ к функциям и службам, которые поддерживает основная сеть 134.

[0027] Беспроводная сеть 100 может также включать в себя другие объекты сети, не показанные на фиг.2. Беспроводная сеть 100 может реализовывать Подсистему IP Мультимедиа (IMS), которая является сетевой архитектурой и которая поддерживает мобильные и стационарные мультимедийные службы, такие как передача голоса по IP-протоколу (VoIP), передача пакетных данных и т.д.

[0028] В пикосети 102 PBS 120 может подсоединяться к маршрутизатору 122 с помощью различных интерфейсов, таких как Универсальная последовательная шина (USB), RJ45 или Ethernet, Bluetooth и т.д. Маршрутизатор 122 может облегчить обмены пакетными данными между PBS 120 и внешними сетями. Маршрутизатор 122 может подсоединяться к модему 124 обратной связи, который может поддерживать связь с сетью 140 данных. Модем 124 обратной связи может быть кабельным модемом, модемом цифровой абонентской линии (DSL), спутниковым модемом и т.д. Сеть 140 данных может быть Internet или любой другой частной и/или общественной сетью данных.

[0029] В другом варианте осуществления PBS 120 включает в себя маршрутизатор 122 и подсоединяется к модему 124 обратной связи. В еще одном варианте осуществления PBS 120 включает в себя модем 124 обратной связи и связывается с сетью 140 данных. В целом, PBS 120 может связываться с беспроводными устройствами с помощью беспроводной линии связи и может обмениваться данными с внешними сетями (такими как беспроводная сеть 100, Интернет и т.д.) с помощью проводной линии связи.

[0030] Фиг.3 показывает блок-схему беспроводного устройства 110 и PBS 120. В беспроводном устройстве 110 процессор 310 данных принимает данные трафика от источника 308 данных и обрабатывает данные трафика, чтобы сгенерировать элементы сигнала вывода. Обработка процессором 310 данных зависит от радиотехнологии (способа радиосвязи), используемой беспроводной сетью 100 и пикосетью 102, и может включать в себя кодирование, перемежение, преобразование символов, расширение по спектру, скремблирование и т.д. Передатчик (TMTR) в приемопередатчике 320 приводит к требуемым условиям (например, преобразовывает в аналоговую форму, усиливает, фильтрует и преобразует с повышением частоты), элементы сигнала вывода и генерирует сигнал восходящей линии связи, который передается с помощью антенны 322.

[0031] В PBS 120 антенна 352 принимает сигнал восходящей линии связи от беспроводного устройства 110x и подает принятый сигнал на приемник (RCVR) в приемопередатчике 350. Приемник приводит к требуемым условиям (например, фильтрует, усиливает, преобразует с понижением частоты и переводит в цифровую форму) принятый сигнал и выдает выборки. Процессор 360 данных обрабатывает выборки способом, комплементарным к обработке процессором 310 данных, и выдает декодированные данные к приемнику 362 данных. Обработка процессором 360 данных может включать в себя дескремблирование, сжатие, обратное символьное преобразование, обращенное перемежение, декодирование и т.д.

[0032] По нисходящей линии связи процессор 360 данных принимает данные трафика для беспроводного устройства 110x от источника 362 данных и обрабатывает данные трафика, чтобы сгенерировать элементы сигнала вывода. Передатчик в приемопередатчике 350 затем приводит к требуемым условиям элементы сигнала вывода и генерирует сигнал нисходящей линии связи, который передается с помощью антенны 352. В беспроводном устройстве 110x сигнал нисходящей линии связи принимается антенной 352 и приводится к требуемым условиям приемником в приемопередатчике 320 для получения выборок. Процессор 310 данных затем обрабатывает выборки и выдает декодированные данные к приемнику 308 данных. Обработка в PBS 120 и беспроводном устройстве 110x для передачи по нисходящей линии связи может быть той же самой или отличной от обработки для передачи по восходящей линии связи.

[0033] Контроллеры/процессоры 330 и 370 управляют работой различных блоков в беспроводном устройстве 110x и PBS 120 соответственно. Блоки памяти 332 и 372 хранят данные и программные коды для беспроводного устройства 110x и PBS 120 соответственно. Блок 380 внешнего интерфейса поддерживает обмены данными между PBS 120 и внешним устройством (например, маршрутизатором 122) и/или внешней сетью (например, сетью 140 данных).

[0034] Каждый из процессоров 310 и 360 данных могут реализовываться в одной или более интегральных схемах (ИС, IC), специализированных интегральных схемах (схемах ASIC) и т.д. В одном варианте осуществления процессоры 310 и 360 данных реализуются в ASIC модеме мобильной станции (MSM) от Qualcomm Incorporated, Сан-Диего, Калифорния. В целом, процессор 360 данных в PBS 120 может быть реализован в той же самой или аналогичной ASIC, используемой для процессора 310 данных в беспроводном устройстве 110x. Это может упростить вариант осуществления PBS 120 и/или сократить стоимость PBS 120.

[0035] Беспроводное устройство 110x, так же как и PBS 120, может быть способно связываться с базовыми станциями 130 в беспроводной сети 100. Это может позволить беспроводному устройству 110x получить охват в широкой области от беспроводной сети 100, а также хорошую зону охвата внутри помещения от PBS 120. PBS 120 может иметь возможность связываться с беспроводным устройством 110x с помощью беспроводной линии связи и с беспроводной сетью 100 с помощью проводной линии связи. Это может позволить PBS 120 обеспечить хорошую внутреннюю зону охвата для беспроводного устройства 110x и достичь высокой пропускной способности при обмене данными с беспроводной сетью 100, не используя ценные радиоресурсы.

[0036] Беспроводная сеть 100 может использовать дуплексную связь с частотным разделением каналов (FDD) для связи между базовыми станциями и беспроводными устройствами. При FDD два отдельных частотных канала используются для нисходящей линии связи и восходящей линии связи. Передача по восходящей линии связи может происходить одновременно с передачей по нисходящей линии связи по этим двум частотным каналам. Частотный канал, используемый для нисходящей линии связи, называется каналом нисходящей линии связи, и частотный канал, используемый для восходящей линии связи, называется каналом восходящей линии связи.

[0037] В одном аспекте дуплексная связь с временным разделением (TDD) используется для связи между беспроводным устройством 110x и PBS 120. В TDD единственный частотный канал используется как для нисходящей линии связи, так и для восходящей линии связи. Передачи по восходящей линии связи могут посылаться в некоторых временных интервалах, и передачи по нисходящей линии связи могут посылаться в других временных интервалах по тому же самому частотному каналу. В одном варианте осуществления канал восходящей линии связи используется для связи TDD между беспроводным устройством 110x и PBS 120. Этот вариант осуществления позволяет беспроводному устройству 110x связываться с PBS 120, в то же время контролируя сигналы от базовых станций в беспроводной сети 100. Этот вариант осуществления также эффективно и повторно использует существующие частотные каналы как для беспроводной сети 100, так и для пикосети 102. В другом варианте осуществления отличный частотный канал (который не используется для FDD) используется для связи TDD между беспроводным устройством 110x и PBS 120. Например, некоторые частотные каналы в лицензированном диапазоне частот могут быть зарезервированы для работы TDD. Этот вариант осуществления избегает помех по отношению к каналам нисходящей линии связи и восходящей линии связи, используемых беспроводной сетью 100. В других вариантах осуществления FDD может использоваться для связи между беспроводным устройством 110x и PBS 120, например, используя одинаковые каналы нисходящей линии связи и восходящей линии связи, используемые беспроводной сетью 100, или другую пару частотных каналов. В еще одном варианте осуществления беспроводная сеть 100 может использовать TDD для связи между базовыми станциями и беспроводными устройствами, и TDD может также использоваться для связи между беспроводным устройством 110x и PBS 120. В этом случае один и тот же частотный канал может использоваться для линий связи как в беспроводной сети 100, так и в пикосети 102, или отдельный частотный канал может использоваться для каждой сети. Для ясности большая часть нижеследующего описания предполагает, что беспроводное устройство 110x и PBS 120 обмениваются, используя TDD по каналу восходящей линии связи.

[0038] Частотный канал, используемый для связи TDD между станциями PBS и беспроводными устройствами, и частотные каналы, используемые для связи FDD между базовыми станциями и беспроводными устройствами, могут соответствовать лицензированному диапазону частот. Лицензированный диапазон - диапазон частот, в котором требуется лицензия от регулирующего агентства (например, Федеральная Комиссия по Связи (FCC) в Соединенных Штатах) для работы в этом диапазоне частот. Таблица перечисляет некоторые лицензированные диапазоны, которые обычно используются для сетей 3GPP и 3GPP2.

Диапазон частот Диапазон частот Восходящая линия связи (МГц) Нисходящая линия связи (МГц) Общепринятое название   Диапазон I UMTS 1920-1980 2110-2170 IMT-2000 GSM 1900 Диапазон II UMTS 1850-1910 1930-1990 PCS GSM 1800 Диапазон III UMTS 1710-1785 1805-1880 DCS   Диапазон IV UMTS 1710-1770 2110-2170   GSM 850 Диапазон V UMTS 1824-849 869-894 Сотовый   Диапазон VI UMTS 830-840 875-885   GSM 900   890-915 935-960  

[0039] Лицензированный диапазон частот, используемый для связи между беспроводными устройствами, станциями PBS и базовыми станциями, отличается от не лицензированного диапазона частот, используемого в беспроводных локальных сетях (сетях WLAN). Не лицензированный диапазон - диапазон частот, в котором для работы никакая лицензия не требуется. Некоторые примеры не лицензированных диапазонов включают в себя не лицензированный диапазон национальной информационной инфраструктуры на 5 ГГц (U-NII), используемый в IEEE 802.11b, и диапазон на 2,4 ГГц, используемый в IEEE 802.11, 802.11b и 802.11g. IEEE 802.11a, b, g - различные стандарты в семействе стандартов IEEE 802.11 от IEEE для беспроводных локальных сетей.

[0040] Фиг.4 показывает блок-схему варианта осуществления приемопередатчика 350, который поддерживает работу TDD по каналу восходящей линии связи. Приемопередатчик 350 включает в себя тракт 410 передачи и тракт 420 приема. В тракте 410 передачи квадратурный модулятор 412 (Quad Mod) принимает синфазные и квадратурные (I/Q) сигналы основной полосы частот от процессора 360 данных, выполняющего квадратурную модуляцию в отношении I и Q сигналов основной полосы частот с сигналом гетеродина восходящей линии связи (UL LO) от LO генератора (гетеродина) 440, и выдает модулированный сигнал. Усилитель 414 мощности (PA) усиливает модулированный сигнал, чтобы достигнуть желаемого уровня выходной мощности. Усиленный сигнал от усилителя 414 мощности маршрутизируется с помощью коммутатора 430, фильтруется с помощью фильтра 432 и передается с помощью антенны 352. Фильтр 432 пропускает компоненты сигнала в частотном канале, используемом для передачи (например, канале восходящей линии связи), и удаляет боковые полосы частот, вызванные процессом квадратурной модуляции.

[0041] В тракте 420 приема принятый сигнал от антенны 352 фильтруется фильтром 432, маршрутизируется с помощью коммутатора 430 и усиливается малошумящим усилителем (МШУ, LNA) 422. Фильтр 432 пропускает компоненты сигнала в интересующем частотном канале (например, канале восходящей линии связи) и удаляет компоненты сигнала на других частотах. Квадратурный демодулятор 424 (Quad Demod) выполняет квадратурную демодуляцию в отношении усиленного сигнала от LNA 422 с сигналом UL LO и выдает I и Q на процессор 360 данных.

[0042] Коммутатор 430 управляется посредством сигнала управления TX/RX (передачи/приема), который может быть сгенерирован процессором 360 данных или контроллером 370. Коммутатор 430 соединяет усилитель 414 мощности с фильтром 432 в течение временных интервалов, используемых для передачи данных, и соединяет фильтр 432 с LNA 422 в течение временных интервалов, используемых для приема данных.

[0043] Фиг.5 показывает блок-схему варианта осуществления приемопередатчика 320, который поддерживает работу FDD в отношении каналов нисходящей линии связи и восходящей линии связи и работу TDD в отношении канала восходящей линии связи. Приемопередатчик 320 включает в себя тракт 510 передачи и два такта 520 и 530 приема. Тракт 510 передачи используется для передачи данных по каналу восходящей линии связи как для работы FDD, так и для работы TDD. Тракт 520 приема используется для приема данных по каналу восходящей линии связи для работы TDD. Тракт 530 приема используется для приема данных по нисходящей линии связи для работы FDD.

[0044] В тракте 510 передачи квадратурный модулятор 512 принимает сигналы I и Q основной полосы частот от процессора 310 данных, выполняет квадратурную модуляцию в отношении сигналов I и Q основной полосы частот с сигналом UL LO от LO генератора (гетеродина) 550 и выдает модулированный сигнал. Фильтр 514 фильтрует модулированный сигнал для передачи компонентов сигнала по каналу восходящей линии связи и для удаления сигналов боковых частот, вызванных процессом квадратурной модуляции. Усилитель 516 мощности усиливает отфильтрованный сигнал, чтобы достичь желаемого уровня выходной мощности. Усиленный сигнал от усилителя 516 мощности маршрутизируется с помощью коммутатора 540, далее проходит через антенный переключатель 542 и передается с помощью антенны 322.

[0045] В тракте 520 приема принятый сигнал от антенны 322 маршрутизируется через антенный переключатель 542 и коммутатор 540, усиливается посредством LNA (МШУ) 522 и фильтруется фильтром 524. Квадратурный демодулятор 526 выполняет квадратурную демодуляцию над отфильтрованным сигналом из фильтра 524 с сигналом UL LO и подает видеосигналы I и Q на процессор 310 данных. В тракте 530 приема принятый сигнал от антенны 322 маршрутизируется через антенный переключатель 542, усиливается посредством LNA 532 и фильтруется фильтром 534. Квадратурный демодулятор 536 выполняет квадратурную демодуляцию над отфильтрованным сигналом от фильтра 534 с сигналом LO нисходящей линией связи от LO генератора 550 и подает сигналы I и Q основной полосы частот на процессор 310 данных.

[0046] Для работы TDD тракт 510 передачи и тракт 520 приема являются активными. Коммутатор 540 соединяет усилитель 516 мощности с антенным переключателем 542 во время временных интервалов, используемых для передачи данных, и соединяет LNA 522 с антенным переключателем 542 во время временных интервалов, используемых для приема данных. Тракт 530 приема может быть выключен во время работы TDD для сохранения энергии батареи. Для работы FDD тракт 510 передачи и тракт 530 приема являются активными, и тракт 520 приема может быть выключен. Коммутатор 540 соединяет усилитель 516 мощности с антенным переключателем 542 во время работы FDD.

[0047] Фиг.4 и 5 показывают два примера вариантов осуществления приемопередатчика. В обычном приемопередатчике приведение к требуемым условиям сигналов в трактах передачи и приема может быть выполнено посредством одного или более каскадов усилителя, фильтра, преобразователя чистоты и т.д. Эти схемные блоки могут быть расположены по-разному в зависимости от конфигураций, показанных на фиг.4 и 5. Кроме того, другие схемные блоки, не показанные на фиг.4 и 5, могут использоваться для приведения к требуемым условиям сигналов в трактах передачи и приема. Каждый из приемопередатчиков 320 и 350 могут быть созданы на единственной радиочастотной ИС (RFIC) или множественных радиочастотных ИС (RFIC).

[0048] Фиг.3-5 также показывают беспроводное устройство 110x и PBS 120, оборудованные единственной антенной. Беспроводное устройство 110x и/или PBS 120 могут также быть оборудованы множественными антеннами. В целом, каждый из приемопередатчиков 320 и 350 могут включать в себя любое число трактов передачи и любое число трактов приема для каждой антенны. Например, две антенны могут быть доступными, одна или две антенны могут использоваться для работы FDD, и одна или две антенны могут использоваться для работы TDD. Вторая антенна может также использоваться для достижения высокой пропускной способности, чтобы обеспечить прием с разнесением и/или передачу с разнесением и т.д. Приемопередатчики 320 и 350 могут также включать в себя тракты передачи и приема для Bluetooth и/или других радиотехнологий.

[0049] Фиг.6 показывает блок-схему варианта осуществления процессора 600 данных, который может использоваться для процессора 310 данных в беспроводном устройстве 110x и/или для процессора 360 данных в PBS 120 на фиг.3. Процессор 600 данных включает в себя различные модули, которые выполняют обработку для передачи и приема данных и поддерживают другие функции.

[0050] В процессоре 600 данных процессор 610 цифровых сигналов (DSP) может выполнять различные типы обработки данных, например, кодирование и декодирование для аудио и видео, обработку графики и т.д. Процессор 620 с сокращенным набором команд (RISC) может выполнять программные коды для приложений более высокого уровня, приложений связи (например, обработки вызовов) и т.д. Для передачи данных кодер 612 выполняет кодирование данных для передачи, модулятор 614 выполняет обработку, такую как расширение по спектру, скремблирование и т.д., и цифроаналоговые преобразователи 616 (DAC) выполняют преобразование цифровых данных в аналоговые сигналы. Для приема данных аналого-цифровые преобразователи 626 (ADC) выполняют преобразование аналоговых сигналов в цифровые данные, демодулятор 624 выполняет обработку, такую как дескремблирование, сжатие и т.д., и декодер 622 выполняет декодирование данных.

[0051] Внутренний контроллер 630 управляет работой различных модулей в процессоре 600 данных. Внутренняя память 632 хранит данные и код программы для процессора 600 данных. Контроллер 634 мощности управляет мощностью для различных модулей и может выключать схемные блоки (например, в приемопередатчике 320 или 350), если нет необходимости в сохранении энергии батареи. Контроллер 636 ввода-вывода (I/O) может поддерживать различные интерфейсы для внешних устройств. Например, контроллер 636 ввода-вывода может поддерживать интерфейсы динамика и микрофона для аудио, интерфейсы LCD и камеры для видео, интерфейс клавиатуры, интерфейс внешней памяти, USB, Ethernet, и/или интерфейс Bluetooth и т.д.

[0052] Фиг.6 показывает пример варианта осуществления процессора 600 данных. В целом, процессор данных может включать в себя любое число блоков и любой тип блоков, который может отличаться от блоков, показанных на фиг.6.

[0053] Фиг.7 показывает пример структуры 700 суперкадра, которая может использоваться для связи TDD между PBS 120 и беспроводными устройствами, например, беспроводным устройством 110x. Временная шкала для передачи может быть разделена на суперкадры. Каждый суперкадр может иметь заранее определенную продолжительность времени и может быть идентифицирован номером суперкадра. Каждый суперкадр может быть разделен на секцию 710 пилот-сигнала/сигнала-маяка-, период 720 одновременного доступа (CAP), и период 730 свободный от состязания (CFP).

[0054] Секция 710 пилот-сигнала/сигнала-маяка- может использоваться PBS 120 для вещания управляющей/системной информации для беспроводных устройств в пикосети, распределения ресурсов (например, временных интервалов) для беспроводных устройств, обеспечения временной синхронизации и т.д. Период 720 одновременного доступа может использоваться для поддержки доступа к пикосети, отправки запросов и ответов для ассоциации с PBS 120, отправки запросов аутентификации и ответов для беспроводных устройств, обмена параметров на потоки данных во время согласования установки вызова, отправки кадров команд и т.д. Кадры команд могут использоваться для связи и согласования между объектами управления доступом к среде передачи (MAC) беспроводного устройства 110x и PBS 120. Кадры команд могут связывать информацию, такую как запрос ассоциации, ответ ассоциации, уведомление о разъединении, запрос данных, запрос сигнала-маяка и т.д. Период 730, свободный от состязания, может включать в себя временные интервалы 732 управления (MTS) и гарантируемые временные интервалы (GTS) 734. Временные интервалы 732 управления могут использоваться вместо периода 720 одновременного доступа для кадров команд. Гарантируемые временные интервалы 734 могут быть назначены на беспроводные устройства для передачи изохронных и/или асинхронных потоков данных. Изохронный поток данных - это поток данных (например, голосовой поток или видеопоток), в котором данные доставляются с некоторыми временными ограничениями. Асинхронный поток данных - это поток данных, в котором данные можно разбить и доставить в разные временные отрезки, например, во время загрузки данных.

[0055] Временные интервалы 732 управления могут включать в себя (a) открытые и выделенные временные интервалы, используемые для PBS и связи посредством беспроводного устройства, (b) временные интервалы ассоциации, используемые для системного доступа, и/или (c) другие типы временных интервалов. Каждый временной интервал управления может иметь (a) фиксированную продолжительность времени, которая может быть известна априорно посредством PBS и беспроводных устройств или (b) конфигурируемую продолжительность времени, которая может быть передана в сигнале-маяке. Число временных интервалов управления в каждом суперкадре может управляться PBS, которая может действовать как контроллер пикосети (PNC), и может быть передано в сигнале-маяке.

[0056] Гарантируемые временные интервалы 734 могут быть назначены на беспроводные устройства на основании различных факторов, таких как требования к данным беспроводных устройств, доступных временных интервалов и т.д. Например, беспроводное устройство может иметь один или более потоков данных, и каждому потоку данных может распределяться нуль, один или множество гарантируемых временных интервалов в данном суперкадре. Каждый гарантируемый временной интервал может использоваться для передачи по восходящей линии связи от беспроводного устройства к PBS или для передачи по нисходящей линии связи от PBS к беспроводному устройству. Каждый гарантируемый временной интервал может иметь (a) фиксированную продолжительность времени, которая может быть известна априорно посредством PBS и беспроводных устройств, или (b) конфигурируемую продолжительность времени с перестраиваемой конфигурацией, которая может быть передана в сигнале-маяке. Защитное время может быть обеспечено между смежными гарантируемыми временными интервалами, чтобы избежать конфликта (например, из-за временного дрейфа) между передачами, посланными в этих временных интервалах. Число гарантируемых временных интервалов в каждом суперкадре, так же как число гарантируемых временных интервалов для использования по нисходящей линии связи и восходящей линии связи, может управляться PBS и передаваться в сигнале-маяке.

[0057] Гарантируемые временные интервалы 734 могут включать в себя (a) динамические временные интервалы, которые могут занимать различные позиции в различных суперкадрах, (b) псевдостатические временные интервалы, которые могут занимать одну и ту же позицию в различных суперкадрах или могут медленно изменяться по положению, и (c) другие типы временных интервалов. Динамические и псевдостатические временные интервалы могут иметь различное постоянство. Динамические временные интервалы могут быть идентифицированы и/или назначены на беспроводные устройства посредством элемента информации (IE) распределения времени канала (CTA), посланного в сигнале-маяке, команды предоставления времени, посланной по каналу радиовещания и т.д. Псевдостатические временные интервалы могут быть назначены на изохронные потоки данных, чтобы позволить этим потокам удовлетворять своим временным ограничениям. PNC может изменять позиции псевдостатических временных интервалов и может обмениваться и подтверждать изменения с беспроводными устройствами с назначенными этими временными интервалами.

[0058] Суперкадр может включать в себя один экземпляр секций 710, 720 и 730, как показано на фиг.7. Суперкадр может также включать в себя множественные экземпляры заданной секции. Секции 710, 720 и 730 могут также называться другими названиями. Например, период 720 одновременного доступа может также называться состязательным периодом, периодом доступа к каналу и т.д. Период 730, свободный от состязания, может также называться запланированным периодом доступа и т.д. Временные интервалы могут также называться другими названиями. Например, гарантируемые временные интервалы 734 могут называться возможностями передачи (TXOP), запланированными временными интервалами и т.д.

[0059] Фиг.7 показывает пример структуры суперкадра, которая может использоваться для связи TDD между PBS и беспроводными устройствами. Другие структуры суперкадра с отличными секциями и/или временными интервалами могут также использоваться для связи TDD.

[0060] PBS 120 может передавать сигнал-маяк в секции 710 пилот-сигнала/сигнала-маяка каждого суперкадра. Сигнал-маяк обеспечивает "сердцебиение" пикосети, разрешая беспроводным устройствам устанавливать и поддерживать связи в организованном виде. Сигнал-маяк может нести различные типы информации, такие как:

- идентификатор PBS (PBS ID),

- информация системы/конфигурации, которая может передавать периоды одновременного доступа и свободные от состязания и временные интервалы управления и гарантируемые в суперкадре, каналы служебные/управления и т.д.,

- информация назначения, которая может передать назначения гарантированных временных интервалов на беспроводные устройства, связывающиеся с PBS 120,

- сигнализация от PBS 120, такая как синхронизация, скорость передачи данных, режимы сохранения мощности и т.д., и

- сигнализация от беспроводной сети 110, такая как пейджинговые сообщения для беспроводных устройств в пределах зоны охвата PBS 120.

[0061] Беспроводные устройства могут обнаруживать сигналы-маяки от станций PBS, например, когда наблюдается «плохая» зона охвата или не наблюдается зона охвата для беспроводной сети 100. Беспроводные устройства в пределах зоны охвата PBS 120 могут принимать сигнал-маяк, посланный посредством PBS, и могут распознать PBS на основании принятого сигнала-маяка. Эти беспроводные устройства могут получить информацию системы/конфигурации так же, как время синхронизации суперкадра из принятого сигнала-маяка, и могут попытаться получить доступ к PBS 120 посредством посылки тестовых сообщений доступа в период 720 одновременного доступа или во временные интервалы 732 управления. PBS 120 может предоставить доступ к беспроводным устройствам, выполнить авторизацию и установить соединение для этих беспроводных устройств и т.д. PBS 120 может также информировать беспроводную сеть 100 беспроводных устройств, которым предоставляется доступ к PBS 120.

[0062] PBS 120 может назначить гарантируемые временные интервалы на активные беспроводные устройства, работающие в подсоединенном режиме. Активное беспроводное устройство и PBS 120 могут проводить согласования относительно временных интервалов. Активное беспроводное устройство может запрашивать временные интервалы для передач по нисходящей линии связи и восходящей линии связи на основании требований к данным беспроводного устройства. PBS 120 может предоставлять временные интервалы активному беспроводному устройству на основании временных интервалов, доступных для назначения, загрузок в PBS 120, приоритетов беспроводных устройств, запрашивающих временные интервалы и т.д. Активное беспроводное устройство может затем связываться с PBS 120 с помощью назначенных временных интервалов. Назначение временного интервала может изменяться во время вызова. Активное беспроводное устройство может посылать сообщение отсоединения или завершения в конце вызова, чтобы освободить назначенные временные интервалы.

[0063] PBS 120 может направлять сигнализацию (например, пейджинговые сообщения) от беспроводной сети 100 на неиспользуемые и активные беспроводные устройства. Неиспользуемому беспроводному устройству можно назначить конкретные суперкадры (например, каждый N-й суперкадр, где N≥1), в которых сигнализацию можно было бы послать на беспроводное устройство. Неиспользуемое беспроводное устройство может (a) просыпаться периодически, и проверять сигнал-маяк в каждом назначенном суперкадре для поиска возможной сигнализации для беспроводного устройства и (b) «засыпать» в другое время для сохранения энергии батареи.

[0064] PBS 120 может поддерживать различные схемы доступа, такие как множественный доступ с контролем несущей с избеганием коллизий (CSMA/CA), расширенный распределенный доступ к каналу (EDCA), режим Aloha интервальной передачи и т.д. Для CSMA/CA и EDCA беспроводное устройство прослушивает чистый беспроводный канал в течение периодов времени, обозначенных для системного доступа, например период 720 одновременного доступа и/или временные интервалы 732 управления. Если беспроводный канал обнаруживается чистым для конкретного состязательного окна, то беспроводное устройство ждет время возврата и передает, если беспроводный канал все еще чист. CSMA/CA использует общее состязательное окно и случайным образом выбранные времена возврата для беспроводных устройств, тогда как EDCA использует различные состязательные окна и времена возврата для достижения различных вероятностей получения доступа к беспроводному каналу для беспроводных устройств в различных приоритетных классах. Для режима Aloha интервальной передачи беспроводное устройство может передавать кадр, начинающийся в начале временного интервала, и может снова посылать кадр, если происходит коллизия или не принимается подтверждение для кадра. Эти различные схемы доступа известны в данной области техники.

[0065] CSMA/CA или EDCA могут поддерживаться, используя период 720 одновременного доступа. Кадры команды можно также посылать в период 720 одновременного доступа, когда временные интервалы 732 управления могут быть опущены. Альтернативно, режим Aloha интервальной передачи может поддерживаться временными интервалами 732 управления, когда период 720 одновременного доступа может быть опущен.

[0066] Фиг.8 показывает вариант осуществления модуля 800 обработки для беспроводного устройства 110x. Модуль 800 обработки может быть реализован с программным обеспечением, программно-аппаратным обеспечением, аппаратным обеспечением или их комбинацией. Реализация модуля 800 обработки с программным обеспечением может позволить беспроводному устройству 110x поддерживать связь с беспроводной сетью 100 и пикосетью 102 с небольшим дополнительным аппаратным обеспечением, например, используя MSM, используемый для связи FDD с беспроводной сетью 100. Программное обеспечение может выполняться процессором 310 данных или контроллером/процессором 330 на фиг.3 (например, процессором 620 RISC на фиг.6).

[0067] В модуле 800 обработки приложения 810 более высокого уровня могут включать в себя различные приложения конечного пользователя, такие как, например, приложения интерфейса пользователя (UI), голосовые приложения, которые обеспечивают голосовые службы, приложения данных, которые обеспечивают службы данных, пользовательский браузер, почтовый клиент и т.д. Голосовые приложения и приложения данных могут генерировать запросы для создания голосовых вызовов и вызовов данных соответственно.

[0068] Администратор 820 вызова может инициализировать поиск базовых станций в беспроводных сетях и/или станций PBS в пикосетях и может управлять доступом к беспроводным сетям и пикосетям. Администратор 820 вызова может также управлять происхождением (инициированием), установлением и завершением вызовов в беспроводных сетях и пикосетях, например, как определено приложениями 810 более высокого уровня. Модуль 830 обработки связи может выполнять обработку для связи с базовыми станциями в беспроводных сетях и станциями PBS в пикосетях. Модуль 830 может включать в себя (a) модуль 832 WWAN, который выполняет обработку для сигнализации, которой обмениваются с беспроводными сетями, и (b) модуль 834 пикосети, который выполняет обработку для сигнализации, которой обмениваются со станциями PBS в пикосетях.

[0069] Модуль 840 передачи управляет работой передатчика в приемопередатчике 320 в беспроводном устройстве 110x. Модуль 850 приема управляет работой приемников в приемопередатчике 320. Администратор 820 вызова может управлять временными интервалами, назначенными беспроводному устройству 110x, и может управлять работой модулей 840 и 850 на основании назначенных временных интервалов так, чтобы передачи по восходящей линии связи посылались и передачи по нисходящей линии связи принимались в подходящее время.

[0070] PBS 120 может выполнять различные функции для управления связью в пределах пикосети 102. Например, PBS 120 может управлять доступом к пикосети 102, принимать запросы доступа от беспроводных устройств, и либо предоставлять, либо отклонять каждый запрос доступа. PBS 120 может позволять только ограниченному списку беспроводных устройств (например, как определено оператором пикосети или владельцем PBS) получать доступ к пикосети или может позволять всем беспроводным устройствам получать доступ к пикосети.

[0071] PBS 120 может управлять радиоресурсами по-разному. Например, PBS 120 может сканировать беспроводной канал в поисках граничных станций PBS и может сообщить об обнаруженных станциях PBS в пределах беспроводной сети 100 обозначенному объекту, например, WAG 136 или некоторому другому объекту. Обозначенный объект может координировать использование канала и назначать частотные каналы для станции PBS таким образом, что может быть достигнута хорошая производительность. PBS 120 может требовать, чтобы заданное беспроводное устройство или все беспроводные устройства в пикосети 102 использовали конкретный частотный канал или требовать переключения на другой частотный канал, например, чтобы управлять и уменьшать помехи. PBS 120 может также вынудить несанкционированное беспроводное устройство изменить частотный канал, чтобы уменьшить помехи.

[0072] PBS 120 может назначать радио/временные ресурсы беспроводным устройствам по-разному. PBS 120 может назначать псевдостатические временные интервалы для изохронных потоков данных и динамические временные интервалы для асинхронных потоков данных. PBS 120 может также «молча» предоставлять ранее сохраненный запрос для загрузки большого количества данных. Этот запрос может быть послан ранее посредством беспроводного устройства в беспроводную сеть или пикосеть, но не предоставлен, потому что у беспроводной сети или пикосети не было достаточно ресурсов.

[0073] Фиг.9 показывает вариант осуществления модуля 900 обработки для PBS 120. Модуль 900 обработки может быть реализован с программным обеспечением, программно-аппаратным обеспечением, аппаратным обеспечением или их комбинацией. Реализация модуля 900 обработки с программным обеспечением может позволить PBS 120 быть разработанной с тем же самым или аналогичным аппаратным обеспечением, как беспроводное устройство 110x. Например, процессор 360 данных может быть реализован с тем же самым MSM, используемым для процессора 310 данных в беспроводном устройстве 110x. Программное обеспечение может выполняться процессором 360 данных или контроллером/процессором 370 данных на фиг.3.

[0074] В модуле 900 обработки модуль 910 управления радио/временем управляет радио и временными ресурсами для пикосети 102. Модуль 910 может управлять доступом к пикосети 102, назначать временные интервалы на беспроводные устройства и т.д. Модуль 910 может также сканировать беспроводной канал в поиске станций PBS в соседних пикосетях. Модуль 910 может связываться с WAG 136 (или некоторым другим объектом) в беспроводной сети 100 и может сообщить об обнаруженных станциях PBS, загрузке PBS 120 и т.д. WAG 136 может назначать частотный канал на PBS 120 таким образом, что может быть достигнута сбалансированная загрузка между станциями PBS и уменьшенными помехами. В целом, частотный канал, используемый PBS 120, может быть (a) определен/управляем объектом (например, WAG 136) в беспроводной сети 100, (b) односторонне выбранным посредством PBS 120 или (c) фиксированным в конкретном частотном канале. WAG 136 и/или PBS 120 могут также устанавливать и корректировать мощность передачи беспроводных устройств, чтобы уменьшить помехи для других беспроводных устройств.

[0075] Модуль 920 взаимодействия WWAN может поддерживать взаимодействие между беспроводной сетью 100 и пикосетью 102. Модуль 920 может связываться с WAG 136 (или некоторым другим объектом) в беспроводной сети 100 для регистрации и аутентификации беспроводных устройств. Модуль 920 может обеспечивать информацию для беспроводных устройств, которые предоставляют доступ к пикосети 102, принимать пейджинговые и другие сообщения для беспроводных устройств и направлять сообщения получателю беспроводных устройств.

[0076] Модуль 930 обработки связи может выполнять обработку для связи с беспроводными устройствами в пикосети 102 и с WAG 136 в беспроводной сети 100. Модуль 930 может включать в себя (a) модуль 932 пикосети, который выполняет обработку для обмена сигнализацией с беспроводными устройствами в пикосети 102, и (b) модуль 934 WWAN, который выполняет обработку для обмена сигнализацией с беспроводной сетью 100.

[0077] Модуль 940 передачи управляет работой передатчика в приемопередатчике 350 на PBS 120. Модуль 950 приема управляет работой приемника в приемопередатчике 350. Модуль 910 может управлять работой модулей 940 и 950 на основании временных интервалов, назначенных беспроводным устройствам, таким образом, что посылаются передачи по нисходящей линии связи и принимаются передачи по восходящей линии связи в назначенное время. Модуль 960 внешней связи (Comm) может связываться с модулем 380 внешнего интерфейса, как определено модулем 934 WWAN.

[0078] Фиг.8 и 9 показывают пример модулей обработки в беспроводном устройстве 110x и PBS 120 соответственно. Работа беспроводного устройства 110x и PBS 120 может также управляться другими модулями обработки, которые могут включать в себя отличные модули, чем те, которые показаны на фиг.8 и 9.

[0079] Для связи между PBS 120 и беспроводным устройством 110x данные могут быть разделены на блоки. На физическом уровне (PHY) каждый блок может быть обработан Протоколом сходимости физического уровня (PLCP) как блок данных протокола PLCP (PPDU) и передан в одном временном интервале.

[0080] Фиг.10 показывает пример структуры PPDU, которая может использоваться для связи между PBS 120 и беспроводным устройством 110x. В этой PPDU-структуре PPDU 1000 включает в себя преамбулу 1010 PLCP, заголовок 1020 PLCP и сервисный блок 1030 данных PHY (PSDU).

[0081] Преамбула 1010 PLCP включает в себя поле 1012 синхронизации пакета/ кадра и поле 1014 оценки канала. Поле 1012 синхронизации может нести первую последовательность символов, которая может использоваться приемной станцией для обнаружения сигнала и синхронизации. Поле 1014 оценки канала может нести вторую последовательность символов, которая может использоваться для оценки канала приемной станцией. Последовательности символов для полей 1012 и 1014 могут быть последовательностями псевдослучайных чисел (PN) или некоторыми другими последовательностями с хорошими сигнальными свойствами. Поле 1014 оценки канала может иметь (a) фиксированную длину, которая может быть известна априорно, или (b) сконфигурированную длину, которая может быть выбрана во время установки вызова и/или в других случаях. Длина поля 1014 оценки канала может быть выбрана, чтобы предоставить приемной станции достаточное количество времени, чтобы выполнить захват частоты и оценку канала до приема PSDU 1030.

[0082] Заголовок 1020 PLCP включает в себя поле 1022 заголовка PHY, поле 1023 хвостовых битов, поле 1024 заголовка MAC, поле 1026 контрольной последовательности заголовка (HCS) и поле 1028 хвостовых битов. Поле 1022 несет заголовок PHY, который может передавать информацию, такую как скорость передачи данных, длина полезных данных кадра в PSDU, информация для скремблера данных и т.д. Поле 1023 несет хвостовые биты, которые используются для возврата кодера в передающей станции и декодера в приемной станции к известным состояниям после заголовка PHY. Поле 1024 несет заголовок MAC, который может передавать информацию, такую как ID пикосети, адрес источника, адрес получателя, версия протокола, политика подтверждения приема (ACK) и т.д. Поле 1026 несет контрольную последовательность заголовка, которая может быть сгенерирована на основании полей 1022 и 1024 и которая используется приемной станцией, чтобы определить, декодируется ли заголовок PLCP корректно или с ошибкой. Поле 1028 несет хвостовые биты, используемые для возврата кодера и декодера к известным состояниям после заголовка MAC.

[0083] PSDU 1030 включает в себя поле 1032 полезных данных кадра, поле 1034 контрольной последовательности кадра (FCS), поле 1036 хвостовых битов и поле 1038 битов заполнения. Поле 1032 несет данные для PPDU 1000 и может изменяться по длине. Поле 1034 несет контрольную последовательность кадра, которая может быть сгенерирована на основании поля 1032 и которая используется приемной станцией, чтобы определить, декодируются ли данные корректно или с ошибкой. Поле 1036 несет хвостовые биты, используемые для возврата кодера и декодера к известным состояниям. Поле 1038 несет биты заполнения, используемые для получения целого числа октетов для PPDU 1000.

[0084] Фиг.10 показывает пример структуры PPDU, которая может использоваться для связи TDD между PBS и беспроводными устройствами. Другие структуры PPDU с различными секциями и/или полями могут также использоваться для связи TDD.

[0085] Фиг.11 показывает процесс 1100, выполняемый беспроводным устройством для связи с сетью беспроводной связи и пикосетью. Беспроводное устройство выполняет обработку данных для связи с первой базовой станцией в беспроводной сети, используя FDD (этап 1112). Беспроводное устройство также выполняет обработку данных для связи со второй базовой станцией в пикосети, используя TDD (этап 1114). В течение этапов 1112 и 1114 беспроводное устройство может выполнять обработку для (a) передачи данных по частотному каналу восходящей линии связи на первую и вторую базовые станции, (b) приема данных по частотному каналу нисходящей линии связи для первой базовой станции, и (c) приема данных по частотному каналу восходящей линии связи для второй базовой станции. Частотные каналы нисходящей линии связи и восходящей линии связи могут находиться в лицензированном диапазоне частот. Беспроводное устройство может выполнять обработку данных в соответствии с W-CDMA, cdma2000 или некоторой другой радиотехнологией (способом радиосвязи) для связи с первой базовой станцией. Беспроводное устройство может выполнять обработку данных в соответствии с той же самой радиотехнологией, используемой беспроводной сетью, или отличной радиотехнологией для связи со второй базовой станцией. Обработка данных для каждой базовой станции зависит от радиотехнологии и может включать в себя, например, кодирование, декодирование, модуляцию, демодуляцию, скремблирование, дескремблирование и т.д.

[0086] Беспроводное устройство может обнаружить базовые станции в беспроводной сети, например, на основании пилот-сигналов, переданных этими базовыми станциями по частотному каналу нисходящей линии связи. Беспроводное устройство может обнаружить базовые станции в пикосети, например, на основании сигналов-маяков, переданных этими базовыми станциями по частотному каналу восходящей линии связи. Беспроводное устройство может сначала обнаружить базовые станции в беспроводной сети и если никакие таковые базовые станции не обнаружены, то обнаружить базовые станции в пикосети. Беспроводное устройство может также обнаружить базовые станции в беспроводной сети и пикосетях в других последовательностях. Беспроводное устройство может посылать информацию об обнаруженных базовых станциях в беспроводной сети и/или об обнаруженных базовых станциях в соседних пикосетях к первой базовой станции в беспроводной сети и/или второй базовой станции в пикосети, например, в зависимости от того, какая базовая станция находится в связи с беспроводным устройством.

[0087] Беспроводное устройство может зарегистрироваться в беспроводной сети с помощью второй базовой станции (этап 1116). Беспроводное устройство может принимать назначение временных интервалов от второй базовой станции, если беспроводное устройство активно, и может после этого обмениваться данными со второй базовой станцией в назначенных временных интервалах (этап 1118). Беспроводное устройство может обмениваться данными с помощью модулей данных протокола (PDU), где каждый PDU может быть послан в одном назначенном временном интервале, или множество модулей PDU может быть послано один за другим в одном временном интервале с MIFS (минимальное расстояние между кадрами) между модулями PDU. PDU может быть частью пакета, кадра и т.д. Альтернативно или дополнительно, беспроводное устройство может принимать пейджинговые сообщения от беспроводной сети с помощью второй базовой станции (этап 1120).

[0088] Фиг.12 показывает процесс 1200, выполняемый PBS для поддержания связи для пикосети. PBS выполняет обработку данных для связи с беспроводным устройством по частотному каналу в лицензированном диапазоне частот, используя TDD (этап 1212). Частотный канал может быть частотным каналом восходящей линии связи в беспроводной сети и может быть назначен для PBS посредством беспроводной сети. PBS выполняет обработку для обмена данными с беспроводной сетью с помощью канала проводной линии связи (этап 1214). PBS может направлять данные, принятые от беспроводного устройства, в беспроводную сеть и может направлять данные, принятые от беспроводной сети, для беспроводного устройства на это беспроводное устройство. PBS может назначать временные интервалы беспроводному устройству и может обмениваться данными с этим беспроводным устройством в назначенных временных интервалах. Обработка данных в PBS может выполняться одним или более процессорами, которые могут реализовываться в ASIC, например MSM, который обычно используется в беспроводном устройстве.

[0089] PBS может посылать сигнал-маяк в каждом суперкадре заранее определенной длительности во времени. Сигнал-маяк может использоваться беспроводными устройствами для обнаружения PBS. PBS может регистрировать беспроводные устройства в пределах своей зоны охвата в беспроводной сети (этап 1216). PBS может принимать пейджинговые сообщения от беспроводной сети для зарегистрированных беспроводных устройств (этап 1218) и может направлять пейджинговые сообщения на эти беспроводные устройства, например, в сигналах-маяках, посланных в суперкадрах (этап 1220).

[0090] PBS может обнаружить станции PBS в соседних пикосетях и может посылать информацию об обнаруженных станциях PBS в беспроводную сеть. PBS может также посылать информацию нагрузки и/или другую информацию о своей пикосети в беспроводную сеть. Беспроводная сеть может управлять работой PBS на основании сообщенной информации. Например, беспроводная сеть может назначать частотный канал для PBS и/или корректировать уровень мощности передачи беспроводных устройств в пикосети для достижения хорошей производительности для всех пикосетей.

[0091] Способы связи, описанные здесь, могут реализовываться различными способами. Например, эти способы могут реализовываться в аппаратном обеспечении, программно-аппаратном обеспечении, программном обеспечении или их комбинациях. Для реализации аппаратного обеспечения модули обработки в объекте (например, беспроводное устройство или PBS), используемые для выполнения способов, могут реализовываться в одной или более схемах ASIC, процессорах DSP, цифровых устройствах обработки сигналов (DSPD), программируемых логических устройствах (PLD), программируемых пользователем вентильных матрицах (матрицах FPGA), процессорах, контроллерах, микроконтроллерах, микропроцессорах, электронных устройствах, других электронных модулях, разработанных для выполнения функций, описанных в настоящем изобретении, компьютере или их комбинациях.

[0092] Для реализации программно-аппаратного обеспечения и/или программного обеспечения способы могут реализовываться с модулями (например, процедурами, функциями и т.д.), которые выполняют функции, описанные в настоящем изобретении. Коды программно-аппаратного обеспечения и/или программного обеспечения могут храниться в памяти (например, памяти 332 или 372 на фиг.3) и выполняться процессором (например, процессором 330 или 370). Память может реализовываться в процессоре или внешне относительно процессора.

[0093] Предыдущее описание изобретения обеспечивается, чтобы позволить любому специалисту в данной области техники сделать или использовать это изобретение. Различные модификации для изобретения будут очевидны для специалистов в данной области техники, и универсальные принципы, определенные в настоящем изобретении, могут применяться к другим вариациям, не отступая от темы или объема изобретения. Таким образом, изобретение не предназначается, чтобы быть ограниченным примерами, описанными в настоящем изобретении, но должно получить самый широкий объем, совместимый с принципами и новыми признаками, раскрытыми здесь.

Изобретение относится к технике беспроводной связи. Предложены устройство и способ для расширения покрытия сети беспроводной связи. Устройство выполняет обработку данных для связи с сетью беспроводной связи через первую базовую станцию в сети беспроводной связи, используя дуплексную связь с частотным разделением каналов (FDD). Устройство выполняет обработку данных для связи с упомянутой сетью беспроводной связи через вторую базовую станцию в пикосети, используя дуплексную связь с временным разделением (TDD). Причем TDD связь и FDD восходящую линию связи осуществляют через один и тот же первый частотный канал. Технический результат заключается в улучшении зоны действия сети беспроводной связи. 8 н. и 34 з.п. ф-лы, 12 ил., 1 табл.

1. Устройство для расширения покрытия сети беспроводной связи, содержащее:
по меньшей мере один процессор, сконфигурированный для выполнения обработки данных для связи с сетью беспроводной связи через первую базовую станцию в сети беспроводной связи, используя дуплексную связь с частотным разделением каналов (FDD), и выполнения обработки данных для связи с сетью беспроводной связи через вторую базовую станцию в пикосети, используя дуплексную связь с временным разделением (TDD), причем TDD связь и FDD восходящую линию связи осуществляют через один и тот же первый частотный канал; и
память, подсоединенную к упомянутому меньшей мере одному процессору.

2. Устройство по п.1, в котором упомянутый по меньшей мере один процессор сконфигурирован для выполнения обработки для передачи данных по первому частотному каналу на первую и вторую базовые станции и выполнения обработки для приема данных по второму частотному каналу для первой базовой станции и по первому частотному каналу для второй базовой станции.

3. Устройство по п.1, в котором упомянутый по меньшей мере один процессор сконфигурирован для регистрации в сети беспроводной связи и приема пейджинговых сообщений от сети беспроводной связи с помощью второй базовой станции.

4. Устройство по п.1, в котором упомянутый по меньшей мере один процессор сконфигурирован для выполнения обработки данных в соответствии с широкополосным множественным доступом с кодовым разделением каналов (W-CDMA) или cdma2000 для связи с первой базовой станцией.

5. Устройство по п.1, в котором упомянутый по меньшей мере один процессор сконфигурирован для приема назначения временных интервалов от второй базовой станции и обмена данными со второй базовой станцией в назначенных временных интервалах.

6. Устройство по п.5, в котором упомянутый по меньшей мере один процессор сконфигурирован для обмена данными посредством модулей данных протокола (PDU), посланных в назначенных временных интервалах.

7. Устройство по п.1, в котором упомянутый по меньшей мере один процессор сконфигурирован для обнаружения первых базовых станций в сети беспроводной связи на основании пилот-сигналов, переданных первыми базовыми станциями по частотному каналу нисходящей линии связи, и обнаружения вторых базовых станций в пикосетях на основании сигналов-маяков, переданных вторыми базовыми станциями по первому частотному каналу.

8. Устройство по п.1, в котором упомянутый по меньшей мере один процессор сконфигурирован для обнаружения первых базовых станций в сети беспроводной связи и, если никакие первые базовые станции не обнаружены, для обнаружения вторых базовых станций в пикосетях.

9. Устройство по п.1, в котором упомянутый по меньшей мере один процессор сконфигурирован для обнаружения других первых базовых станций в сети беспроводной связи, обнаружения других вторых базовых станций в соседних пикосетях и отправки информации об обнаруженных других первых и вторых базовых станциях к первой базовой станции в сети беспроводной связи.

10. Устройство по п.1, в котором упомянутый по меньшей мере один процессор сконфигурирован для обнаружения других первых базовых станций в сети беспроводной связи, обнаружения других вторых базовых станций в соседних пикосетях и отправки информации об обнаруженных других первых и вторых базовых станциях ко второй базовой станции в пикосети.

11. Устройство по п.1, дополнительно содержащее: приемопередатчик, содержащий тракт передачи для отправки данных на первые и вторые базовые станции, первый тракт приема для приема данных от первой базовой станции и второй тракт приема для приема данных от второй базовой станции.

12. Устройство для расширения покрытия сети беспроводной связи, содержащее:
по меньшей мере один процессор, сконфигурированный для выполнения обработки данных в соответствии с первым способом радиосвязи для связи с сетью беспроводной связи через первую базовую станцию в этой сети беспроводной связи и выполнения обработки данных в соответствии со вторым способом радиосвязи для связи с упомянутой сетью беспроводной связи через вторую базовую станцию в пикосети, причем связь согласно первому способу радиосвязи и восходящая линия связи согласно второму способу радио связи осуществляются посредством одного и того же первого частотного канала; и
память, подсоединенную к упомянутому по меньшей мере одному процессору.

13. Способ для расширения покрытия сети беспроводной связи, содержащий этапы:
выполнение обработки данных для связи с сетью беспроводной связи через первую базовую станцию в упомянутой сети беспроводной связи, используя дуплексную связь с частотным разделением каналов (FDD); и
выполнение обработки данных для связи с упомянутой сетью беспроводной связи через вторую базовую станцию в пикосети, используя дуплексную связь с временным разделением (TDD), причем TDD связь и FDD восходящую линию связи осуществляют через один и тот же первый частотный канал.

14. Способ по п.13, в котором выполнение обработки данных для связи с первой базовой станцией содержит выполнение обработки для передачи данных по первому частотному каналу на первую базовую станцию и выполнение обработки для приема данных по второму частотному каналу от первой базовой станции, и в котором выполнение обработки данных для связи со второй базовой станцией содержит выполнение обработки для передачи данных по первому частотному каналу связи на вторую базовую станцию и выполнение обработки для приема данных по первому частотному каналу от второй базовой станции.

15. Способ по п.13, дополнительно содержащий: регистрацию в упомянутой сети беспроводной связи и
прием пейджинговых сообщений от сети беспроводной связи с помощью второй базовой станции.

16. Устройство для расширения покрытия сети беспроводной связи, содержащее:
средство для выполнения обработки данных для связи с сетью беспроводной связи через первую базовую станцию в упомянутой сети беспроводной связи, используя дуплексную связь с частотным разделением каналов (FDD); и
средство для выполнения обработки данных для связи с упомянутой сетью беспроводной связи через вторую базовую станцию в пикосети, используя дуплексную связь с временным разделением каналов (TDD), причем TDD связь и FDD восходящую линию связи осуществляют через один и тот же первый частотный канал.

17. Устройство по п.16, в котором средство для выполнения обработки данных для связи с первой базовой станцией содержит средство для выполнения обработки для передачи данных по первому частотному каналу на первую базовую станцию и средство для выполнения обработки для приема данных по второму частотному каналу от первой базовой станции, и в котором средство для выполнения обработки данных для связи со второй базовой станцией содержит средство для выполнения обработки для передачи данных по частотному каналу восходящей линии связи на вторую базовую станцию и средство для выполнения обработки для приема данных по первому частотному каналу от второй базовой станции.

18. Устройство по п.16, дополнительно содержащее: средство для регистрации в сети беспроводной связи и средство для приема пейджинговых сообщений от сети беспроводной связи с помощью второй базовой станции.

19. Считываемый компьютером носитель, включающий в себя сохраненные команды для расширения покрытия сети беспроводной связи, содержащие:
первый набор команд для управления связью с сетью беспроводной связи через первую базовую станцию в сети беспроводной связи, используя дуплексную связь с частотным разделением каналов (FDD); и
второй набор команд для управления связью с упомянутой сетью беспроводной связи через вторую базовую станцию в пикосети, используя дуплексную связь с временным разделением (TDD), причем TDD связь и FDD восходящую линию связи осуществляют через один и тот же первый частотный канал.

20. Устройство, поддерживающее связь для пикосети, содержащее: по меньшей мере один процессор, сконфигурированный для выполнения обработки данных для связи с беспроводным устройством по частотному каналу, используя дуплексную связь с временным разделением (TDD), и выполнения обработки для обмена данными с сетью беспроводной связи с помощью проводной линии связи,
причем по меньшей мере один процессор сконфигурирован для приема пейджингового сообщения для беспроводного устройства из упомянутой сети беспроводной связи и для отправки пейджинговых сообщений беспроводному устройству в сигнале-маяке; и
память, подсоединенную к упомянутому по меньшей мере одному процессору.

21. Устройство по п.20, в котором частотный канал, используемый для связи с беспроводным устройством, является частотным каналом восходящей линии связи для сети беспроводной связи.

22. Устройство по п.20, в котором упомянутый по меньшей мере один процессор сконфигурирован для приема выбора частотного канала от упомянутой сети беспроводной связи.

23. Устройство по п.20, в котором упомянутый по меньшей мере один процессор сконфигурирован для отправки упомянутого сигнала-маяка в супер-кадре заранее определенной длительности времени, причем сигнал-маяк используется беспроводными устройствами для обнаружения пикосети.

24. Устройство по п.20, в котором упомянутый по меньшей мере один процессор сконфигурирован для назначения временных интервалов беспроводному устройству и для обмена данными с беспроводным устройством в назначенных временных интервалах.

25. Устройство по п.20, в котором упомянутый по меньшей мере один процессор сконфигурирован для предоставления запроса на загрузку данных, причем этот запрос предварительно посылается беспроводным устройством в сеть беспроводной связи или пикосеть и хранится, пока не будут доступны ресурсы в пикосети.

26. Устройство по п.20, в котором упомянутый по меньшей мере один процессор сконфигурирован для регистрации беспроводного устройства в сети беспроводной связи.

27. Устройство по п.20, в котором упомянутый по меньшей мере один процессор сконфигурирован для направления данных, принятых от беспроводного устройства, в сеть беспроводной связи, и для направления данных, принятых от сети беспроводной связи для беспроводного устройства, на это беспроводное устройство.

28. Устройство по п.20, в котором упомянутый по меньшей мере один процессор сконфигурирован для приема запроса доступа от беспроводного устройства и предоставления или отклонения доступа к устройству, поддерживающему связь для пикосети, на основании списка беспроводных устройств, которым разрешено получать доступ к пикосети.

29. Устройство по п.20, в котором упомянутый по меньшей мере один процессор сконфигурирован для предписывания беспроводному устройству переключиться на другой частотный канал, чтобы уменьшить помехи.

30. Устройство по п.20, в котором упомянутый по меньшей мере один процессор сконфигурирован для предписывания другому беспроводному устройству, не находящемуся в пикосети, переключиться на другой частотный канал, чтобы уменьшить помехи.

31. Устройство по п.20, в котором упомянутый по меньшей мере один процессор сконфигурирован для отправки информации нагрузки в пикосети в сеть беспроводной связи.

32. Устройство по п.20, в котором упомянутый по меньшей мере один процессор сконфигурирован для обнаружения других вторых базовых станций в соседних пикосетях и отправки информации об обнаруженных базовых станциях в сеть беспроводной связи.

33. Устройство по п.20, дополнительно содержащее: приемопередатчик, содержащий тракт передачи для отправки данных на беспроводное устройство и тракт приема для приема данных от беспроводного устройства.

34. Устройство по п.20, дополнительно содержащее: модуль интерфейса, сконфигурированный для обмена данными с сетью беспроводной связи с помощью модема транзитного соединения.

35. Устройство по п.20, в котором упомянутый по меньшей мере один процессор реализуется в специализированной интегральной схеме (ASIC).

36. Устройство по п.35, в котором ASIC является модемом мобильной станции (MSM), используемым в беспроводном устройстве.

37. Способ для расширения покрытия сети беспроводной связи, содержащий этапы:
выполнение обработки данных для связи с беспроводным устройством по частотному каналу, используя дуплексную связь с временным разделением (TDD);
выполнение обработки для обмена данными с сетью беспроводной связи с помощью проводной линии связи,
прием пейджингового сообщения для беспроводного устройства из сети беспроводной связи, и
отправка пейджингового сообщения к беспроводному устройству в сигнале-маяке.

38. Способ по п.37, дополнительно содержащий
регистрацию беспроводного устройства в сети беспроводной связи.

39. Способ по п.37, дополнительно содержащий:
направление данных, принятых от беспроводного устройства, в сеть беспроводной связи и
направление данных, принятых от сети беспроводной связи для беспроводного устройства, на это беспроводное устройство.

40. Устройство для расширения покрытия сети беспроводной связи, содержащее:
средство для выполнения обработки данных для связи с беспроводным устройством по частотному каналу, используя дуплексную связь с временным разделением (TDD);
средство для выполнения обработки для обмена данными с сетью беспроводной связи с помощью проводной линии связи,
средство для приема пейджингового сообщения для беспроводного устройства из сети беспроводной связи и
средство для отправки пейджингового сообщения к беспроводному устройству в сигнале-маяке.

41. Устройство по п.40, дополнительно содержащее
средство для регистрации беспроводного устройства в сети беспроводной связи.

42. Устройство по п.40, дополнительно содержащее:
средство для направления данных, принятых от беспроводного устройства, в сеть беспроводной связи и
средство для направления данных, принятых от сети беспроводной связи для беспроводного устройства, на это беспроводное устройство.