СПОСОБЫ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ СИНХРОНИЗАЦИИ КАДРОВ ВОСХОДЯЩЕЙ ЛИНИИ СВЯЗИ В АБОНЕНТСКОЙ СТАНЦИИ Российский патент 2012 года по МПК H04W56/00 H04W48/16 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Настоящее раскрытие относится в целом к системам беспроводной связи. Более конкретно, настоящее раскрытие относится к способам и устройству для синхронизации кадров восходящей линии связи в абонентской станции.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Устройства беспроводной связи стали меньше и мощнее для удовлетворения запросов потребителей и улучшения мобильности и удобства. Потребители стали зависеть от устройств беспроводной связи, таких как мобильные телефоны, карманные компьютеры (PDA), переносные компьютеры и т.п. Потребители стали ожидать надежного обслуживания, расширенных областей покрытия и увеличенных функциональных возможностей. Устройство беспроводной связи может называться абонентской станцией, мобильной станцией, терминалом доступа, удаленной станцией, пользовательским терминалом, терминалом, абонентским модулем, пользовательским оборудованием и т.д. Здесь будет использован термин "абонентская станция".

Система беспроводной связи может предоставлять связь для многочисленных сот, каждая из которых может обслуживаться базовой станцией. Базовая станция может являться фиксированной станцией, которая осуществляет связь с абонентскими станциями. Базовая станция может альтернативно называться точкой доступа, узлом B или некоторым другим термином.

Абонентская станция может осуществлять связь с одной или более базовыми станциями через передачи по восходящей линии связи и нисходящей линии связи. Восходящей линией связи (или обратной линией связи) называется линия связи от абонентской станции до базовой станции, и нисходящей линией связи (или прямой линией связи) называется линия связи от базовой станции до абонентской станции. Система беспроводной связи может одновременно поддерживать связь для множества абонентских станций.

Системы беспроводной связи могут являться системами множественного доступа, способными поддерживать связь со множеством пользователей посредством совместного использования доступных системных ресурсов (например, полосы пропускания и мощности передачи). Примеры таких систем множественного доступа включают в себя системы множественного доступа с кодовым разделением (CDMA), системы множественного доступа с временным разделением (TDMA), системы множественного доступа с частотным разделением (FDMA) и системы множественного доступа с ортогональным частотным разделением (OFDMA).

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Фигура 1 иллюстрирует абонентскую станцию, которая может реализовать синхронизацию кадров восходящей линии связи в соответствии с настоящим раскрытием.

Фигура 2 иллюстрирует пример, показывающий, как множество абонентских станций могут начать передачу кадров восходящей линии связи в разное время, чтобы сохранять синхронизацию с базовой станцией.

Фигура 3 иллюстрирует пример, показывающий, как может быть определено изменение задержки распространения для абонентской станции, когда абонентская станция перемещается дальше от базовой станции.

Фигура 4 иллюстрирует другой пример, показывающий, как может быть определено изменение задержки распространения для абонентской станции, когда абонентская станция перемещается ближе к базовой станции.

Фигура 5 иллюстрирует способ синхронизации кадров восходящей линии связи.

Фигура 6 иллюстрирует блоки "средство плюс функция", соответствующие способу на фигуре 5.

Фигура 7 иллюстрирует различные компоненты, которые могут быть употреблены в беспроводном устройстве.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ

Базовая станция может поддерживать беспроводную связь для множества абонентских станций. Абонентские станции могут быть расположены на различных расстояниях от базовой станции. Другими словами, некоторые абонентские станции могут быть расположены относительно близко к базовой станции, в то время как другие абонентские станции могут быть расположены относительно далеко от базовой станции.

Используемый здесь термин "задержка распространения" обозначает количество времени, которое занимает передача по восходящей линии связи от абонентской станции для достижения базовой станции. Задержка распространения может иметь отношение к расстоянию между абонентской станцией и базовой станцией. Другими словами, задержка распространения для абонентской станции, находящейся далеко от базовой станции, может быть больше, чем задержка распространения для абонентской станции, находящейся относительно близко к базовой станции.

Используемый здесь термин "кадр" является интервалом времени постоянной длины. Кадр может включать в себя фиксированный набор периодически повторяющихся временных слотов фиксированной длины. Разные временные слоты в пределах кадра могут соответствовать разным каналам.

В некоторых системах беспроводной связи связь между абонентскими станциями и базовой станцией может быть синхронизирована таким образом, чтобы по меньшей мере в идеале передачи по восходящей линии связи от разных абонентских станций, соответствующие одному и тому же кадру восходящей линии связи, были приняты базовой станцией в одно и то же время. Это подразумевает, что абонентская станция, которая расположена относительно далеко от базовой станции, может начать передавать кадр восходящей линии связи раньше, чем абонентская станция, которая расположена относительно близко к базовой станции.

Абонентская станция может являться мобильной, то есть положение абонентской станции может изменяться. В результате может изменяться расстояние между абонентской станцией и базовой станцией. Когда положение абонентской станции изменяется относительно базовой станции, это изменяет количество времени, которое занимают передачи по восходящей линии связи для прохождения от абонентской станции до базовой станции. Если абонентская станция перемещается ближе к базовой станции, количество времени, которое занимают передачи по восходящей линии связи для достижения базовой станции, может уменьшиться. Если абонентская станция перемещается дальше от базовой станции, количество времени, которое занимают передачи по восходящей линии связи для достижения базовой станции, может увеличиться.

Для сохранения надлежащей синхронизации употребляют способы определения дальности, с тем чтобы абонентские станции знали корректное время передачи кадра восходящей линии связи. В соответствии с этими способами определения дальности базовая станция может измерить хронирование данных, которые принимаются по восходящей линии связи от конкретной абонентской станции, внести соответствующую регулировку хронирования (если необходимо) и отправить поправки абонентской станции в сообщении ответа определения дальности. Определение дальности может быть выполнено во время начального контакта между абонентской станцией с базовой станцией. После этого определение дальности также может выполняться на периодической основе для коррекции каких-либо изменений положения абонентской станции, которые могли произойти. Однако использование периодического определения дальности может вызвать существенное количество служебных сообщений между абонентской станцией и базовой станцией. Вдобавок, периодическое определение дальности может вызвать существенное количество обработки в базовой станции.

Настоящее раскрытие относится к методикам для предоставления абонентским станциям возможности выполнять синхронизацию кадров восходящей линии связи. Описанные здесь методики могут быть независимыми от периодического определения дальности, то есть для употребления описанных здесь методик нет необходимости периодического выполнения определения дальности. Фактически при некоторых обстоятельствах описанные здесь методики даже могут быть заменой для периодического определения дальности. Описанные здесь методики могут способствовать синхронизации передач по восходящей линии связи от абонентских станций к базовой станции, даже когда положения некоторых или всех этих абонентских станций изменяются относительно базовой станции.

В соответствии с раскрытым здесь способом синхронизации кадров восходящей линии связи абонентская станция может записать первую метку времени, соответствующую первому кадру нисходящей линии связи, и вторую метку времени, соответствующую второму кадру нисходящей линии связи. Абонентская станция может использовать первую метку времени и вторую метку времени для определения изменения задержки распространения. Абонентская станция может отрегулировать хронирование передачи по восходящей линии связи на основе изменения задержки распространения.

Абонентская станция, которая выполняет синхронизацию кадров восходящей линии связи, может включать в себя монитор хронирования нисходящей линии связи, который записывает первую метку времени, соответствующую первому кадру нисходящей линии связи, и вторую метку времени, соответствующую второму кадру нисходящей линии связи. Абонентская станция также может включать в себя калькулятор изменения хронирования, который использует первую метку времени и вторую метку времени для определения изменения задержки распространения. Абонентская станция также может включать в себя синхронизатор кадров восходящей линии связи, который регулирует хронирование передачи по восходящей линии связи на основе изменения задержки распространения.

Абонентская станция, которая выполняет синхронизацию кадров восходящей линии связи, может включать в себя средство для записи первой метки времени, соответствующей первому кадру нисходящей линии связи, и средство для записи второй метки времени, соответствующей второму кадру нисходящей линии связи. Абонентская станция также может включать в себя средство для регулировки хронирования передачи по восходящей линии связи на основе изменения задержки распространения.

Компьютерный программный продукт для синхронизации кадров восходящей линии связи может включать в себя компьютерно-читаемый носитель, имеющий в себе команды. Команды могут включать в себя код для записи первой метки времени, соответствующей первому кадру нисходящей линии связи, и код для записи второй метки времени, соответствующей второму кадру нисходящей линии связи. Команды также могут включать в себя код для использования первой метки времени и второй метки времени для определения изменения задержки распространения. Команды также могут включать в себя код для регулировки хронирования передачи по восходящей линии связи на основе изменения задержки распространения.

Способы и устройство настоящего раскрытия могут быть употреблены в системе широкополосной беспроводной связи. Термин "широкополосная беспроводная" относится к технологии, которая предоставляет доступ к беспроводным, голосовым, Интернет и/или сетям данных в заданной области.

Рабочая группа по стандартам широкополосного беспроводного доступа Института инженеров по электротехнике и электронике (IEEE) 802.16 нацелена на подготовку формальных спецификаций для глобального развертывания широкополосных беспроводных городских сетей (MAN). Хотя семейство стандартов 802.16 официально называется WirelessMAN, оно было названо "WiMAX" (что обозначает "глобальное взаимодействие сетей для доступа в микроволновом диапазоне") отраслевой группой, называемой Форумом WiMAX. Таким образом, термин "WiMAX" относится к основанной на стандартах широкополосной беспроводной технологии, которая предоставляет широкополосные подключения с высокой пропускной способностью на дальних расстояниях.

Сегодня имеется два основных приложения WiMAX: фиксированный WiMAX и мобильный WiMAX. Приложения фиксированного WiMAX являются многоточечными сетями, обеспечивающими широкополосный доступ для жилых и офисных помещений. Мобильный WiMAX предлагает полную мобильность сотовых сетей с широкополосными скоростями.

Некоторые из описанных здесь примеров релевантны к системам беспроводной связи, которые сконфигурированы в соответствии со стандартами WiMAX. Однако эти примеры не должны интерпретироваться как ограничение объема настоящего раскрытия.

Способы и устройство настоящего раскрытия могут быть употреблены в системах беспроводной связи, которые основаны на технологии OFDM (мультиплексировании с ортогональным частотным разделением) и OFDMA (множественного доступа с ортогональным частотным разделением). Например, мобильный WiMAX основан на технологии OFDM и OFDMA. OFDM является методикой цифровой модуляции с многими несущими, которая недавно нашла широкое применение в разнообразных системах связи с высокой скоростью передачи данных. В OFDM передаваемый битовый поток делят на множество подпотоков с более низкой скоростью передачи. Каждый подпоток модулируют с помощью одной из множества ортогональных поднесущих и отправляют по одному из множества параллельных подканалов. OFDMA является методикой множественного доступа, основанной на OFDM. В OFDMA пользователям могут быть присвоены поднесущие в разных временных слотах. OFDMA является гибкой методикой множественного доступа, которая может обслуживать много пользователей с помощью широкого разнообразия приложений, скоростей передачи данных и требований по качеству обслуживания.

Способы и устройство настоящего раскрытия могут быть употреблены в системах беспроводной связи, которые используют дуплексирование с временным разделением (TDD). TDD является применением мультиплексирования с временным разделением для отделения исходящего и обратного сигналов. TDD эмулирует полнодуплексную связь по полудуплексной линии связи. Мобильный WiMAX поддерживает TDD.

Фигура 1 иллюстрирует абонентскую станцию 102, которая может реализовывать синхронизацию кадров восходящей линии связи в соответствии с настоящим открытием. Абонентская станция 102 может находиться в беспроводной электронной связи с базовой станцией 104.

Передача данных от абонентской станции 102 к базовой станции 104 может происходить через восходящую линию 106 связи. Передача данных от базовой станции 104 к абонентской станции 102 может происходить через нисходящую линию 108 связи.

Различные компоненты 110 восходящей линии связи в абонентской станции 102 могут способствовать связи по восходящей линии связи 106. Аналогично, различные компоненты 112 нисходящей линии связи в абонентской станции 102 могут способствовать связи по нисходящей линии 108 связи.

Абонентская станция 102 и базовая станция 104 могут являться частью системы 100 беспроводной связи, которая употребляет дуплексирование с временным разделением (TDD) и множественным доступом с ортогональным частотным разделением (OFMDA), такую как мобильная технология WiMAX. В системах TDD OFDMA "кадром" может называться интервал времени постоянной длины. Кадр, с помощью которого происходит связь по восходящей линии 106 связи, может здесь называться кадром восходящей линии связи. Кадр, с помощью которого происходит связь по нисходящей линии 108 связи, может здесь называться кадром нисходящей линии связи.

Абонентская станция 102 может включать в себя приемник 114 глобальной системы позиционирования (GPS). Приемник 114 GPS может быть способен определять свое местоположение, скорость и направление. Кроме того, приемник 114 GPS также может быть способен предоставлять высокоточную метку 116 времени. Метки 116 времени, предоставленные приемником 114 GPS, могут использоваться в целях синхронизации кадров восходящей линии связи.

Абонентская станция 102 также может включать в себя монитор 118 хронирования нисходящей линии связи. Монитор 118 хронирования нисходящей линии связи может отслеживать связь по нисходящей линии 108 связи, чтобы определять начальную точку кадров нисходящей линии связи. Всякий раз, когда по нисходящей линии 108 связи принимают данные, монитор 118 хронирования нисходящей линии связи может записывать метку 116 времени, соответствующую началу кадра нисходящей линии связи. Метка 116 времени может быть предоставлена приемником 114 GPS.

Как указано выше, "задержкой распространения" называется количество времени, которое занимает передача по восходящей линии связи от абонентской станции 102 для достижения базовой станции 104. Посредством определения, как изменяется задержка распространения, можно определить, как должно быть при необходимости изменено хронирование передач по восходящей линии 106 связи, чтобы сохранить надлежащую синхронизацию с базовой станцией 104.

Например, если абонентская станция 102 перемещается ближе к базовой станции 104, то задержка распространения может уменьшиться. Таким образом, для сохранения надлежащей синхронизации следующий кадр восходящей линии связи может быть задержан на величину, соответствующую изменению задержки распространения. Напротив, если абонентская станция 102 перемещается дальше от базовой станции 104, то задержка распространения может увеличиться. Таким образом, для сохранения надлежащей синхронизации следующий кадр восходящей линии связи может быть начат раньше на величину, соответствующую изменению задержки распространения.

Калькулятор 120 изменения хронирования может использовать метки 116 времени для определения, как изменилась задержка распространения. В идеале, если абонентская станция 102 не перемещается в течение промежутка времени между двумя метками 116 времени, то разность между двумя метками 116 времени является кратной продолжительности кадра. Если абонентская станция 102 перемещается ближе к базовой станции 104, то разность между двумя метками 116 времени меньше значения, кратного продолжительности кадра. Если абонентская станция 102 перемещается дальше от базовой станции 104, то разность между двумя метками 116 времени больше значения, кратного продолжительности кадра.

Изменение Δ задержки распространения может быть рассчитано в соответствии с уравнением (1):

Δ=T-n×D (1)

где Δ - изменение задержки распространения, T - разность между двумя метками 116 времени, соответствующих началу двух разных кадров нисходящей линии связи, n указывает количество кадров, которые имели место между двумя метками 116 времени, и D - продолжительность одного кадра.

Синхронизатор 122 кадра восходящей линии связи может регулировать хронирование передачи по восходящей линии связи на основе изменения задержки распространения, которое определено. Например, если определено, что задержка распространения уменьшилась на Δ (то есть абонентская станция 102 переместилась ближе к базовой станции 104 на Δ), то передача следующего кадра восходящей линии связи может быть задержана на Δ. Напротив, если определено, что задержка распространения увеличилась на Δ (то есть абонентская станция 102 переместилась дальше от базовой станции 104 на Δ), то передача следующего кадра восходящей линии связи может быть начата раньше на Δ.

Хотя приемник 114 GPS способен предоставлять высокоточную метку времени, могут иметься некоторые ошибки, ассоциированные с метками 116 времени, которые определяют. Чтобы сгладить такие ошибки, изменение задержки распространения может быть усреднено для нескольких последовательных кадров перед применением какой-либо регулировки хронирования к передаче по восходящей линии связи.

Хотя абонентская станция 102, показанная на фигуре 1, включает в себя приемник 114 GPS, для реализации описанных здесь методик не обязательно использовать приемник 114 GPS. Может быть использован любой генератор метки времени, который может предоставлять точную метку времени. Приемник 114 GPS является примером генератора метки времени. Однако могут быть использованы другие генераторы метки времени. Некоторые абонентские станции могут быть способны предоставлять высокоточные метки времени без использования приемника 114 GPS.

Фигура 2 иллюстрирует пример, показывающий, как множество абонентских станций 202a-c могут начать передачу кадра восходящей линии связи в разное время, чтобы сохранить синхронизацию с базовой станцией 204. На фигуре 2 показаны первая абонентская станция 202a, вторая абонентская станция 202b и третья абонентская станция 202c.

В этом примере первая абонентская станция 202a расположена ближе всех к базовой станции 204, а третья абонентская станция 202c расположена дальше всех от базовой станции 204. Вторая абонентская станция 202b расположена дальше от базовой станции 204, чем первая абонентская станция 202a, но ближе к базовой станции 204, чем третья абонентская станция 202c.

На фигуре 2 также показана продолжительность 224 кадра. Эта продолжительность 224 кадра рассматривается с точки зрения базовой станции 204.

Может быть желательно, чтобы передачи по восходящей линии связи от всех трех абонентских станций 202a-c достигли базовой станции 204 приблизительно в одно и то же время. Чтобы достигнуть этой цели, третья абонентская станция 202c может первой начать передавать кадр 226c восходящей линии связи, поскольку она находится дальше всех от базовой станции 204. Затем вторая абонентская станция 202b может начать передавать кадр 226b восходящей линии связи. Затем первая абонентская станция 202a может начать передавать кадр 226a восходящей линии связи. Если хронирование восходящей линии связи синхронизировано должным образом, то передачи по восходящей линии связи от всех трех абонентских станций 202a-c достигают базовой станции 204 в одно и то же время.

Фигура 3 иллюстрирует пример, показывающий, как может быть определено изменение 328 задержки распространения для абонентской станции 302, когда абонентская станция 302 перемещается дальше от базовой станции 304. Фигура 3 также иллюстрирует, как может быть отрегулировано хронирование передачи по восходящей линии связи для компенсации изменения 328 задержки распространения.

В этом примере абонентская станция 302 первоначально находится в положении X 330. Показано, что абонентская станция 302 принимает начало кадра N 332a нисходящей линии связи. Абонентская станция 302 может записать метку 316a времени, соответствующую моменту времени, когда она приняла начало кадра N 332a нисходящей линии связи. После приема кадра N 332a нисходящей линии связи абонентская станция 302 может передать кадр N 334a восходящей линии связи. Начало кадра N 334a восходящей линии связи показано на фигуре 3.

Затем абонентская станция 302 может переместиться из положения X 330 в положение Y 336, которая находится дальше от базовой станции 304, чем положение X 330. Показано, что абонентская станция 302 принимает начало кадра N+n 332b нисходящей линии связи, где n - любое положительное целое число. Абонентская станция 302 может записать метку 316b времени, соответствующую моменту времени, когда она приняла начало N+n 332b кадра нисходящей линии связи.

Затем абонентская станция 302 может определить изменение 328 задержки распространения. Метки 316a-b времени могут быть использованы для определения изменения 328 задержки распространения. Разность между метками 316a-b времени задана как n×D+Δ, где Δ - изменение 328 задержки распространения, и D - продолжительность 224 кадра. Приведенное выше уравнение (1) может быть использовано для определения изменения 328 задержки распространения.

Абонентская станция 302 может отрегулировать хронирование передачи по восходящей линии связи на основе изменения 328 задержки распространения, которое определено. Поскольку в этом примере абонентская станция 302 переместилась дальше от базовой станции 304, изменение 328 задержки распространения увеличилось (то есть Δ положительно). Таким образом, как показано, передача следующего кадра восходящей линии связи может быть начата раньше на Δ. Поэтому, как показано, разность между началом кадра N+n 334b восходящей линии связи и началом кадра N 334a восходящей линии связи задана как n×D-Δ.

Фигура 4 иллюстрирует пример, показывающий, как может быть определено изменение 428 задержки распространения для абонентской станции 402, когда абонентская станция 402 перемещается ближе к базовой станции 404. Фигура 4 также иллюстрирует, как может быть отрегулировано хронирование передачи по восходящей линии связи для компенсации изменения 428 задержки распространения.

В этом примере абонентская станция 402 первоначально находится в положении Y 436. Показано, что абонентская станция 402 принимает начало кадра N 432a нисходящей линии связи. Абонентская станция 402 может записать метку 416a времени, соответствующую моменту времени, когда она приняла начало кадра N 432a нисходящей линии связи. После приема кадра N 432a нисходящей линии связи абонентская станция 402 может передать кадр N 434a восходящей линии связи. Начало кадра N 434a восходящей линии связи показано на фигуре 4.

Затем абонентская станция 402 может переместиться из положения Y 436 в положение X 430, которая находится ближе к базовой станции 404, чем положение Y 436. Показано, что абонентская станция 402 принимает начало N+n 432b кадра нисходящей линии связи, где n - любое положительное целое число. Абонентская станция 402 может записать метку 416b времени, соответствующую моменту времени, когда она приняла начало N+n 432b кадра нисходящей линии связи.

Затем абонентская станция 402 может определить изменение 428 задержки распространения. Метки 416a-b времени могут быть использованы для определения изменения 428 задержки распространения. Например, приведенное выше уравнение (1) может быть использовано для определения изменения 428 задержки распространения. Если используется уравнение (1), то Δ отрицательно, поскольку абонентская станция 402 переместилась ближе к базовой станции 404. Поскольку Δ отрицательно, разность между метками 416a-b времени может быть задана как n×D+Δ. В качестве альтернативы, разность между метками времени 416a-b может быть задана как n×D-|Δ|, как показано на фигуре 4. Выражение n×D-|Δ| иллюстрирует, что разность между метками 416a-b времени меньше значения, кратного продолжительности кадра.

Абонентская станция 402 может отрегулировать хронирование передачи по восходящей линии связи на основе изменения 428 задержки распространения, которое определено. Поскольку в этом примере абонентская станция 402 переместилась ближе к базовой станции 404, изменение 428 задержки распространения уменьшилось. Таким образом, как показано, передача следующего кадра восходящей линии связи может быть задержана на |Δ|. Поэтому, как показано, разность между началом кадра N 434a восходящей линии связи и началом кадра N+n 434b восходящей линии связи может быть задана как n×D+|Δ|.

Фигура 5 иллюстрирует способ 500 синхронизации кадров восходящей линии связи. Способ 500 может быть реализован посредством абонентской станции 102.

Всякий раз, когда принимают данные по нисходящей линии 108 связи, абонентская станция 102 может записывать метку 116 времени, соответствующую началу кадра нисходящей линии связи. Таким образом, абонентская станция 102 может записать 502 метку 316a времени, соответствующую началу кадра N 332a нисходящей линии связи. Абонентская станция 102 также может записать 504 метку 316b времени, соответствующую началу кадра N+n 332b нисходящей линии связи, где n - любое положительное целое число.

Абонентская станция 102 затем может определить изменение 328 задержки распространения. Метки 316a-b времени могут быть использованы для определения 506 изменения 328 задержки распространения. Изменение 328 задержки распространения может быть определено 506 в соответствии с приведенным выше уравнением (1).

Абонентская станция 102 может отрегулировать хронирование передачи по восходящей линии связи на основе изменения 328 задержки распространения, которое определено. Может быть определено 508, переместилась ли абонентская станция 102 ближе или дальше от базовой станции 104. Если абонентская станция 102 переместилась ближе к базовой станции 104, то абонентская станция 102 может задержать 510 передачу следующего кадра восходящей линии связи на |Δ|. Если абонентская станция 102 переместилась дальше от базовой станции 104, то абонентская станция 102 может начать 512 передачу следующего кадра восходящей линии связи на |Δ| раньше.

Абонентская станция 102 может отрегулировать хронирование передачи по восходящей линии связи на основе изменения 328 задержки распространения, которую рассчитывают из разности между двумя метками 316a-b времени, как только что было описано. В качестве альтернативы, для сглаживания возможных ошибок меток времени изменение 328 задержки распространения может быть усреднено для нескольких последовательных кадров перед применением какой-либо регулировки хронирования к передаче по восходящей линии связи.

Например, может быть определено изменение 328 задержки распространения между кадром N и кадром N+n. Затем может быть определено изменение 328 задержки распространения между кадром N и кадром N+(n+1). Это может быть продолжено для нескольких последовательных кадров, пока не будет определено изменение 328 задержки распространения между кадром N и кадром N+(n+k). Затем может быть рассчитано среднее изменение задержки распространения, определенное в кадрах с N+n по N+(n+k), и хронирование передачи по восходящей линии связи может быть отрегулировано на основе этого среднего изменения задержки распространения.

Описанный выше способ 500 на фигуре 5 может быть выполнен посредством различного аппаратного обеспечения и/или программного компонента (компонентов) и/или модуля (модулей), соответствующих блокам 600 "средство плюс функция", проиллюстрированным на фигуре 6. Другими словами, блоки 502-512, проиллюстрированные на фигуре 5, соответствуют блокам 602-612 "средство плюс функция", проиллюстрированным на фигуре 6.

Фигура 7 иллюстрирует различные компоненты, которые могут быть употреблены в беспроводном устройстве 702. Беспроводное устройство 702 является примером устройства, которое может быть сконфигурировано, чтобы реализовывать различные описанные здесь способы. Беспроводное устройство 702 может являться абонентской станцией 102 или базовой станцией 104.

Беспроводное устройство 702 может включать в себя процессор 704, который управляет работой беспроводного устройства 702. Процессор 704 также может называться центральным процессором (CPU). Память 706, которая может включать в себя и постоянное запоминающее устройство (ROM), и оперативное запоминающее устройство (RAM), предоставляет команды и данные процессору 704. Часть памяти 706 может также включать в себя энергонезависимое оперативное запоминающее устройство (NVRAM). Процессор 704 обычно выполняет логические и арифметические операции на основе программных команд, хранящихся внутри памяти 706. Команды в памяти 706 могут быть исполняемыми для реализации описанных здесь способов.

Беспроводное устройство 702 также может включать в себя корпус 708, который может включать в себя передатчик 710 и приемник 712, чтобы предоставить возможность передачи и приема данных между беспроводным устройством 702 и удаленным местоположением. Передатчик 710 и приемник 712 могут быть объединены в приемопередатчик 714. Антенна 716 может быть прикреплена к корпусу 708 и электрически соединена с приемопередатчиком 714. Беспроводное устройство 702 также может включать в себя (не показано) множество передатчиков, множество приемников, множество приемопередатчиков и/или множество антенн.

Беспроводное устройство 702 также может включать в себя детектор 718 сигналов, который может быть использован для детектирования и измерения уровня сигналов, принятых приемопередатчиком 714. Детектор 718 сигналов может детектировать такие сигналы, как полная энергия, спектральная плотность мощности и другие сигналы. Беспроводное устройство 702 также может включать в себя процессор 720 цифровых сигналов (DSP) для использования при обработке сигналов.

Различные компоненты беспроводного устройства 702 могут быть соединены вместе системой 722 шин, которая может включать в себя шину питания, шину управляющего сигнала и шину сигнала состояния в дополнение к шине данных. Однако, ради ясности, различные шины проиллюстрированы на фигуре 7 как система 722 шин.

Используемый здесь термин "определение" охватывает широкое разнообразие действий, и поэтому "определение" может включать в себя расчет, вычисление, обработку, получение, исследование, поиск (например, поиск в таблице, базе данных или другой структуре данных), выявление и т.п. Кроме того, "определение" может включать в себя прием (например, прием информации), доступ (например, доступ к данным в памяти) и т.п. Кроме того, "определение" может включать в себя разрешение, выбор, отбор, установление и т.п.

Фраза "основанный на…" не означает "основанный только на…", если явно не определено иначе. Другими словами, фраза "основанный на…" описывает как "основанный только на…", так и "основанный по меньшей мере на…".

Различные иллюстративные логические блоки, компоненты, модули и схемы, описанные в связи с настоящим раскрытием, могут быть полностью или частично реализованы как хранящиеся в памяти команды, которые исполняются процессором. Процессор может являться процессором общего назначения, процессором цифровых сигналов (DSP) и т.д. Процессор общего назначения может являться микропроцессором, но в альтернативе процессор может являться любым коммерчески доступным процессором, контроллером, микроконтроллером или конечным автоматом. Процессор также может быть реализован как комбинация вычислительных устройств, например комбинация DSP и микропроцессора, множество микропроцессоров, один или более микропроцессоров вместе с ядром DSP или любая другая такая конфигурация.

В качестве альтернативы или дополнения различные иллюстративные логические блоки, компоненты, модули и схемы, описанные в связи с настоящим раскрытием, могут быть полностью или частично реализованы в аппаратном обеспечении. Используемый здесь термин "аппаратное обеспечение" должен рассматриваться широко и включать в себя специализированную интегральную схему (ASIC), программируемую вентильную матрицу (FPGA) или другое программируемое логическое устройство, дискретную вентильную схему или транзисторную логическую схему, дискретные компоненты аппаратного обеспечения или любую их комбинацию, спроектированную, чтобы выполнять описанные здесь функции.

Модуль программного обеспечения может постоянно находиться в носителе данных любого вида, который известен в данной области техники. Некоторые примеры носителей данных, которые могут использоваться, включают в себя память RAM, флэш-память, память ROM, память EPROM, память EEPROM, регистры, жесткий диск, съемный диск, CD-ROM и т.д. Модуль программного обеспечения может содержать одну команду или много команд и может быть распространен по нескольким разным сегментам кода, среди различных программ и на множестве носителей данных. Носитель данных может быть присоединен к процессору таким образом, что процессор может считывать информацию с и записывать информацию на носитель данных. В качестве альтернативы носитель данных может быть интегрирован в процессор.

Раскрытые здесь способы содержат один или более этапов или действий для достижения описанного способа. Этапы и/или действия способа могут быть взаимно заменены один другим без отступления от объема формулы изобретения. Другими словами, если конкретный порядок этапов или действий не определен, порядок и/или использование конкретных этапов и/или действий могут быть модифицированы без отступления от объема формулы изобретения.

Описанные функции могут быть реализованы в аппаратном обеспечении, программном обеспечении, встроенном программном обеспечении или любой их комбинации. При реализации в программном обеспечении функции могут быть сохранены как одна или более команд на компьютерно-читаемом носителе. Компьютерно-читаемый носитель может являться любым доступным носителем, к которому может осуществлять доступ компьютер. В качестве примера, но не ограничения, компьютерно-читаемый носитель может содержать RAM, ROM, EEPROM, CD-ROM или другое запоминающее устройство на оптическом диске, запоминающее устройство на магнитном диске или другие магнитные запоминающие устройства или любой другой носитель, который может использоваться для переноса или хранения желаемого программного кода в виде команд или структур данных, и к которому может осуществлять доступ компьютер. Используемый здесь термины disk и disc включают в себя компакт-диск (CD), лазерный диск, оптический диск, цифровой универсальный диск (DVD), гибкий диск и диск Blu-ray®, причем диски disk обычно воспроизводят данные магнитным способом, тогда как диски disc воспроизводят данные оптическим способом с помощью лазеров.

Программное обеспечение или команды также могут быть переданы через передающую среду. Например, если программное обеспечение передают с вебсайта, сервера или другого удаленного источника с использованием коаксиального кабеля, волоконно-оптического кабеля, витой пары, цифровой абонентской линии (DSL) или беспроводных технологий, таких как инфракрасные, радио- и микроволновые, то коаксиальный кабель, волоконно-оптический кабель, витая пара, линия DSL или беспроводные технологии, такие как инфракрасные, радио- и микроволновые, включены в определение передающей среды.

Дополнительно, следует понимать, что модули и/или другие соответствующие средства для выполнения описанных здесь способов и методик, такие как проиллюстрированные посредством фигур 5 и 6, могут быть загружены и/или иным образом получены мобильным устройством и/или базовой станцией при соответствующих условиях. Например, такое устройство может быть соединено с сервером для способствования переноса средств для выполнения описанных здесь способов. В качестве альтернативы различные описанные здесь способы могут быть предоставлены через средства хранения (например, оперативное запоминающее устройство (RAM), постоянное запоминающее устройство (ROM), физический носитель данных, такой как компакт-диск (CD) или гибкий диск и т.д.) таким образом, что мобильное устройство и/или базовая станция могут получить различные способы при соединении или подаче средства хранения на устройство. Кроме того, может быть употреблена любая другая подходящая методика для предоставления в устройство описанных здесь способов и методик.

Следует понимать, что формула изобретения не ограничивается точной конфигурацией и компонентами, проиллюстрированными выше. Различные модификации, изменения и вариации могут быть внесены в компоновку, работу и детали описанных здесь систем, способов и устройств без отступления от объема формулы изобретения.

Изобретение относится к системам беспроводной связи и предназначено для синхронизации кадров восходящей линии связи в абонентской станции. Технический результат - повышение точности синхронизации кадров. Для этого способ синхронизации кадров восходящей линии связи в абонентской станции может включать в себя этапы, на которых записывают первую метку времени, соответствующую первому кадру нисходящей линии связи, и записывают вторую метку времени, соответствующую второму кадру нисходящей линии связи. Первая метка времени и вторая метка времени могут быть использованы для определения изменения задержки распространения. Хронирование передачи по восходящей линии связи может быть отрегулировано на основе изменения задержки распространения, которое определено. 4 н. и 35 з.п. ф-лы, 7 ил.

1. Способ синхронизации кадров восходящей линии связи, реализуемый посредством абонентской станции, причем способ содержит этапы, на которых:
записывают первую метку времени, соответствующую первому кадру нисходящей линии связи;
записывают вторую метку времени, соответствующую второму кадру нисходящей линии связи;
используют первую метку времени и вторую метку времени для определения изменения задержки распространения; и
регулируют хронирование передачи по восходящей линии связи на основе изменения задержки распространения.

2. Способ по п.1, в котором абонентская станция перемещается ближе к базовой станции между первым кадром нисходящей линии связи и вторым кадром нисходящей линии связи, и в котором регулировка хронирования передачи по восходящей линии связи содержит этап, на котором задерживают передачу кадра восходящей линии связи.

3. Способ по п.2, в котором разность времени между началом задержанного кадра восходящей линии связи и началом предыдущего кадра восходящей линии связи задана как n·D+|Δ|, где Δ - изменение задержки распространения, где D - продолжительность одного кадра, и где n - положительное целое число.

4. Способ по п.1, в котором абонентская станция перемещается дальше от базовой станции между первым кадром нисходящей линии связи и вторым кадром нисходящей линии связи, и в котором регулировка хронирования передачи по восходящей линии связи содержит этап, на котором начинают передачу кадра восходящей линии связи раньше, чем было заранее запланировано.

5. Способ по п.4, в котором разность между началом более раннего кадра восходящей линии связи и началом предыдущего кадра восходящей линии связи задана как n·D+|Δ|, где Δ - изменение задержки распространения, где D - продолжительность одного кадра, и где n - положительное целое число.

6. Способ по п.1, в котором изменение задержки распространения определяют как Δ=T-n·D, где D - продолжительность одного кадра, где n - положительное целое число, и где Т - разность между второй меткой времени и первой меткой времени.

7. Способ по п.1, в котором первую метку времени и вторую метку времени определяют посредством генератора меток времени.

8. Способ по п.7, в котором генератор меток времени является приемником глобальной системы позиционирования (GPS).

9. Способ по п.1, в котором абонентская станция сконфигурирована, чтобы осуществлять связь через сеть беспроводной связи, которая поддерживает стандарт Института инженеров по электротехнике и электронике (IEEE) 802.16.

10. Абонентская станция, которая выполняет синхронизацию кадров восходящей линии связи, содержащая:
монитор хронирования нисходящей линии связи, который записывает первую метку времени, соответствующую первому кадру нисходящей линии связи, и вторую метку времени, соответствующую второму кадру нисходящей линии связи;
калькулятор изменения хронирования, который использует первую метку времени и вторую метку времени для определения изменения задержки распространения; и
синхронизатор кадров восходящей линии связи, который регулирует хронирование передачи по восходящей линии связи на основе изменения задержки распространения.

11. Абонентская станция по п.10, причем абонентская станция перемещается ближе к базовой станции между первым кадром нисходящей линии связи и вторым кадром нисходящей линии связи, и причем регулировка хронирования передачи по восходящей линии связи содержит этап, на котором задерживают передачу кадра восходящей линии связи.

12. Абонентская станция по п.11, в которой разность времени между началом задержанного кадра восходящей линии связи и началом предыдущего кадра восходящей линии связи задана как n·D+|Δ|, где Δ - изменение задержки распространения, где D - продолжительность одного кадра, и где n - положительное целое число.

13. Абонентская станция по п.10, причем абонентская станция перемещается дальше от базовой станции между первым кадром нисходящей линии связи и вторым кадром нисходящей линии связи, и причем регулировка хронирования передачи по восходящей линии связи содержит этап, на котором начинают передачу кадра восходящей линии связи раньше, чем было заранее запланировано.

14. Абонентская станция по п.13, в которой разность между началом более раннего кадра восходящей линии связи и началом предыдущего кадра восходящей линии связи задана как n·D+|Δ|, где Δ - изменение задержки распространения, где D - продолжительность одного кадра, и где n - положительное целое число.

15. Абонентская станция по п.10, в которой изменение задержки распространения определяют как Δ=T-n·D, где D - продолжительность одного кадра, где n - положительное целое число, и где Т - разность между второй меткой времени и первой меткой времени.

16. Абонентская станция по п.10, дополнительно содержащая генератор меток времени, который определяет первую метку времени и вторую метку времени.

17. Абонентская станция по п.16, в которой генератор меток времени является приемником глобальной системы позиционирования (GPS).

18. Абонентская станция по п.10, в которой монитор хронирования нисходящей линии связи, калькулятор изменения хронирования и синхронизатор кадров восходящей линии связи реализованы как хранящиеся в памяти команды, которые исполняются процессором.

19. Абонентская станция по п.10, в которой монитор хронирования нисходящей линии связи, калькулятор изменения хронирования и синхронизатор кадров восходящей линии связи реализованы в аппаратном обеспечении.

20. Абонентская станция по п.10, в которой монитор хронирования нисходящей линии связи, калькулятор изменения хронирования и синхронизатор кадров восходящей линии связи реализованы в интегральной схеме.

21. Абонентская станция по п.10, причем абонентская станция сконфигурирована, чтобы осуществлять связь через сеть беспроводной связи, которая поддерживает стандарт Института инженеров по электротехнике и электронике (IEEE) 802.16.

22. Абонентская станция, которая выполняет синхронизацию кадров восходящей линии связи, содержащая:
средство для записи первой метки времени, соответствующей первому кадру нисходящей линии связи;
средство для записи второй метки времени, соответствующей второму кадру нисходящей линии связи;
средство для использования первой метки времени и второй метки времени для определения изменения задержки распространения; и
средство для регулировки хронирования передачи по восходящей линии связи на основе изменения задержки распространения.

23. Абонентская станция по п.22, причем абонентская станция перемещается ближе к базовой станции между первым кадром нисходящей линии связи и вторым кадром нисходящей линии связи, и причем регулировка хронирования передачи по восходящей линии связи содержит этап, на котором задерживают передачу кадра восходящей линии связи.

24. Абонентская станция по п.23, в которой разность времени между началом задержанного кадра восходящей линии связи и началом предыдущего кадра восходящей линии связи задана как n·D+|Δ|, где Δ - изменение задержки распространения, где D - продолжительность одного кадра, и где n - положительное целое число.

25. Абонентская станция по п.22, причем абонентская станция перемещается дальше от базовой станции между первым кадром нисходящей линии связи и вторым кадром нисходящей линии связи, и причем регулировка хронирования передачи по восходящей линии связи содержит этап, на котором начинают передачу кадра восходящей линии связи раньше, чем было заранее запланировано.

26. Абонентская станция по п.25, в которой разность между началом более раннего кадра восходящей линии связи и началом предыдущего кадра восходящей линии связи задана как n·D+|Δ|, где Δ - изменение задержки распространения, где D - продолжительность одного кадра, и где n - положительное целое число.

27. Абонентская станция по п.22, в которой изменение задержки распространения определяют как Δ=T-n·D, где D - продолжительность одного кадра, где n - положительное целое число, и где Т - разность между второй меткой времени и первой меткой времени.

28. Абонентская станция по п.22, дополнительно содержащая генератор меток времени, который определяет первую метку времени и вторую метку времени.

29. Абонентская станция по п.28, в которой генератор меток времени является приемником глобальной системы позиционирования (GPS).

30. Абонентская станция по п.22, причем абонентская станция сконфигурирована, чтобы осуществлять связь через сеть беспроводной связи, которая поддерживает стандарт Института инженеров по электротехнике и электронике (IEEE) 802.16.

31. Компьютерно-читаемый носитель, имеющий сохраненные на нем команды, которые при исполнении компьютером предписывают компьютеру выполнять способ синхронизации кадров восходящей линии связи, выполняемый посредством абонентской станции, причем команды содержат:
код для записи первой метки времени, соответствующей первому кадру нисходящей линии связи;
код для записи второй метки времени, соответствующей второму кадру нисходящей линии связи;
код для использования первой метки времени и второй метки времени для определения изменения задержки распространения; и
код для регулировки хронирования передачи по восходящей линии связи на основе изменения задержки распространения.

32. Компьютерно-читаемый носитель по п.31, причем абонентская станция перемещается ближе к базовой станции между первым кадром нисходящей линии связи и вторым кадром нисходящей линии связи, и при этом регулировка хронирования передачи по восходящей линии связи содержит этап, на котором задерживают передачу кадра восходящей линии связи.

33. Компьютерно-читаемый носитель по п.32, причем разность времени между началом задержанного кадра восходящей линии связи и началом предыдущего кадра восходящей линии связи задана как n·D+|Δ|, где Δ - изменение задержки распространения, где D - продолжительность одного кадра, и где n - положительное целое число.

34. Компьютерно-читаемый носитель по п.31, причем абонентская станция перемещается дальше от базовой станции между первым кадром нисходящей линии связи и вторым кадром нисходящей линии связи, и при этом регулировка хронирования передачи по восходящей линии связи содержит этап, на котором начинают передачу кадра восходящей линии связи раньше, чем было заранее запланировано.

35. Компьютерно-читаемый носитель по п.34, причем разность между началом более раннего кадра восходящей линии связи и началом предыдущего кадра восходящей линии связи задана как n·D+|Δ|, где Δ - изменение задержки распространения, где D - продолжительность одного кадра, и где n - положительное целое число.

36. Компьютерно-читаемый носитель по п.31, причем изменение задержки распространения определяют как Δ=Т-n·D, где D - продолжительность одного кадра, где n - положительное целое число, и где Т - разность между второй меткой времени и первой меткой времени.

37. Компьютерно-читаемый носитель по п.31, в котором первую метку времени и вторую метку времени определяют посредством генератора меток времени.

38. Компьютерно-читаемый носитель по п.37, причем генератор меток времени является приемником глобальной системы позиционирования (GPS).

39. Компьютерно-читаемый носитель по п.31, причем абонентская станция сконфигурирована, чтобы осуществлять связь через сеть беспроводной связи, которая поддерживает стандарт Института инженеров по электротехнике и электронике (IEEE) 802.16.