Приоритет
По настоящей заявке испрашивается приоритет на основании поданной 22 марта 2010 г. международной патентной заявки № PCT/US2010/28185 с таким же названием, которая испрашивает приоритет на основании поданной 23 марта 2009 г. одновременно находящейся на рассмотрении патентной заявки США №12/409,398 того же заявителя с таким же названием, содержание которых полностью включено в настоящий документ посредством ссылки.
Авторское право
Часть описания настоящего патентного документа содержит материалы, охраняемые авторским правом. Владелец авторского права не возражает против факсимильного воспроизведения любым лицом настоящего патентного документа либо патентного описания в том виде, в каком они хранятся в Патентном ведомстве США, но в иных случаях сохраняет за собой все авторские права.
Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение в общем относится к области сетей беспроводной связи и передачи данных. Более конкретно, в одном предлагаемом в качестве примера аспекте настоящее изобретение относится к способам и устройствам для реализации гибких режимов передачи вызова в сети беспроводной связи и передачи данных.
Уровень техники
Универсальная система мобильной связи (Universal Mobile Telecommunications System, UMTS) служит примером использования технологий сотовой телефонной связи третьего поколения (third generation, 3G). Стандарт UMTS разработан коллективным органом, Группой по разработке сетей мобильной связи третьего поколения (3rd Generation Partnership Project, 3GPP). Группа 3GPP в ответ на технические требования, сформулированные Международным союзом электросвязи (International Telecommunications Union, ITU, МСЭ), в качестве системы сотовой радиосвязи третьего поколения для использования, в том числе, в Европе выбрал систему UMTS. МСЭ занимается вопросами стандартизации и регулирования радиосвязи и телекоммуникаций в глобальном масштабе. Усовершенствование системы UMTS способствует постепенному переходу к технологии четвертого поколения (4G).
В настоящее время предметом внимания является дальнейшее развитие системы UMTS посредством повышения пропускной способности и эффективности использования частотного спектра, целью которого является создание системы мобильной радиосвязи, оптимизированной для пакетной передачи данных. Разработки, ведущиеся в этом направлении в рамках 3GPP, собраны под общим наименованием LTE (Long Term Evolution, Долгосрочное развитие). Их целью, среди прочего, является значительное повышение максимальной скорости передачи полезных данных, ориентировочно до 300 Мбит/с в нисходящей линии связи и до 75 Мбит/с в восходящей линии связи.
Группа 3GPP в рамках LTE также изучает новые разработки, направленные на создание радиоинтерфейса IMT-Advanced (технология LTE-Advanced или LTE-A). Подробнее предмет и задачи работ по LTE-Advanced описаны, в частности, в документе RP-080137 "Further advancements for E-UTRA (LTE-Advanced)", подготовленном NTT DoCoMo и др., содержание которого полностью включено в настоящий документ посредством ссылки. Начавшиеся разработки системы IMT-Advanced координирует сектор радиосвязи МСЭ (ITU-R, МСЭ-Р). Установленные МСЭ-Р основные требования к возможным реализациям системы IMT-advanced включают, помимо прочего, поддержку (1) мобильных услуг высокого качества; (2) возможности глобального роуминга; и (3) пиковой скорости передачи данных 100 Мбит/с в условиях быстрого перемещения и 1 Гбит/с в условиях медленного перемещения.
Предметом дискуссии по LTE-A, ведущейся сейчас в 3GPP, являются технологии дальнейшего развития LTE с точки зрения повышения эффективности использования частотного спектра, пропускной способности вблизи границ соты, увеличения зоны покрытия и снижения задержек, базирующиеся на технических требованиях, закрепленных в документе 3GPP TS 36.913: "Requirements for further advancements for E-UTRA (LTE-Advanced)", содержание которого полностью включено в настоящий документ посредством ссылки. Такими вероятными технологиями являются (1) ретрансляция с многократным переприемом (multi-hop relay); (2) использование в нисходящей линии связи нескольких приемных и передающих антенн (технология MIMO, Multiple Input Multiple Output); (3) обеспечение поддержки ширины полосы частот свыше 20 МГц путем агрегирования (объединения) участков спектра; (4) гибкое распределение и совместное использование спектра; и (5) управление межсотовой интерференцией (помехами). Еще одним важным требованием к перспективным сетям LTE-A является обратная совместимость с действующими сетями LTE, т.е. сеть LTE-A должна работать с терминалами пользователя (user equipment, UE), рассчитанными на сеть LTE, а терминалы LTE-A должны работать в сети LTE.
Механизмы вызова в известном уровне техники
Во многих системах сотовой мобильной радиосвязи, например в UMTS, используются механизмы вызова. Механизмы вызова, переводя неиспользуемый терминал пользователя в состояние ограниченной функциональности (состояние ожидания), позволяют до минимума снизить энергопотребление. Приняв извещение о вызове, терминал пользователя, чтобы ответить, выходит из состояния ожидания («просыпается»). В беспроводных системах связи известного уровня техники применяются разные подходы к управлению вызовами. Например, некоторые системы вызова в системах связи, работающих в частотной области, нерационально используют для передачи вызывных сообщений всю полосу частот соты. В системах, работающих во временной области, для операций вызова могут резервироваться целые временные слоты (таймслоты).
Таким образом, для сетей с возможностью использования множества фрагментированных полос и гибкого распределения ресурсов требуется надлежащий механизм вызова. Такая усовершенствованная система не должна создавать проблем и ухудшать восприятие качества услуг пользователями выпущенной ранее радиоаппаратуры и других беспроводных устройств. Следует учитывать, что в некоторых системах (например, в LTE), технические возможности радиочастотного тракта терминалов пользователя могут отличаться от общих технических возможностей обслуживающей их базовой станции. В других системах совокупность ранее выпущенных терминалов пользователя может иметь технические возможности, отличающиеся от технических возможностей более современных терминалов пользователя. Во всех случаях необходим гибкий механизм вызова, который учитывал бы ограниченные технические возможности радиочастотных трактов совокупности терминалов пользователя при работе на прием и передачу.
Для преодоления сложностей, свойственных новой архитектуре LTE-Advanced, необходимы усовершенствованные аппаратные средства и способы для осуществления вызова. Архитектура системы LTE-advanced сочетает возможность использования нескольких фрагментированных полос частот, доступ по технологии OFDM и поддержку неоднородной совокупности ранее выпущенных и более современных терминалов пользователя. Существующие на сегодняшний день механизмы вызова в данной архитектуре далеки от оптимальных.
Раскрытие изобретения
Настоящее изобретение, предлагая усовершенствованные устройство и способ вызова в беспроводной сети, решает вышеназванные задачи. В одном аспекте настоящего изобретения предлагается способ обеспечения доступа по каналу вызова для беспроводной сети. В одном варианте осуществления беспроводная сеть представляет собой сотовую сеть, а доступ по каналу вызова оптимизируется с учетом одного или большего количества параметров сети. Способ включает выделение одного или большего количества ресурсов для доступа по каналу вызова по меньшей мере частично на основании одного или большего количества параметров сети; обеспечение плана доступа к каналу вызова, указывающего выделенные один или большее количество ресурсов, для множества терминалов пользователя; и передачу указанного плана. Эта передача дает по меньшей мере одному терминалу пользователя возможность сконфигурировать свой модем для приема выделенных одного или большего количества ресурсов.
В одном варианте обеспечение плана включает широковещательную передачу плана через общий канал управления.
В еще одном варианте план адресован лишь подмножеству множества терминалов пользователя.
В еще одном варианте акт выделения одного или большего количества ресурсов включает ограничение доступа по каналу вызова только по одному из следующих параметров: (i) время передачи, (ii) полоса частот, (iii) кодовая последовательность расширения спектра.
В еще одном варианте выделение одного или большего количества ресурсов включает ограничение доступа по каналу вызова по меньшей мере по одному из следующих параметров: (i) время передачи, (ii) полоса частот, (iii) кодовая последовательность расширения спектра.
В еще одном варианте параметры сети включают по меньшей мере один из следующих параметров: (i) полная ширина полосы частот соты, (ii) степень фрагментирования полосы частот и (iii) одна или большее количество характеристик множества терминалов пользователя. Сотовая сеть является является сетью, совместимой с LTE, а обеспечение плана включает широковещательную передачу плана посредством широковещательного сообщения.
Во втором аспекте настоящего изобретения предлагается способ приема одной или большего количества конфигураций канала вызова пользователем беспроводной сети. В одном варианте осуществления беспроводная сеть представляет собой сотовую сеть, а способ включает прием терминалом пользователя первого сообщения; извлечение вызывного плана из первого сообщения; конфигурирование интерфейса модема терминала пользователя для приема одного или большего количества уведомлений канала вызова по меньшей мере частично на основании указанного плана; и, в ответ на прием уведомления канала вызова, определение того, предназначено ли для пользователя принятое уведомление канала вызова.
В одном варианте вызывной план принимается через выделенный канал управления.
В другом варианте план адресован лишь в подмножество множества имеющихся в сети терминалов пользователя.
В еще одном варианте способ оптимизирован по меньшей мере по одному из следующих параметров: (i) полная ширина полосы частот соты, (ii) степень фрагментирования полосы частот и (iii) одна или большее количество характеристик множества терминалов пользователя.
В еще одном варианте конфигурирование интерфейса модема включает обновление внутреннего плана, определяющего один или большее количество моментов времени и одну или большее количество полос частот, которые могут быть использованы для прерывистого приема (DRX).
В третьем аспекте настоящего изобретения предлагается базовая станция беспроводной сети. В одном варианте осуществления базовая станция включает цифровой процессор; беспроводной интерфейс, обменивающийся данными с процессором; и устройство хранения, обменивающееся данными с процессором и содержащее исполняемые компьютером команды. Указанные команды при выполнении цифровым процессором определяют режим передачи канала вызова по меньшей мере частично на основании одного или большего количества параметров беспроводной сети; передают информацию, относящуюся к указанному режиму, через беспроводной интерфейс; и осуществляют передачу канала вызова через беспроводной интерфейс на основании указанного режима.
В одном варианте беспроводная сеть представляет собой сотовую сеть, а один или большее количество параметров беспроводной сети включают по меньшей мере один из следующих параметров: (i) полная ширина полосы частот соты, (ii) степень фрагментирования полосы частот и (iii) одна или большее количество характеристик множества терминалов пользователя, связанных с данной сетью. Передача информации, относящейся к режиму, включает, например, передачу через общий канал управления сотовой сети информации, адресованной лишь подмножеству множества терминалов пользователя (к примеру, только одному терминалу).
В еще одном варианте один или большее количество параметров беспроводной сети включают по меньшей мере состояние соединения RRC.
В еще одном варианте базовая станция представляет собой совместимую с LTE базовую станцию макросоты.
В еще одном варианте информация, относящаяся к режиму, включает информацию о несущей частоте, на которой должна осуществляться передача вызова; данные временных параметров, в соответствии с которыми должны передаваться вызывной идентификатор и вызывное сообщение; и информацию о ширине полосы частот одного или большего количества каналов, через которые терминал пользователя в сети может принять вызывной идентификатор и вызывное сообщение. Информация, относящаяся к режиму, может включать и другую информацию, например, информацию о состоянии соединения уровня управления радиоресурсами (RRC).
В еще одном варианте указанные один или несколько каналов включают физический нисходящий канал управления (Physical Downlink Control Channel, PDCCH) и физический нисходящий общий канал (Physical Downlink Shared Channel, PDSCH), а вызывной идентификатор и вызывное сообщение должны передаваться, соответственно, через PDCCH и PDSCH.
В еще одном варианте определение режима передачи канала вызова по меньшей мере частично на основании одного или большего количества параметров беспроводной сети включает выбор одного из множества различных режимов, при этом множество режимов по существу не перекрываются между собой по времени и по частоте.
В четвертом аспекте настоящего изобретения предлагается приемное устройство беспроводной сети. В одном варианте осуществления приемник включает цифровой процессор; беспроводной интерфейс, обменивающийся данными с цифровым процессором; и устройство хранения, обменивающееся данными с процессором и содержащее по меньшей мере одну компьютерную программу. Указанная программа при выполнении процессором принимает план передачи канала вызова; конфигурирует беспроводной интерфейс для приема одного или большего количества уведомлений канала вызова по меньшей мере частично на основании принятого плана; и, в ответ на прием уведомления канала вызова, определяет, адресовано ли первое уведомление канала вызова в приемное устройство.
В одном варианте план принимается через интерфейс, отличный от беспроводного интерфейса; к примеру, приемопередатчик, входящий в состав приемного устройства, выполненный с возможностью приема беспроводных сигналов в соответствии с протоколом, отличающимся от протокола, связанного с беспроводным интерфейсом.
В еще одном варианте приемное устройство беспроводной сети включает, по существу, мобильный сотовый смартфон, имеющий пользовательский интерфейс с сенсорным экраном, реагирующим на несколько одновременных прикосновений.
В еще одном варианте конфигурирование беспроводного интерфейса включает обновление внутреннего плана, указывающего один или большее количество моментов времени и одну или большее количество полос частот, которые могут быть использованы для прерывистого приема (DRX).
В пятом аспекте настоящего изобретения предлагается компьютерное устройство с носителем информации. В одном варианте осуществления указанный носитель информации содержит множество исполняемых компьютером команд, которые при выполнении цифровым процессором определяют план передачи канала вызова по меньшей мере частично на основании одного или большего количества параметров беспроводной сети; инициируют передачу плана через беспроводной интерфейс, связанный с базовым устройством, на котором выполняются указанные команды; и инициируют передачу канала вызова через беспроводной интерфейс на основании указанного плана.
В шестом аспекте настоящего изобретения предлагается способ ведения бизнеса в области сотовых сетей. В одном варианте осуществления способ включает распределение базовой станции, выполненной с возможностью развертывания в сети по необходимости, для пользователя сети;; и обеспечение выполнения в базовой станции конфигурирования одного или большего количества механизмов вызова так, чтобы внести наименьшие нарушения в действующие механизмы вызова, связанные с по меньшей мере одной из других базовых станций в сети.
В одном варианте конфигурирование одного или большего количества механизмов вызова так, чтобы внести наименьшие нарушения в действующие механизмы вызова, связанные с по меньшей мере одной из других базовых станций включает конфигурирование распределенной базовой станции таким образом, чтобы данная базовая станция функционировала по существу в неиспользуемых или в не полностью занятых участках частотного спектра, выделенного данной сети и используемого по меньшей мере одной из других базовых станций.
В еще одном варианте распределенная базовая станция представляет собой фемтосоту, а по меньшей мере одна из других базовых станций представляет собой стационарную базовую станцию макросоты.
В седьмом аспекте настоящего изобретения предлагается система беспроводной связи. В одном варианте осуществления указанная система является частью сотовой сети и включает терминал пользователя (UE, пользовательское устройство) и базовую станцию беспроводной сети, выполненную с возможностью определения оптимизированных режима вызова и плана, а также передачи данной информации в терминал пользователя, чтобы указанный терминал пользователя мог использовать указанный режим в соответствии с указанным планом.
Из нижеприведенного подробного описания предлагаемых в качестве примера вариантов осуществления изобретения и сопровождающих чертежей специалисты в данной области техники легко увидят другие возможности и преимущества, предоставляемые настоящим изобретением.
Краткое описание чертежей
Фиг.1A представляет собой диаграмму время-частота типовой реализации схемы множественного доступа с разделением по времени (Time Division Multiple Access, TDMA) известного уровня техники.
Фиг.1B представляет собой диаграмму время-частота типовой реализации схемы множественного доступа с разделением по частоте (Frequency Division Multiple Access, FDMA) известного уровня техники.
Фиг.1С представляет собой диаграмму время-частота типовой реализации схемы множественного доступа с разделением по коду (Code Division Multiple Access, CDMA) известного уровня техники.
Фиг.1D представляет собой диаграмму время-частота типовой реализации схемы множественного доступа с ортогональным разделением по частоте (Orthogonal Frequency-Division Multiple Access OFDMA) известного уровня техники, используемой в сочетании со схемой TDMA.
Фиг.2 представляет собой графическую иллюстрацию разных способов дуплексной передачи известного уровня техники: полнодуплексной с разделением по частоте (FDD), полудуплексной с FDD и с разделением по времени (TDD).
Фиг.3 представляет собой графическую иллюстрацию примера структуры кадра в системе LTE известного уровня техники, использующей FDD.
Фиг.4 представляет собой графическую иллюстрацию временных соотношений в механизме вызова в системе UMTS известного уровня техники.
Фиг.5 представляет собой графическую иллюстрацию временных соотношений в двухстадийном механизме вызова в системе LTE известного уровня техники.
Фиг.6 представляет собой графическую иллюстрацию примера плана временных и вызывных ресурсов в двухстадийном механизме вызова в системе LTE известного уровня техники.
Фиг.7 представляет собой логическую блок-схему примера обобщенного способа задания вызывной конфигурации для базовых станций (BS) в соответствии с настоящим изобретением.
Фиг.7A представляет собой логическую блок-схему одного конкретного варианта осуществления обобщенного способа, представленного на фиг.7.
Фиг.8 представляет собой логическую блок-схему примера обобщенного способа задания вызывной конфигурации для клиентского устройства (к примеру, терминала пользователя) в соответствии с настоящим изобретением.
Фиг.8A представляет собой логическую блок-схему одного конкретного варианта осуществления обобщенного способа, представленного на фиг.8.
Фиг.9 представляет собой функциональную схему, иллюстрирующую один вариант осуществления базовой станции, реализующей способы настоящего изобретения.
Фиг.10 представляет собой функциональную схему, иллюстрирующую один вариант осуществления клиентского устройства (к примеру, терминала пользователя), реализующего способы настоящего изобретения.
Фиг.11 представляет собой графическую иллюстрацию примера системы сотовой связи OFDMA, реализующей технологию 3GPP LTE в соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения.
Фиг.12 представляет собой графическую иллюстрацию примера инфраструктуры сети 3GPP LTE, выполненной с возможностью функционирования в соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения.
Фиг.13 представляет собой графическую иллюстрацию примера конечного автомата уровня управления радиоресурсами (RRC) в соответствии с настоящим изобретением.
Фиг.14 представляет собой графическую иллюстрацию примера распределения ресурсов полосы частот для использования с вариантом инфраструктуры сети LTE 3GPP, представленном на фиг.11.
Фиг.15 представляет собой графическую иллюстрацию примера распределения ресурсов временного слота (таймслота) для использования с вариантом инфраструктуры сети LTE 3GPP, представленным на фиг.11.
Фиг.16 представляет собой графическую иллюстрацию одного примера плана временных и вызывных ресурсов для использования с вариантом осуществления инфраструктуры сети LTE 3GPP, представленным на фиг.11.
Осуществление изобретения
В приводимых далее ссылках на чертежи одинаковые числовые обозначения относятся к одинаковым элементам.
Обзор
В одном аспекте настоящего изобретения предлагаются способы и устройства для модификации функционирования канала вызова беспроводной сети по меньшей мере частично на основании одного или большего количества параметров сети. Такая модификация, например, позволяет базовым станциям изменять ширину полосы частот, используемой для операций вызова, чтобы тем самым снизить влияние различных ограничений, накладываемых сетью, либо обеспечить соответствие требованиям, устанавливаемым указанными ограничениями. Предложены дополнительные функции, дающие возможность передавать рабочие параметры канала вызова в терминалы пользователя и, при необходимости, в другие элементы сети. Описываемые способы и устройства особенно хорошо подходят для управления техническими возможностями, связанными с функцией вызова, в сетях, где возможно использование фрагментированных полос и гибкое выделение и использование ресурсов.
В одном варианте осуществления предлагаются способы и устройства, в которых базовая станция для определения одного или большего количества режимов передачи вызова учитывает такие параметры сети, как полная ширина полосы частот соты и степень фрагментирования полосы частот. В еще одном варианте осуществления могут учитываться свойства терминала пользователя, например, технические возможности терминала пользователя, а также ожидающие выполнения соединения RRC.
В еще одном аспекте настоящего изобретения предлагаются способы и устройства, в которых в терминал пользователя передается информация о режимах передачи вызова, задающих одну или большее количество вызывных конфигураций. В одном варианте осуществления такие режимы передачи вызова широковещательно передаются в сотах посредством системной информации. В другом варианте осуществления эти режимы передаются посредством выделенного (специального) сообщения (например, сообщения RRC). Кроме того, предлагаются меры, обеспечивающие работу с совокупностями терминалов пользователя, разнородных по техническим возможностям.
В еще одном аспекте настоящего изобретения предлагаются способы и устройства, в которых терминал пользователя может конфигурировать один или большее количество элементов своего радиотракта на основании по меньшей мере частично принятой вызывной конфигурации. В одном из таких вариантов осуществления множество вызывных конфигураций заранее задано в терминале пользователя, а в ответ на прием индикатора вызывной конфигурации указанный терминал пользователя выбирает (либо получает указание выбрать) одну из заранее заданных конфигураций.
В другом варианте осуществления множество вызывных конфигураций может модифицироваться в терминале пользователя, так что указанный терминал пользователя в ответ на прием параметров вызывной конфигурации динамически выбирает одну или большее количество вызывных конфигураций.
Кроме того, предлагаются примеры устройств и способов для реализации гибких механизмов вызова в архитектуре LTE-Advanced.
Подробное описание предлагаемых в качестве примера вариантов осуществления изобретения
Далее подробно описываются предлагаемые в качестве примера варианты осуществления настоящего изобретения. Несмотря на то, что данные варианты осуществления изобретения рассматриваются в основном в контексте беспроводной сети UMTS, и в одном варианте, более конкретно, на примере сетей четвертого поколения (4G) UMTS LTE и LTE-A, специалистам в данной области должно быть понятно, что настоящее изобретение не ограничено указанными сетями. В действительности различные аспекты настоящего изобретения применимы в любой беспроводной (сотовой либо иной) сети, где может быть получен выигрыш от использования конфигурируемых механизмов вызова, описываемых в настоящем документе. Например, для усовершенствования технических возможностей, связанных с функцией вызова, в соответствии с описанными в настоящем документе способами могут быть легко адаптированы способы вызова, используемые в технологии WiMAX (см., например, публикацию IEEE Std. 802.16e от 28 февраля 2006 года «IEEE Standard for Local and metropolitan area networks - Part 16: Air Interface for Fixed and Mobile Broadband Wireless Access Systems - Amendment 2: Physical and Medium Access Control Layers for Combined Fixed and Mobile Operation in Licensed Bands and Corrigendum 1», которая полностью включена в настоящий документ посредством ссылки).
Рассматриваемая далее система сотовой радиосвязи включает сеть радиосот, каждая из которых обслуживается передающей станцией, так называемой базовой станцией. Такая радиосеть предоставляет услугу беспроводной связи для множества приемопередатчиков (как правило, мобильных). Сеть совместно работающих базовых станций позволяет предоставлять услугу беспроводной связи на большей территории по сравнению с территорией, соответствующей зоне покрытия одной базовой станции. Отдельные базовые станции объединяются другой сетью (во многих случаях проводной), которая включает дополнительные средства управления ресурсами и, иногда, средства доступа к другим сетевым системам (например, к сети Интернет или к сетям городского масштаба).
В LTE предусмотрено два типа базовых станций: eNodeB (eNB) и Home eNodeB (HNB). Ранее в сотовых сетях сети базовых станций принадлежали и/или управлялись одним оператором сети. Группой 3GPP введен новый элемент сети, так называемая домашняя базовая станция (Home Node В). Домашняя базовая станция (HNB, Home NodeB или Home eNodeB в терминологии 3GPP) представляет собой базовую станцию, оптимизированную для использования в жилых помещениях, учреждениях и т.п. (к примеру, в частных домах, ресторанах, небольших офисах, на предприятиях, в больницах); таким образом, прилагательное «домашняя» не означает возможность использования таких станций лишь в жилых помещениях. В данном контексте термины «домашняя базовая станция», «Home NodeB» (в UMTS), «Home eNodeB» (в LTE) обозначают, как правило, фемтосоту. В данном контексте термины «базовая станция», «NodeB» и «eNodeB» (в LTE) обозначают, как правило, макросоту.
Способы вызова в LTE
Для усовершенствования передачи через радиоинтерфейс с целью увеличения потенциальных скоростей передачи данных действующая спецификация системы LTE определяет несколько гибких способов множественного доступа. Для доступа в нисходящей линии связи в LTE предусмотрено совместное использование ортогонального множественного доступа с разделением по частоте (OFDMA) и множественного доступа с разделением по времени (TDMA). Эта комбинированная технология доступа, обозначаемая как OFDMA/TDMA, представляет собой способ множественного доступа с несколькими несущими, в котором абоненту для передачи данных выделяется определенное количество поднесущих в частотном спектре и определенные времена передачи. Для доступа в восходящей линии связи в LTE предусмотрено совместное использование множественного доступа с частотным разделением и одной несущей (SC-FDMA, Single Carrier Frequency Division Multiple Access) и TDMA. Кроме того, в LTE поддерживается полнодуплексная и полудуплексная передача в обоих направлениях с разделением по частоте (frequency division duplexing, FDD), а также передача в обоих направлениях с разделением по времени (time division duplexing, TDD). Наконец, LTE поддерживает наращивание полосы частот, предусматривая возможность использования сегментов шириной 1,4 МГц, 3 МГц, 5 МГц, 10 МГц, 15 МГц и 20 МГц.
Перечисленные основные способы множественного доступа, хорошо известные в технике беспроводной передачи и используемые в настоящем изобретении, представлены на фиг.1A-1D. На данных чертежах время течет в направлении оси времени (t), а частота возрастает в направлении оси частот (F).
На фиг.1А представлена первая диаграмма время-частота, иллюстрирующая систему TDMA (множественный доступ с разделением по времени). В TDMA каждый мобильный радиотерминал может использовать всю полосу частот, предоставляемую для использования мобильным радиотерминалам. При этом, однако, каждому устройству мобильной радиосвязи выделяется заранее заданный временной интервал передачи (transmission time interval, TTI), только в течение которого устройство мобильной радиосвязи может передавать и принимать полезные данные. В течение временного интервала 102 передачи в радиосоте активно только одно устройство мобильной радиосвязи.
На фиг.1В представлена вторая диаграмма время-частота, иллюстрирующая систему FDMA (множественный доступ с разделением по частоте). В FDMA каждое устройство мобильной радиосвязи может свободно использовать временную область, но для передачи и приема полезных данных из всей полосы частот доступна только узкая полоса 104 частот заранее определенной ширины. В любой момент времени в радиосоте в каждой узкой полосе частот активно только одно устройство мобильной радиосвязи.
На фиг.1С представлена третья диаграмма время-частота, иллюстрирующая систему CDMA (множественный доступ с разделением по коду). В CDMA (которая является подвидом так называемых DS-систем, использующих расширение спектра кодовой последовательностью), каждый мобильный радиотерминал может передавать и принимать полезные данные в любом периоде времени, используя при этом всю доступную полосу частот. Чтобы избежать интерференции (помех) для данных, передаваемых разными источниками, каждому устройству мобильной радиосвязи назначается двоичный шумоподобный код 106. Коды, назначенные различным мобильным радиотерминалам, идеально ортогональны, а данные, передаваемые мобильным радиотерминалом или подлежащие приему мобильным радиотерминалом, кодируются («проходят расширение спектра») с помощью кода, назначенного конкретному мобильному радиотерминалу.
Фиг.1D поясняет систему OFDMA (ортогональный множественный доступ с частотным разделением) в сочетании с TDMA. OFDMA (частный случай FDMA) представляет собой способ с несколькими несущими, в котором вся полоса частот шириной В делится на М ортогональных поднесущих 108. Таким образом, используется М узких полос частот, ширина каждой из которых составляет F=В/М. В OFDMA поток данных, подлежащих передаче, распределяется между множеством поднесущих, и передается, как правило, одновременно. Скорость передачи данных на каждой поднесущей, соответственно, ниже полной скорости передачи данных. Для передачи данных каждому мобильному радиотерминалу выделяется заданное количество поднесущих 108. Главным преимуществом гибкого выделения временных и частотных ресурсов в OFDMA по сравнению, например, с гибким выделением кодов в CDMA является более высокая спектральная эффективность (т.е., большее количество битов на единицу времени и на единицу частоты).
В LTE при нисходящем доступе с использованием OFDMA/TDMA потоки данных делятся во времени на интервалы постоянной длительности (кадры). Каждый кадр, в свою очередь, делится на слоты и субкадры. Могут использоваться не все субкадры (сеть может быть загружена не полностью), однако субкадр является наименьшим интервалом приращения времени при передаче и приеме данных приемопередатчиками. После получения приемопередатчиком используемых базовой станцией временных соотношений планирующий модуль выделяет субкадры каждому приемопередатчику.
Фиг.2 поясняет вышеупомянутые способы известного уровня техники: полнодуплексный FDD, полудуплексный FDD и TDD. В полнодуплексном FDD для передачи в восходящей линии 222 связи и в нисходящей линии 220 связи используются две раздельные полосы частот, и передача в обоих направлениях может осуществляться одновременно. В отличие от FDD, в TDD для передачи в восходящей линии 222 связи и в нисходящей линии 220 связи используется одна и та же полоса частот, но для данного временного кадра направление передачи попеременно переключается между нисходящей линией 220 связи и восходящей линией 222 связи. Полудуплексный FDD, подобно полнодуплексному FDD, для передачи в восходящей линии 222 связи и в нисходящей линии 220 связи использует две раздельные полосы частот, но, подобно TDD, передачи в восходящей линии связи и в нисходящей линии связи не пересекаются во времени.
Сети LTE используют стандартную структуру 350 кадра типа 1 (как показано на фиг.3), которая применяется как в полнодуплексном, так и в полудуплексном FDD. Каждый радиокадр 352 имеет длительность 10 мс и состоит из 20 слотов 354 длительностью 0,5 мс, пронумерованных от 0 до 19. Субкадр 356 определен как два последовательных слота 354. В способе FDD в каждом интервале длительностью 10 мс есть 10 субкадров для нисходящей передачи и 10 субкадров для восходящей передачи. Восходящая и нисходящая передача в частотной области разделены. В зависимости от формата слота субкадр состоит из 14 или 12 символов OFDMA в нисходящей линии связи и 14 или 12 символов SC-FDMA в восходящей линии связи. Подробнее структура кадра и временные соотношения описываются в документе 3GPP TS 36.211 «E-UTRA - Physical channels and modulation», содержание которого полностью включено в настоящий документ посредством ссылки.
Далее со ссылкой на фиг.4 подробно описываются временные соотношения 400 при вызове в системе UMTS, использующей схему W-CDMA в режиме FDD. Терминал пользователя в определенные моменты времени (т.е. радиокадры длительностью Юме) проверяет канал 402 индикации вызова (Paging Indicator Channel, PICH). Наличие заранее заданного вызывного идентификатора для вызываемого терминала пользователя означает, что во вторичном канале вызова имеется ожидающее приема вызывное сообщение. В ответ на прием своего вызывного идентификатора терминал пользователя далее декодирует вторичный физический общий канал 404 управления (Secondary Common Control Physical Channel, S-CCPCH), который следует за PICH с фиксированной задержкой по времени τPICH (в примере τPICH=7680 чипов=2 мс). Указанная задержка отсчитывается от момента приема канала PICH 402. В частотной области PICH и S-ССРСН передаются во всей полосе частот нисходящей линии связи, имеющей ширину 5 МГц.
Далее со ссылкой на фиг.5 поясняется двухстадийный механизм 500 вызова в сети LTE (сходный с используемым в UMTS W-CDMA). Терминал пользователя в определенные моменты времени (т.е. в определенных субкадрах длительностью 1 мс) проверяет физический нисходящий канал 502 управления (Physical Downlink Control Channel, PDCCH). Терминалу пользователя сетью назначен вызывной идентификатор. При обнаружении в PDCCH назначенного вызывного идентификатора терминал пользователя декодирует соответствующий физический нисходящий общий канал (Physical Downlink Shared Channel, PDSCH) 504. Как показано на фиг.5, PDCCH передается в субкадре #i+2, занимая один, два или три символа OFDMA в первом слоте, причем количество символов динамически регулируется сетью. Канал PDSCH 504 передается в оставшейся части субкадра #i+2 и занимает те символы OFDMA в субкадре, которые не заняты каналом PDCCH.
Фиг.6 представляет собой графическую иллюстрацию одного предлагаемого в качестве примера плана, представленного в виде диаграммы время-частота, в двухстадийном механизме 600 вызова. В частотной области канал PDCCH передается во всей полосе частот нисходящей линии связи соты, тогда как канал PDSCH передается в полосе частот нисходящей линии связи соты только в заданном количестве блоков ресурсов (Resource Blocks, RB; блок ресурсов соответствует 12 поднесущим).
Способы
Далее со ссылкой на фиг.7 и 8 описываются предлагаемые в качестве примера варианты осуществления обобщенных способов формирования и приема режимов вызова в соответствии с настоящим изобретением.
В одном предлагаемом в качестве примера варианте осуществления режимы вызова в системе сотовой радиосвязи выбираются для использования из множества разных режимов на основании тех или иных параметров сети. Конкретно, как показано в способе 700 на фиг.7, базовая станция на шаге 702 детектирует один или большее количество управляющих параметров сети. В некоторых вариантах осуществления изобретения управляющие параметры сети могут храниться в местной базе данных базовой станции (или другого присоединенного к сети элемента сети). В других вариантах осуществления изобретения указанные параметры могут сообщаться в базовую станцию из централизованного контроллера сети. Указанные параметры сети могут относиться к известным заранее техническим возможностям сети, однако в некоторых вариантах от базовой станции может требоваться динамический запрос или прием информации о терминалах пользователя (к примеру, периодически либо в ответ на определенное событие).
Примером параметров сети, которые могут использоваться в способе, иллюстрируемом фиг.7, служит следующий не исчерпывающий список: (i) полная ширина полосы частот соты (т.е. полосы частот рассматриваемой соты), (ii) степень фрагментирования полосы частот и/или (iii) одна или большее количество характеристик совокупности терминалов пользователя (к примеру, технические возможности радиочастотных трактов терминалов пользователя, общее количество обслуживаемых терминалов и/или состояния соединений RRC), а также любая комбинация указанных характеристик. Дополнительно, поддержка ранее выпущенных устройств может полагаться в большей или меньшей степени значимой, чем поддержка более современных устройств, причем степень такой поддержки может меняться динамически либо на основании других условий в сети (к примеру, ранее выпущенные устройства могут полагаться более значимыми в таких обстоятельствах, как, например, время суток, доля таких устройств в общей совокупности терминалов пользователя и т.п., и менее значимыми в других обстоятельствах). Перед тем, как определить оптимальные режимы вызова, базовая станция также может оценивать большое число параметров сети, находящихся в сложной взаимозависимости. Из данного описания специалистам должно быть понятно, что для целей такого анализа может использоваться практически неограниченный набор параметров сети.
На шаге 704 базовая станция определяет один или большее количество режимов вызова по меньшей мере частично на основании одного или большего количества определенных таким образом параметров сети, описанных выше. В предлагаемом варианте осуществления множество режимов передачи вызова определяется таким образом, что каждый режим передачи задает один или большее количество конкретных параметров работы терминала пользователя. Такие параметры терминала пользователя могут включать, например, выделение ресурсов и/или типы режимов вызова, что подробнее описывается далее.
Таким образом, в одном варианте настоящее изобретение предполагает использование иерархического или иного взвешивающего алгоритма, который при выборе подходящих режимов вызова может, среди прочего, определять и назначать параметрам сети тот или иной вес. Например, для полосы частот, обслуживающей большое число пользователей, может требоваться выделение более широкой полосы частот для каналов вызова, тогда как для полосы частот, в которой работает лишь несколько пользователей, для вызова может выделяться более узкая полоса частот, или наоборот. Подобным образом, чтобы приспосабливаться к быстро меняющемуся количеству пользователей (например, как в местах с большими потоками людей: на железнодорожных станциях, в аэропортах и т.п.) могут адаптивно наращиваться или сокращаться ресурсы, специально выделяемые для вызова.
Анализ параметров сети может основываться на любом количестве принципов, например, на текущем анализе фактической загрузки сети, на ранее полученных данных о загрузке сети (например, хранимых в памяти или передаваемых через межсотовую сеть связи) и т.п. Таким образом предлагаемая базовая станция может динамически оптимизировать выбор используемых ей режимов вызова. Такая динамическая оптимизация может выполняться в базовых станциях индивидуально (т.е. каждая базовая станция фактически сама определяет свой механизм вызова) либо в той или иной степени согласованно (например, в нескольких смежных сотах или даже во всей сети).
Понятно, что изменения параметров сети, например, параметров, упомянутых выше, могут происходить регулярно (к примеру, периодически) или время от времени, либо могут быть связаны с наступлением определенных событий. Для ситуаций, возникающих периодически, например, для работы в часы пик базовая станция с целью обслуживания возрастающего потока вызовов может предусматривать выделение большего объема ресурсов, используемых для вызова. В других случаях базовая станция может просто обнаруживать потребность в дополнительных ресурсах, используемых для вызова, как, например, на железнодорожной станции или близ аэропорта, где нагрузка носит относительно периодический характер, но случаются и резкие всплески количества соединений в радиосети, связанные, например, с прибытием поезда или самолета с большим числом пассажиров. Указанные изменения параметров сети могут обнаруживаться самой базовой станцией (к примеру, базовая станция может обнаружить, что количество вызывных сообщений, подлежащих передаче, превосходит возможности, определяемые выделенным в данный момент объемом ресурсов вызова и т.п.), либо, как вариант, могут сообщаться в базовую станцию из другого элемента, как входящего в состав сети, так и внешнего по отношению к сети.
Выделение ресурсов дает значимый технический результат в системах с фрагментированными полосами частот (т.е. там, где одна базовая станция обслуживает несколько полос частот). Например, если ранее выпущенные устройства могут вести прием только в части полос частот, то соответствующие им режимы вызова могут быть ограничены только указанной частью. Кроме того, базовая станция может решить, что более современные устройства (либо подмножества указанной группы) должны принимать вызывные сообщения в полосах частот, предназначенных только для более современных устройств, либо в иных специально отведенных полосах частот, тем самым наиболее рационально используя частотный спектр как для ранее выпущенных, так и для более современных устройств. Возможности совместного использования и разделения полос частот для вызывных сообщений в контексте настраиваемого выделения ресурсов практически неограничены.
Выделение ресурсов может включать, например, несущие частоты, временные слоты или кодовые каналы, предназначенных для вызывных сообщений. В одном варианте осуществления базовая станция может определять наибольшую ширину полос частот, выделяемых для передачи вызывного идентификатора и вызывного сообщения. В еще одном варианте осуществления базовая станция может определять моменты времени или субкадры для передачи вызывного идентификатора и вызывного сообщения. В некоторых вариантах осуществления изобретения формируемый для каждого из определяемых режимов передачи вызова вызывной план не перекрывается во времени или по частоте с планами для других режимов.
Далее, режим вызова может задавать способы и моменты времени приема вызывных сообщений терминалом пользователя. Например, для подключенных (к примеру, находящихся в состоянии RRC connected) терминалов пользователя базовая станция может выбирать первый способ доставки вызывного сообщения, а для ожидающих (к примеру, находящихся в состоянии RRC idle) терминалов пользователя - второй способ доставки вызывного сообщения. Кроме того, для разных услуг или для разных типов терминалов пользователя базовая станция в зависимости от других параметров, специфичных для терминала пользователя, может выбирать один или большее количество способов из множества способов передачи вызывного индикатора.
Например, терминал пользователя, работающий с активным каналом радиосвязи, может принимать множество конкретно адресованных вызывных индикаторов, каждый из которых соответствует разным услугам, или сетевых уведомлений. Такая целенаправленная доставка требует выполнения в терминале пользователя дополнительных операций, но гарантирует наименьший расход полосы частот сети на служебные нужды. И наоборот, проверка наличия вызывных индикаторов терминалами пользователя, находящимися в состоянии ожидания, может выполняться лишь периодически, что для снижения энергопотребления терминалов позволяет широковещательно передавать только их вызывные индикаторы (к примеру, терминал пользователя может принимать просто флаги, не выполняя полную обработку канала вызова).
В другом варианте осуществления группа базовых станций (т.е. две или более выделенных базовых станции, находящихся во взаимодействии между собой) может непосредственно передавать информацию внутри себя с целью обмена вызывными конфигурациями. Такая связь может осуществляться практически при любом типе связи или сетевого интерфейса, проводного или беспроводного, и в идеале поддерживается существующими каналами связи между базовыми станциями, обеспечивающими функционирование сотовой сети. Такие варианты осуществления изобретения могут быть особенно полезны при использовании фемтосоты, где только часть сети (к примеру, основная сеть) имеет возможность получения параметров сети. В таких вариантах осуществления изобретения фемтосота может принимать из сети либо сами параметры сети, либо заданные на их основе конечные вызывные конфигурации.
Кроме того, имеется возможность настройки критериев допустимости/значимости информации при обмене между базовыми станциями. Например, сеть может разрешать фемтосоте формирование вызывных индикаторов разного класса, например, для того, чтобы предоставлять определенные дополнительные услуги (к примеру, рекламу, отслеживание местоположения транспорта и т.п.). В другом варианте, для обеспечения совместимости с ранее выпущенными устройствами могут значительно упрощаться конечные автоматы вызова фемтосоты. Наконец, посредством указанной настройки возможно обеспечение постоянной поддержки некоторых услуг, например, услуг вызова экстренных служб; в таких вариантах осуществления изобретения к базовой станции, не поддерживающей работу с ранее выпущенными устройствами, может предъявляться требование поддержки вызова экстренных служб такими устройствами.
На шаге 706 базовая станция передает режимы вызова в один или большее количество терминалов пользователя. В одном варианте указанная передача осуществляется путем широковещательной передачи во все терминалы пользователя (т.е. путем передачи во все терминалы пользователя, находящиеся в соте в данный момент, посредством системной информации). В другом варианте базовая станция может передавать информацию в терминал пользователя, используя специальное (выделенное) сообщение (к примеру, через соединение RRC). В одном варианте режимы передачи вызова заранее заданы в системе, а передается только идентификатор режима (а не каждый из множества рабочих параметров в отдельности).
Далее со ссылкой на фиг.7А описывается один применимый для конкретной реализации вариант осуществления обобщенного способа формирования режимов вызова, показанного на фиг.7.
Как показано на фиг.7А, на шаге 722 способа 720 базовая станция определяет, что при ее текущем местоположении для предоставления услуг могут использоваться четыре отдельных полосы частот. Затем базовая станция (например, после согласования с опорной сетью) для предоставления первой, основной услуги (к примеру, передачи речи) и для предоставления второй, дополнительной услуги (к примеру, передачи данных) выбирает только две полосы частот.
На шаге 724 базовая станция определяет в совокупности терминалов пользователя терминалы, поддерживающие расширенную функциональность. На данном шаге базовая станция для определения технических возможностей указанной совокупности может запрашивать опорную сеть или сами терминалы пользователя. Если базовая станция устанавливает, что часть совокупности терминалов пользователя поддерживает расширенную функциональность (и использование этой функциональности даст преимущества), то базовая станция на шаге 726 запускает алгоритм оптимизации.
На шаге 726 базовая станция определяет несколько вызывных планов. Например, один вызывной план может предусматривать передачу уведомлений о вызове ранее выпущенным устройствам на всех полосах частот, выделенных для ранее выпущенных устройств, и при этом резервирование подмножества указанных полос частот и временных слотов для вызова устройств с расширенной функциональностью. Данный режим вызова даст базовой станции и терминалам пользователя возможность рационально использовать спектр (т.е., с пользой применить ресурсы, которые иначе были бы бесполезно зарезервированы для вызова) и при этом снизить энергопотребление терминала пользователя (предельно уменьшая объем ресурсов, необходимых для приема канала вызова).
На шаге 728 базовая станция посредством широковещательного или конкретно адресованного сообщения (передаваемого, к примеру, через физический нисходящий общий канал (PDSCH)) передает соответствующие вызывные планы в терминалы пользователя с расширенной функциональностью, чтобы указанные терминалы могли изменить свое функционирование в соответствии с указанными планами.
На шаге 730 базовая станция принимает из терминалов пользователя подтверждение, указывающее на установление в них соответствующей вызывной конфигурации.
Далее, как показано в способе 850 на фиг.8, терминал пользователя на шаге 852 принимает индикаторы режимов вызова, поддерживаемых обслуживающей его базовой станцией. В одном варианте для этого принимают заранее определенную системную информацию, передаваемую с использованием широковещательной передачи. В еще одном варианте терминал пользователя принимает индикаторы режимов вызова в специальном (выделенном) сообщении (к примеру, через соединение RRC).
На шаге 854 терминал пользователя определяет (либо принимает извне) приемлемый способ вызова. В одном варианте (режим пассивного терминала пользователя) базовая станция прямо задает терминалу пользователя режим вызова. В одном таком варианте терминал пользователя принимает сообщение, задающее указанному терминалу режим вызова. В другом таком варианте терминал пользователя принимает сообщение, задающее указанному терминалу режим вызова по умолчанию. Режимы работы, установленные по умолчанию, могут быть необходимы для обеспечения хотя бы минимального уровня обратной совместимости с совокупностями терминалов пользователя, в которых есть ранее выпущенные устройства.
В другом варианте (режим активного терминала пользователя) сеть разрешает терминалу пользователя самому выбрать один или большее количество режимов вызова. В одном из таких вариантов терминал пользователя определяет предпочтительный режим вызова на основании таких факторов, как особенности конкретной задачи, технические возможности процессора, энергопотребление (к примеру, требуемый расход энергии, остаток заряда аккумулятора и т.п.), поддерживаемые функции модема и т.д.
Еще в одном таком варианте осуществления (режим согласования с терминалом пользователя) терминал пользователя и базовая станция активно согласовывают взаимоприемлемые режимы вызова.
Кроме того, понятно, что терминал пользователя может быть выполнен как с возможностью статического определения своего режима вызова, так и с возможностью динамического или периодического переназначения извне или самостоятельного переопределения своего режима вызова. В одном таком варианте осуществления со статическим заданием режима вызова терминал пользователя может однократно просматривать доступные режимы вызова и задавать свой режим вызова. В одном варианте осуществления с динамическим заданием режима вызова терминал пользователя может периодически или в соответствии с ситуацией просматривать доступные режимы вызова и задавать свой режим вызова на основании одного или нескольких динамически меняющихся системных требований.
В еще одном подобном варианте осуществления терминал пользователя может просматривать поддерживаемые режимы вызова в ответ на внутренние потребности, возникающие при работе приложений. Например, терминал пользователя может переходить в режим работы с низким энергопотреблением (к примеру, в дежурный режим (режим сна)) и задавать в качестве своего режима вызова режим с наименьшей частотой проверки наличия вызова, поддерживаемой сетью. Напротив, при перемещении с высокой скоростью (к примеру, в транспортном средстве) или в других случаях, требующих более частой проверки наличия вызова, терминал пользователя может изменять свой режим вызова, задавая наибольшую частоту проверки, поддерживаемую данной базовой станцией.
На шаге 856 способа 850 терминал пользователя обновляет внутренний протокол своей работы и настраивает соответствующий радиоинтерфейс так, чтобы в дальнейшем прием уведомлений о вызове осуществлялся в соответствии с определенным таким образом режимом вызова. В одном из таких вариантов осуществления терминал пользователя обновляет внутренний план, определяющий моменты времени и полосы частот для работы в режиме прерывистого приема (DRX). Режим DRX хорошо известен в области сотовой связи: в нем терминал пользователя и сеть согласовывают периоды времени, в течение которых осуществляется передача данных, а в остальные периоды времени приемник отключается и терминал пользователя переходит в состояние с низким энергопотреблением. Дополнительная информация о режиме DRX в сети UMTS содержится, например, в публикациях «Universal Mobile Telecommunications System (UMTS); UE Procedures in Idle Mode and Procedures for Cell Reselection in Connected Mode», 3GPP TS 25.304 версия 5.1.0, и «Universal Mobile Telecommunications System (UMTS); UTRAN Iu interface RANAP signaling», 3GGP TS 25.413 версия 5.1.0, полностью включенных в настоящий документ посредством ссылки.
Далее со ссылкой на фиг.8А описывается один применимый для конкретной реализации вариант осуществления обобщенного способа приема режимов вызова, иллюстрируемого фиг.8.
Как показано на фиг.8А, на шаге 872 способа 870 терминал пользователя, выполненный в соответствии с настоящим изобретением, инициализируется в режиме выпущенного ранее устройства. По завершении регистрации в сети с использованием общеизвестных способов регистрации данный терминал пользователя проверяет, предоставляет ли обслуживающая базовая станция канал вызова с расширенной функциональностью. Если данная базовая станция предоставляет такой канал вызова, то терминал пользователя сообщает в базовую станцию свои идентификационные данные (и, возможно, свои технические возможности).
На шаге 874 терминал пользователя принимает переданное широковещательно или иным способом вызывное сообщение, которое указывает приемлемый вызывной план.
На шаге 876 терминал пользователя определяет свой предпочтительный вызывной план. Например, терминал пользователя с целью снижения энергопотребления может принять решение о переходе в режим расширенной функциональности.
На шаге 878 терминал пользователя уведомляет базовую станцию о том, что работает в соответствии с заданной вызывной конфигурацией.
На шаге 880 терминал пользователя настраивает свои параметры, относящиеся к приему вызовов. Например, терминал пользователя может настроить свой приемник для работы в течение одного или большего количества периодов времени на одной или большем количестве полос частот, доступных для прерывистого приема (DRX), чтобы, к примеру, вести прием только в четвертом субкадре в каждом кадре во второй полосе частот, или с использованием другой подобной схемы.
Предлагаемая в качестве примера базовая станция
Далее со ссылкой на фиг.9 описывается один вариант осуществления обслуживающей базовой станции 900, которая может быть использована для реализации способов настоящего изобретения. Базовая станция 900 включает одну или несколько плат 908, которые включают множество интегральных схем, в том числе подсистему 905 обработки, реализованную, например, посредством цифрового сигнального процессора (digital signal processor, DSP), микропроцессора, матрицы логических элементов либо множества компонентов для обработки информации, а также подсистему 906 управления питанием, обеспечивающую электропитанием базовую станцию 900. В данном документе термин «интегральная схема» (ИС) обозначает устройства любого типа с любым уровнем интеграции (включая большие, сверхбольшие и ультрабольшие интегральные схемы, но не ограничиваясь перечисленными типами) независимо от использованного в их производстве технологического процесса и базовых материалов (включая Si, SiGe, CMOS и GaAs, но не ограничиваясь перечисленными материалами и технологиями). Термин «интегральная схема» обозначает, среди прочего, запоминающие устройства (память) (к примеру, DRAM, SRAM, DDRAM, EEPROM/Flash и ROM), цифровые процессоры, устройства типа «система на чипе» (SoC), программируемые матрицы логических элементов (FPGA), специализированные интегральные схемы (ASIC), аналого-цифровые и цифро-аналоговые преобразователи, приемопередатчики, контроллеры памяти и другие устройства, а также комбинации указанных устройств.
Вариант осуществления базовой станции 900, показанный на фиг.9, на высоком уровне включает подсистему модема, выполненную с возможностью указания беспроводной сети одного или большего количества режимов вызова и с возможностью передачи вызывных сообщений в соответствии с одним или большим количеством выбранных режимов вызова. Подсистема модема включает цифровой низкочастотный модуль 904, аналоговый низкочастотный модуль 903 и радиочастотные элементы для приемника 901 и передатчика 902. Хотя подсистема модема показана состоящей из нескольких элементов, можно предполагать, что при дальнейшем развитии элементы подсистемы модема могут быть частично или полностью объединены.
Подсистема 905 обработки может включать несколько процессоров (либо многоядерный процессор или процессоры). В настоящем документе термин «процессор» охватывает все типы устройств для цифровой обработки информации, включая цифровые сигнальные процессоры, процессоры с сокращенным набором команд (RISC-процессоры), процессоры общего назначения с полным набором команд (CISC), микропроцессоры, матрицы логических элементов (к примеру, программируемые матрицы FPGA), программируемые логические устройства (PLD), реконфигурируемые вычислительные матрицы (RCF), матричные процессоры, защищенные микропроцессоры и специализированные интегральные схемы (ASIC), но не ограничиваясь перечисленными устройствами. Такие цифровые процессоры могут входить в состав одного кристалла интегральной схемы либо быть распределенными по нескольким компонентам.
Кроме того, подсистема обработки также включает кэш-память для операций обработки. В представленном варианте осуществления подсистема обработки дополнительно включает функциональные подсистемы или модули для: (i) определения параметров сети, (ii) определения режимов вызова и сообщения режимов вызова в терминалы пользователя. Указанные подсистемы логически и/или физически связаны с подсистемой обработки и могут быть реализованы посредством программных средств, микропрограммных средств и/или аппаратных средств. В настоящем документе термины «программные средства» и «компьютерная программа» обозначают любую последовательность действий, которая описана в воспринимаемой человеком или машиной форме и посредством которой выполняется некоторая функция. Такая программа может быть написана на любом языке или в любой среде программирования.
В качестве альтернативы в другом варианте указанные подсистемы или модули могут непосредственно соединяться с передатчиком подсистемы. В иллюстрируемом варианте осуществления базовой станции логически объединены подсистема определения параметров сети, подсистема определения режима вызова и подсистема управления вызовами терминалов пользователя.
В одном варианте осуществления подсистема определения параметров сети включает базу данных или иную структуру памяти в базовой станции 900, служащую для хранения одного или большего количества параметров сети. В других вариантах осуществления изобретения указанная подсистема может включать один или большее количество интерфейсов к централизованному контроллеру сети, выполненных с возможностью приема сообщений, содержащих один или большее количество параметров сети. В еще одном варианте осуществления параметрами сети могут быть соответствующие свойства, которые запрашиваются или принимаются из терминала пользователя динамически (к примеру, технические возможности терминала пользователя, относящиеся к режиму вызова).
Подсистема определения режима вызова может включать, например устройство контроля загрузки сети, или запоминающее устройство, выполненное с возможностью хранения данных о загрузке сети. Входные параметры сети передаются в модуль оптимизации (к примеру, в алгоритм) для динамической оптимизации выбора режимов вызова. Понятно, что параметры сети могут меняться регулярно или нерегулярно, поэтому запуск модуля оптимизации может осуществляться, если необходимо, в ответ на соответствующие изменения. Кроме того, подсистема определения режима вызова может дополнительно включать один или большее количество интерфейсов, выполненных с возможностью обмена информацией с соседними базовыми станциями или другими элементами сети.
В одном варианте осуществления подсистема управления вызовами терминалов пользователя включает устройство для передачи режимов вызова во все терминалы пользователя или в их подмножество (т.е., во все терминалы пользователя, которые по данным системной информации в данный момент находятся в соте). В другом варианте осуществления базовая станция выполнена с возможностью прямой передачи режима вызова в конкретный терминал пользователя в специальном (выделенном) сообщении (к примеру, через соединение RRC).
С подсистемой 905 обработки предпочтительно соединена подсистема 907 памяти (запоминающая подсистема). В настоящем документе термин «память» включает запоминающие устройства (устройства хранения), выполненные на интегральных схемах любого типа или иным способом с возможностью хранения цифровых данных, например, ROM, PROM, EEPROM, DRAM, SDRAM, DDR/2 SDRAM, EDO/FPMS, RLDRAM, SRAM, флэш-память (к примеру, NAND/NOR), PSRAM и др. Подсистема памяти данного варианта осуществления, показанного на фиг.9, включает устройство прямого доступа к памяти (direct memory access, DMA), оперативное запоминающее устройство с произвольным доступом (random access memory, RAM) и энергонезависимую память.
Предлагаемый в качестве примера терминал пользователя
Далее со ссылкой на фиг.10 описывается предлагаемое в качестве примера клиентское устройство или терминал 1000 пользователя, который может быть использован для реализации способов настоящего изобретения. В настоящем документе значения терминов «клиентское устройство» и «терминал пользователя» включают сотовые телефоны, смартфоны (например, iPhone™), персональные компьютеры, например, IMac™, Mac Pro™, Mac Mini™ и МасВоок™, малогабаритные компьютеры, например, настольные компьютеры, ноутбуки и т.п., а также мобильные устройства, например, ручные компьютеры, КПК, персональные медиаплейеры, например, iPod™, указанные устройства в любых сочетаниях, но не ограничиваются перечисленными устройствами. Прием вызывных конфигураций предпочтительно осуществляется с использованием программных средств, хотя можно предложить варианты осуществления изобретения, в которых для этой цели используется микропрограмма и/или аппаратные средства; именно такое устройство описывается далее со ссылкой на фиг.10.
Терминал 1000 пользователя включает подсистему 1005 обработки, например, цифровой сигнальный процессор, микропроцессор, перепрограммируемую матрицу логических элементов или многокомпонентную подсистему обработки, смонтированные на одной или нескольких платах 1008. Подсистема обработки также может содержать внутреннюю кэш-память. Подсистема 1005 обработки соединена с подсистемой 1007 памяти, содержащей память (запоминающее устройство), включающее, например, элементы SRAM, флэш-памяти и SDRAM. Подсистема памяти для упрощения доступа к памяти с использованием хорошо известных в данной области техники способов может содержать одно или большее количество устройств прямого доступа к памяти. В описываемом варианте осуществления подсистема обработки дополнительно включает подсистемы или модули для приема индикаторов режимов вызова, для определения приемлемых режимов вызова и для конфигурирования модема. Указанные подсистемы могут быть реализованы посредством программных средств или аппаратных средств, связанных с подсистемой обработки. Как вариант, указанные подсистемы могут непосредственно соединяться с цифровым низкочастотным модулем. В описываемом варианте осуществления подсистема приема режимов вызова, подсистема определения режима вызова и подсистема конфигурирования модема объединены логически или физически, хотя могут использоваться и другие варианты архитектуры.
Предлагаемый в качестве примера терминал пользователя декодирует сообщение из базовой станции, требующее от терминала пользователя установить или изменить режимы вызова. Соответственно, подсистема или модуль приема режимов вызова может дополнительно содержать запоминающее устройство (память) для заранее сохраняемых вызывных конфигураций. Как вариант (или дополнительно) подсистема приема режимов вызова может содержать интерфейс для приема индикаторов режима вызова, которые напрямую передаются в терминал пользователя.
В одном варианте осуществления подсистема определения режима вызова включает один или большее количество элементов обработки информации, выполненных с возможностью определения предпочтительного для данного терминала пользователя режима вызова на основании таких факторов, как особенности конкретной задачи, технические возможности процессора, энергопотребление, поддерживаемые функции модема и т.д. В еще одном варианте осуществления подсистема определения режима вызова включает одно или большее количество устройств для обмена и согласования одного или большего количества параметров вызова с сетью.
В одном варианте осуществления подсистема конфигурирования модема включает внутренний план, указывающий моменты времени и полосы частот для прерывистого приема (DRX). В других вариантах осуществления изобретения подсистема 1005 конфигурирования модема может включать одну или большее количество внутренних программ, служащих для настройки режима вызова путем ограничения приема вызовов только подмножеством физических ресурсов (к примеру, временных слотов, полос частот и т.п.).
Подсистема радиотракта/модема включает цифровой низкочастотный модуль 1004, аналоговый низкочастотный модуль 1003, узел 1002 передачи и узел 1001 приема. Терминал 1000 пользователя дополнительно содержит антенный узел; компонент данного узла, служащий для выбора, может включать множество ключей, посредством которых выбирается тот или иной режим работы антенны, например, определенный диапазон частот или временной слот. Несмотря на рассмотрение здесь конкретной архитектуры, в некоторых вариантах осуществления, как должно быть понятно специалисту в данной области техники исходя из описания настоящего изобретения, некоторые компоненты могут быть исключены или объединены (например, могут быть объединены радиочастотный приемник, радиочастотный передатчик и аналоговый низкочастотный модуль, как в типе, используемом в цифровых радиочастотных модулях 3G).
Аналоговый низкочастотный модуль 1003, как правило, управляет функционированием радиочастотных узлов; цифровой низкочастотный модуль 1004 передает в аналоговый низкочастотный модуль 1003 параметры для приема вызывных сообщений. Упомянутый компонент, служащий для выбора, может принимать вызывные сообщения под управлением аналогового низкочастотного модуля 1003 для разгрузки цифрового низкочастотного модуля от указанных функций управления.
Показанная подсистема 1006 управления питанием (PMS) обеспечивает питанием терминал пользователя и может включать интегральную схему и/или множество дискретных электронных компонентов. В одном предлагаемом в качестве примера портативном терминале пользователя подсистема 1006 управления питанием взаимодействует предпочтительно с аккумулятором.
Система 1010 пользовательского интерфейса включает любое количество хорошо известных устройств ввода и вывода, например, клавиатуру, сенсорный экран, жидкокристаллический дисплей, средство подсветки дисплея, громкоговоритель, микрофон, но не ограничиваясь перечисленными устройствами. Понятно, однако, что в некоторых конструкциях один или большее количество названных компонентов могут быть исключены. Например, в вариантах осуществления изобретения, где терминал пользователя выполнен в форме карты PCMCIA, пользовательский интерфейс может отсутствовать (поскольку пользовательский интерфейс предоставляется устройством, с которым такой терминал соединяется физически и (или) электрически).
Терминал 1000 пользователя может содержать дополнительные периферийные устройства 1009, например, один или несколько приемников GPS, сетевые интерфейсы, как, например, порты IrDA, приемопередатчики Bluetooth, USB, Firewire, и т.д., не ограничиваясь перечисленными устройствами. Понятно, однако, что в соответствии с принципами настоящего изобретения указанные компоненты не являются обязательными для функционирования предлагаемого терминала пользователя.
Предлагаемая в качестве примера сеть LTE
На фиг.11 показана предлагаемая в качестве примера сеть LTE-A. Зона покрытия соты 1102 обеспечивается базовой станцией 900 (к примеру, eNodeB сети LTE-A). Базовая станция eNodeB поддерживает прямые соединения с терминалами 1000 пользователя (LTE-A) и с ранее выпущенными терминалами 1106 пользователя (LTE). Для обеспечения дополнительных зон покрытия у границ соты или на участках с отсутствием покрытия дополнительно могут быть быстро установлены ретрансляторы 1104 (обозначаемые как NodeR). Терминалы пользователя могут осуществлять связь с базовой станцией eNodeB в восходящем и нисходящем направлениях через промежуточные ретрансляторы NodeR.
На фиг.12 показана высокоуровневая архитектура сети LTE, применимой, среди прочего, для осуществления способов вызова, описываемых далее в настоящем документе. Как показано на фиг.12, система 1250 LTE включает сеть 1252 радиодоступа E-UTRAN (Evolved UMTS Terrestrial Radio Access Network, усовершенствованная сеть наземного радиодоступа UMTS) и опорную сеть 1254 ЕРС (Evolved Packet Core, усовершенствованная опорная сеть пакетной передачи данных). Сеть 1252 E-UTRAN включает множество базовых приемопередающих станций 900 eNodeB (обозначаемых как eNB). Базовая станция 900 в предлагаемом в качестве примера варианте осуществления соединена с опорной сетью 1254, которая включает устройство ММЕ управления мобильностью и обслуживающий шлюз (Serving Gateway, S-GW) 1256. Устройство ММЕ отвечает за управление мобильностью терминалов пользователя, находящихся в зоне покрытия сети 1252 E-UTRAN, а шлюз S-GW отвечает за обеспечение передачи данных пользователя между терминалами пользователя и сетью. Подробнее сеть радиодоступа и радиоинтерфейс системы LTE описываются, например, в технической спецификации 3GPP TS 36.300 «E-UTRA and E-UTRAN; Overall description; Stage 2», которая полностью включена в настоящий документ посредством ссылки.
Как показано, предлагаемая в настоящем изобретении базовая станция 900 eNB предоставляет услугу радиосвязи (к примеру, передачу речи, данных и т.п.) одному или большему количеству терминалов 1000 пользователя, выполненных в соответствии с настоящим изобретением, в сети 1252 E-UTRAN путем установления соединения RRC (Radio Resource Control, уровень управления радиоресурсами). Протокол RRC стека протоколов UMTS LTE (см. фиг.13) упрощает сигнализацию в плоскости управления между терминалами 1000 пользователя и базовой станцией 900. Указанный протокол RRC включает простой конечный автомат 1300, который выполняет установление и освобождение соединения.
В протоколе RRC-уровня стека протоколов UMTS LTE предусмотрены два состояния соединения, представляющих интерес в контексте данного документа: RRC_IDLE 1302 и RRC_CONNECTED 1304 (см., например, техническую спецификацию 3GPP TS 36.331 «E-UTRA Radio Resource Control (RRC)», полностью включенную в настоящий документ посредством ссылки). Соединение RRC определяется как двунаправленное соединение точка-точка между RRC-элементами одного уровня в терминале пользователя и в базовой станции eNodeB, соответственно. В режиме установленного соединения имеется только одно соединение RRC между терминалом пользователя и базовой станцией eNodeB (терминал пользователя не поддерживает возможность установления нескольких соединений RRC). В режиме ожидания соединение RRC между терминалом пользователя и eNodeB отсутствует. В системе LTE в каждом из состояний соединения в канале вызова передается разная информация.
В состоянии RRC_connected 1304 терминал 1000 пользователя и базовая станция 900 активно управляют выделением радиоресурсов. Управление мобильностью осуществляется сетью с использованием явно заданных условий хэндовера и порядков смены сот. Базовая станция eNodeB обязана хранить и обновлять данные о местоположении терминала пользователя на уровне соты. Терминал пользователя активно принимает системную информацию, которая широковещательно передается в радиосоте. Передача данных пользователя и данных управления в восходящей линии связи и в нисходящей линии связи осуществляется в состоянии RRC_connected. Уровень протокола RRC отвечает за широковещательную передачу информации системного уровня и за обеспечение двунаправленного управления уровня соединения. Терминал пользователя принимает системную информацию, которая широковещательно передается в радиосоте, и следит за каналами вызова для приема уведомления об изменении системной информации.
В состоянии RRC_IDLE 1302 радиочастотные ресурсы терминалу 1000 пользователя базовой станцией 900 не выделяются. В состоянии RRC_IDLE терминал пользователя выполняет ряд функций, необходимых для управления каналом радиосвязи, например, выбор и перевыбор соты, наблюдение за каналами вызова, прием системной информации, широковещательно передаваемой в радиосоте. В данном состоянии устройство ММЕ в ЕРС 1256 хранит известное сети местоположение терминала пользователя на уровне зоны отслеживания (tracking area). Зона отслеживания определяет группу сот, в которых терминалу пользователя при попытке осуществления входящей связи передается сигнал вызова.
При включении питания терминал пользователя находится в состоянии RRC_IDLE 1302. При нахождении в состоянии RRC_IDLE передача данных пользователя и данных управления ни в восходящей линии связи, ни в нисходящей линии связи не осуществляется. В системе используются два изменения состояния: при установлении 1306 и при освобождении 1308 соединения RRC. Указанные изменения состояния происходят под управлением базовой станции 900 и могут инициироваться различного рода событиями, в том числе и приемом уведомлений, широковещательным образом передаваемых в канале вызова.
Предлагаемый в качестве примера конфигурируемый режим вызова LTE-A
Описываемый далее со ссылкой снова на фиг.11 предлагаемый в качестве примера сценарий развертывания, применимый для иллюстрации вариантов осуществления настоящего изобретения, включает соту сети LTE, образуемую базовой станцией 900 системы LTE-A, осуществляющей связь со смешанной совокупностью терминалов пользователя (к примеру, с терминалами 1000 пользователя системы LTE-A, выполненными в соответствии с настоящим изобретением, и с ранее выпущенными терминалами 1106 пользователя системы LTE). Базовая станция eNodeB поддерживает непосредственные соединения с терминалом UE1 1106 пользователя (LTE) и терминалом UE3 1000 пользователя (LTE-A). Соединение базовой станции eNodeB с терминалом UE2 1106 пользователя (LTE) и терминалом UE4 1000 пользователя (LTE-A) осуществляется через промежуточные ретрансляторы NodeR1 1104 и NodeR2 1104.
Фиг.14, 15 и 16 иллюстрируют возможный вариант характеристик предлагаемой в качестве примера базовой станции eNodeB 900 системы LTE-A, представленной на фиг.12. Фиг.14 представляет собой графическую иллюстрацию выделения частот, обозначенных как f1-f6, для передачи в восходящей линии связи и в нисходящей линии связи. Терминал UE3 1000 пользователя (LTE-A) и терминал UE4 1000 пользователя, наибольшая ширина поддерживаемой которыми полосы частот передачи/приема составляет 20 МГц, работают в восходящей линии связи в агрегированных полосах частот общей шириной 25 МГц с несущими частотами f1 и f2, а в нисходящей линии связи в агрегированных полосах частот общей шириной 90 МГц с несущими частотами f3-f6.
Фиг.15 представляет собой графическую иллюстрацию предлагаемого в качестве примера выделения субкадров для вызывных сообщений. В зависимости от своих индивидуальных настроек, терминал UE3 1000 пользователя LTE-A и терминал UE4 1000 пользователя могут наблюдать любое количество субкадров: нулевой, четвертый, пятый и девятый субкадры соответствующих кадров вызова. Указанные вызывные конфигурации дополнительно представлены графически на фиг.16.
В нижеследующей таблице 1 сведены вышеназванные варианты конфигурации режимов передачи вызова, выбираемые базовой станцией eNodeB (LTE-A) и сообщаемые во все терминалы пользователя, находящиеся в соте.
Предлагаемый в качестве примера сценарий 1
Терминал UE3 1000 пользователя системы LTE-A, показанный на фиг.11, имеет активное соединение с базовой станцией 900 eNB и находится в состоянии RRC_CONNECTED 1304. Данные пользователя и данные управления передаются как в восходящей линии связи, так и в нисходящей линии связи. UE3 работает в нисходящей линии связи в полосе частот с несущей частотой f5. UE3 для приема уведомлений об изменениях системной информации следит за каналами PDCCH и PDSCH в соответствии с конфигурацией, заданной третьим режимом 1602 передачи вызова (фиг.16). Соответственно, указанный терминал пользователя, чтобы проверить, не передается ли вызывной идентификатор данного терминала пользователя через физический нисходящий канал управления (PDCCH), в каждом цикле DRX, состоящем из 32 радиокадров, проверяет полосу частот f5 в радиокадре #i+19 (субкадры #0, #4, #5 и #9). Базовая станция eNodeB широковещательно передает вызывные сообщения (к примеру, PDCCH и PDSCH), используя полосу частот наибольшей ширины 20 МГц, сосредоточенную вокруг несущей частоты f5. Если терминал пользователя обнаруживает в PDCCH назначенный ему вызывной идентификатор, то указанный терминал пользователя декодирует соответствующий физический нисходящий общий канал (PDSCH).
Предлагаемый в качестве примера сценарий 2
В другом примере сценария терминал UE4 1000 пользователя (LTE-A) не имеет активного соединения с базовой станцией 900 eNodeB и находится в состоянии RRC_IDLE 1302. UE4 здесь работает в полосе частот с несущей частотой f3 нисходящей линии связи. UE4 для приема уведомлений о входящих вызовах или об изменениях системной информации следит за каналами PDCCH и PDSCH в соответствии с конфигурацией, заданной первым режимом 1604 передачи вызова (фиг.16). Указанный терминал пользователя, чтобы проверить, не передается ли через физический нисходящий канал управления (PDCCH) вызывной идентификатор данного терминала пользователя, в каждом цикле DRX, состоящем из 32 радиокадров, проверяет полосу частот f3 в радиокадре #i+4 (субкадры #0, #4, #5 и #9). Базовая станция eNodeB широковещательно передает вызывные сообщения (к примеру, PDCCH и PDSCH), используя полосу частот наибольшей ширины 20 МГц, сосредоточенную вокруг несущей частоты f3. Если терминал пользователя обнаруживает в PDCCH назначенный ему вызывной идентификатор, то указанный терминал пользователя декодирует соответствующий физический нисходящий общий канал (PDSCH).
Способы и правила ведения бизнеса
Понятно, что вышеописанные устройства и способы могут быть легко приспособлены к разнообразным бизнес-моделям. В одной такой модели поставщик услуг или оператор сети может продавать, сдавать в аренду или предоставлять бесплатно (в качестве стимула) фемтосоты с расширенной функциональностью. Фемтосота, присоединяясь к имеющейся сети базовых станций поставщика услуг через широкополосный интерфейс (например, через кабельный модем DSL, Т1, ISDN или DOCSIS), расширяет возможности указанной сети. Фемтосоты рассчитаны на самостоятельную установку. Относительно невысокая стоимость и простота управления дает возможность приобретать и эксплуатировать фемтосоты неспециалистам (в жилых домах, на предприятиях и т.п.). Значимым дополнительным преимуществом фемтосот может стать гибкое использование и разделение спектра, а также управление межсотовой интерференцией, что предлагается одним или несколькими аспектами настоящего изобретения. В одном примере фемтосота может свободно конфигурировать свои механизмы вызова для работы в неиспользуемых или не полностью используемых частях спектра, чтобы вносить наименьшие нарушения в уже действующие механизмы вызова.
В еще одном подходе терминал пользователя с соответствующей функциональностью (к примеру, терминал 1000 пользователя) может принимать вызывные сообщения, рассчитанные на расширенную функциональность, и проверять имеющиеся каналы вызова рационально, повышая тем самым воспринимаемое качество предоставляемых услуг. В одном из таких вариантов осуществления терминалам пользователя с расширенной функциональностью выделяется специальное подмножество каналов вызова. Таким образом, в то время, как ранее выпущенные устройства продолжают (сравнительно нерационально) проверять все обширное множество каналов вызова, терминалы 1000 пользователя, выполненные в соответствии с настоящим изобретением, могут проверять только указанное им подмножество каналов вызова. Такой подход значительно рациональнее, и существенно снижает энергопотребление.
В другом варианте для некоторых расширенных услуг (к примеру, для широковещательной и многоадресной передачи мультимедийной информации (MBMS)) возможна непрерывная передача без соединения RRC. Обычно вещание не длится непрерывно, и по завершении вещания ресурсы, используемые для вызова, могут быть без чрезмерных затруднений использованы сетью на другие цели. Таким образом, использование гибкого управления уведомлениями для таких услуг с применением механизмов вызова, предлагаемых настоящим изобретением, дает возможность усовершенствования вещательных технологий.
Вышеописанные устройства и способы также могут быть легко приспособлены для работы в соответствии с правилами ведения бизнеса, задаваемыми алгоритмом или модулем правил. Данный модуль правил бизнеса может включать, например, программу (и/или микропрограмму, или даже некоторые аппаратные аспекты), и в одном варианте реализуется как отдельный элемент в опорной сети, или, как вариант, в элементе, находящемся в опорной сети или в другом процессе управления сетью (network management process, NMP). Данный модуль правил фактически является высокоуровневым управляющим процессом, который помогает оператору сети (или иной заинтересованной стороне) в принятии оперативных решений или в распределении ресурсов на основании значимых критериев, таких, как финансовые аспекты, повышения уровня пользовательского восприятия и т.п.
В одном варианте модуль правил бизнеса учитывает экономические аспекты (доходы) предоставления ресурсов одному или большему количеству пользователей. Соответственно, предлагаемый в качестве примера модуль правил бизнеса может изменять поведение системы при вызове для поддержки более широкой аудитории пользователей (к примеру, увеличивая общий объем ресурсов, используемых для вызова) или, как вариант, для предоставления более широкого спектра услуг (к примеру, уменьшая общий объем ресурсов, используемых для вызова).
Например, анализ запросов совокупности пользователей на выделение ресурсов (к примеру, частотного спектра) может включать анализ повышения накладных расходов, дохода и/или прибыли при различных вариантах выделения ресурсов. В некоторых случаях оператор сети может принять решение о том, что запросы новых услуг бывают нечасто, и потому выделение ресурсов для вызова не представляет особой необходимости. В других случаях оператор сети может принять решение о том, что прибытие и выбытие новых пользователей в соте происходит часто, и часто запрашиваются новые услуги, поэтому требуется выделение большего объема ресурсов, используемых для вызова. Такие бизнес-правила могут реализовываться, к примеру, в момент запроса ресурсов, а затем действовать в течение некоторого периода времени (или до возникновения события, запускающего новый анализ), или, как вариант, периодически.
Исходя из данного описания, специалист найдет еще много разных схем осуществления динамического распределения ресурсов.
Понятно, что несмотря на описание некоторых аспектов настоящего изобретения как конкретной последовательности шагов некоторого способа, эти конкретные описания лишь иллюстрируют общие способы настоящего изобретения, и указанные последовательности шагов могут быть изменены в соответствии с конкретной задачей. Некоторые шаги могут быть излишними или требоваться только в определенных обстоятельствах. В то же время в описанные варианты осуществления изобретения могут быть добавлены некоторые шаги или функции, а порядок следования шагов может быть изменен. Описанное изобретение в соответствии с его формулой охватывает все подобные разновидности.
Хотя в вышеприведенном подробном описании новизна настоящего изобретения показана, описана и отмечена в применении к различным вариантам осуществления изобретения, следует понимать, что специалистами в данной области техники без выхода за пределы объема изобретения могут быть сделаны различные исключения, замены и изменения в форме и деталях описанных устройств или способов. Вышеприведенное описание в наилучшем виде раскрывает возможности осуществления настоящего изобретения. Данное описание, будучи предназначенным лишь для пояснения общих принципов настоящего изобретения, не предполагает никаких ограничений настоящего изобретения. Объем настоящего изобретения должен определяться с учетом формулы изобретения.
Заявленное изобретение относится к области сетей беспроводной связи и передачи данных. Технический результат состоит в том, что пользователи, имеющие терминалы пользователя с соответствующей функциональностью, могут повысить качество работы и снизить энергопотребление своих терминалов, базовые станции также получают преимущества, поскольку могут использовать высвобождающиеся ресурсы сотовой сети для предоставления других услуг, при этом пользователи с ранее выпущенными терминалами не испытывают неудобств. Для этого способы и устройства дают беспроводной сети возможность динамически менять или задавать режим вызова, например, оптимизируя его на основании одного или большего количества параметров сети. В одном варианте осуществления беспроводная сеть представляет собой сотовую сеть (к примеру, 3G UMTS или LTE), а и базовые станции, и сотовые терминалы пользователя динамически конфигурируют режим вызова на основании тех или иных требуемых показателей, связанных с параметрами сети. Такие гибкие механизмы вызова могут сообщаться пользователям сети несколькими способами. 10 н. и 39 з.п. ф-лы, 21 ил., 1 табл.
1. Способ обеспечения доступа по каналу вызова для сотовой сети, оптимизируемого с учетом одного или большего количества параметров сети, включающий:
выделение одного или большего количества ресурсов для доступа по каналу вызова по меньшей мере частично на основании одного или большего количества параметров сети;
передачу плана доступа по каналу вызова, указывающего выделенные один или большее количество ресурсов, во множество терминалов пользователя;
причем переданный план адресован лишь подмножеству множества терминалов пользователя и дает по меньшей мере одному терминалу пользователя возможность сконфигурировать свой модем для приема выделенных одного или большего количества ресурсов; и
обработку одного или большего количества откликов на канал вызова в соответствии с переданным планом.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что передача плана включает широковещательную передачу плана через общий канал управления.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что передача плана включает широковещательную передачу плана через выделенный канал управления.
4. Способ по п.1, отличающийся тем, что акт выделения одного или большего количества ресурсов включает ограничение доступа по каналу вызова только по одному из следующих параметров: (i) время передачи, (ii) полоса частот, (iii) кодовая последовательность расширения спектра.
5. Способ по п.1, отличающийся тем, что параметры сети включают по меньшей мере один из следующих параметров: (i) полная ширина полосы частот соты, (ii) степень фрагментирования полосы частот и (iii) одна или большее количество характеристик множества терминалов пользователя.
6. Способ приема одного или большего количества уведомлений канала вызова с использованием части всех ресурсов канала вызова сотовой сети, включающий:
прием терминалом пользователя первого сообщения;
извлечение из первого сообщения вызывного плана, указывающего, что уведомления канала вызова для данного терминала пользователя будут передаваться с использованием первого подмножества множества ресурсов канала вызова;
конфигурирование интерфейса модема терминала пользователя для приема одного или большего количества уведомлений канала вызова по меньшей мере частично на основании первого подмножества; и,
в ответ на прием уведомления канала вызова, определение того, предназначено ли для пользователя принятое уведомление канала вызова.
7. Способ по п.6, отличающийся тем, что вызывной план принимается через общий канал управления.
8. Способ по п.6, отличающийся тем, что план адресован лишь в подмножество множества имеющихся в сети терминалов пользователя.
9. Способ по п.8, отличающийся тем, что вызывной план принимается через выделенный канал управления.
10. Способ по п.6, отличающийся тем, что оптимизирован по меньшей мере по одному из следующих параметров: (i) полная ширина полосы частот соты, (ii) степень фрагментирования полосы частот и (iii) одна или большее количество характеристик множества терминалов пользователя.
11. Способ по п.6, отличающийся тем, что конфигурирование интерфейса модема включает обновление внутреннего плана, указывающего один или большее количество моментов времени и одну или большее количество полос частот, которые могут быть использованы для прерывистого приема (DRX).
12. Базовая станция беспроводной сети, содержащая:
цифровой процессор;
беспроводной интерфейс, обменивающийся данными с процессором; и
устройство хранения, обменивающееся данными с процессором и содержащее исполняемые компьютером команды, которые при выполнении цифровым процессором:
определяют режим передачи канала вызова по меньшей мере частично на основании одного или большего количества параметров беспроводной сети, причем указанный режим сопоставляет подмножество терминалов пользователя соответствующему подмножеству ресурсов вызова, при этом беспроводная сеть включает сотовую сеть;
передают информацию о режиме через беспроводной интерфейс;
причем передача канала вызова, адресованная в любой из указанного подмножества терминалов пользователя, осуществляется с использованием соответствующего подмножества ресурсов вызова; при этом один или большее количество параметров беспроводной сети включают по меньшей мере один из следующих параметров: (i) полная ширина полосы частот соты, (ii) степень фрагментирования полосы частот и (iii) одна или большее количество характеристик множества терминалов пользователя, связанных с данной сетью.
13. Базовая станция по п.12, отличающаяся тем, что передача информации, относящейся к режиму, включает передачу информации, адресованной лишь подмножеству множества терминалов пользователя.
14. Базовая станция по п.12, отличающаяся тем, что передача информации, относящейся к режиму, включает передачу информации, адресованной множеству терминалов пользователя, через общий канал управления сотовой сети.
15. Базовая станция по п.12, отличающаяся тем, что один или большее количество параметров беспроводной сети включают по меньшей мере состояние соединения уровня управления радиоресурсами (RRC).
16. Базовая станция по п.12, отличающаяся тем, что включает совместимую с LTE базовую станцию макросоты.
17. Базовая станция по п.12, отличающаяся тем, что информация, относящаяся к режиму, включает информацию о несущей частоте, на которой должна осуществляться передача вызова; данные временных параметров, в соответствии с которыми должны передаваться вызывной идентификатор и вызывное сообщение; и информацию о ширине полосы частот одного или большего количества каналов, через которые терминал пользователя в сети может принять вызывной идентификатор и вызывное сообщение.
18. Базовая станция по п.17, отличающаяся тем, что информация, относящаяся к режиму, дополнительно включает информацию о состоянии соединения уровня управления радиоресурсами (RRC).
19. Базовая станция по п.17, отличающаяся тем, что один или большее количество каналов включают физический нисходящий канал управления (PDCCH) и физический нисходящий общий канал (PDSCH), при этом вызывной идентификатор и вызывное сообщение передаются, соответственно, через PDCCH и PDSCH.
20. Базовая станция по п.12, отличающаяся тем, что определение режима передачи канала вызова по меньшей мере частично на основании одного или большего количества параметров беспроводной сети, включает выбор одного из множества различных режимов, при этом множество режимов, по существу, не перекрываются между собой по времени и по частоте.
21. Приемное устройство беспроводной сети, содержащее:
цифровой процессор;
беспроводной интерфейс, обменивающийся данными с цифровым процессором; и
устройство хранения, обменивающееся данными с процессором и содержащее по меньшей мере одну компьютерную программу, которая при выполнении процессором:
принимает план передачи капала вызова, указывающий по меньшей мере один первый ресурс вызова, который может быть проигнорирован приемным устройством;
конфигурирует беспроводной интерфейс для приема одного или большего количества вторых ресурсов канала вызова с игнорированием по меньшей мере одного первого ресурса канала вызова; и,
в ответ на прием уведомления канала вызова с использованием указанных одного или большего количества вторых ресурсов канала вызова, определяет, адресовано ли уведомление канала вызова в приемное устройство.
22. Устройство по п.21, отличающееся тем, что план принимается через интерфейс, отличный от беспроводного интерфейса.
23. Устройство по п.22, отличающееся тем, что интерфейс, отличный от беспроводного интерфейса, включает приемопередатчик, входящий в состав приемного устройства и выполненный с возможностью приема беспроводных сигналов в соответствии с протоколом, отличающимся от протокола, связанного с беспроводным интерфейсом.
24. Устройство по п.21, отличающееся тем, что включает, по существу, мобильный сотовый смартфон.
25. Устройство по п.24, отличающееся тем, что сотовый смартфон включает пользовательский интерфейс с сенсорным экраном, реагирующим на несколько одновременных прикосновений.
26. Устройство по п.21, отличающееся тем, что конфигурирование беспроводного интерфейса включает обновление внутреннего плана, указывающего один или большее количество моментов времени и одну или большее количество полос частот, которые могут быть использованы для прерывистого приема (DRX).
27. Устройство по п.21, отличающееся тем, что план включает первую информацию, указывающую несущую частоту, на которой должно передаваться уведомление канала вызова; первые данные временных параметров, в соответствии с которыми должны передаваться вызывной идентификатор и вызывное сообщение; и вторую информацию, относящуюся к ширине полосы частот одного или большего количества каналов, через которые приемное устройство может принять вызывной идентификатор и вызывное сообщение.
28. Способ обеспечения доступа по каналу вызова для сотовой сети, оптимизируемого с учетом одного или большего количества параметров сети, включающий:
выделение одного или большего количества ресурсов для доступа по каналу вызова по меньшей мере частично на основании одного или большего количества параметров сети;
передачу плана доступа по каналу вызова, указывающего выделенные один или большее количество ресурсов, во множество терминалов пользователя;
причем переданный план дает по меньшей мере одному терминалу пользователя возможность сконфигурировать свой модем для приема выделенных одного или большего количества ресурсов; и
обработку одного или большего количества откликов на канал вызова в соответствии с переданным планом,
причем акт выделения одного или большего количества ресурсов включает ограничение доступа но каналу вызова только по одному из следующих параметров: (i) время передачи, (ii) полоса частот, (iii) кодовая последовательность расширения спектра.
29. Способ по п.28, отличающийся тем, что передача плана включает широковещательную передачу плана через общий канал управления.
30. Способ по п.28, отличающийся тем, что передача плана включает широковещательную передачу плана через выделенный канал управления.
31. Способ по п.28, отличающийся тем, что параметры сети включают по меньшей мере один из следующих параметров: (i) полная ширина полосы частот соты, (ii) степень фрагментирования полосы частот и (iii) одна или большее количество характеристик множества терминалов пользователя.
32. Способ обеспечения доступа по каналу вызова для сотовой сети, оптимизируемого с учетом одного или большего количества параметров сети, включающий:
выделение одного или большего количества ресурсов для доступа по каналу вызова по меньшей мере частично на основании одного или большего количества параметров сети;
передачу плана доступа по каналу вызова, указывающего выделенные один или большее количество ресурсов, во множество терминалов пользователя;
при этом переданный план дает по меньшей мере одному терминалу пользователя возможность сконфигурировать свой модем для приема выделенных одного или большего количества ресурсов; и
обработку одного или большего количества откликов на канал вызова в соответствии с переданным планом,
причем параметры сети включают по меньшей мере один из следующих параметров: (i) полная ширина полосы частот соты, (ii) степень фрагментирования полосы частот и (iii) одна или большее количество характеристик множества терминалов пользователя.
33. Способ по п.32, отличающийся тем, что передача плана включает широковещательную передачу плана через общий канал управления.
34. Базовая станция беспроводной сети, содержащая:
цифровой процессор;
беспроводной интерфейс, обменивающийся данными с процессором; и
устройство хранения, обменивающееся данными с процессором и содержащее исполняемые компьютером команды, которые при выполнении цифровым процессором:
определяют режим передачи капала вызова по меньшей мере частично на основании одного или большего количества параметров беспроводной сети, причем указанный режим сопоставляет подмножество терминалов пользователя соответствующему подмножеству ресурсов вызова, при этом беспроводная сеть включает сотовую сеть;
передают информацию о режиме через беспроводной интерфейс;
причем передача канала вызова, адресованная в любой из указанного подмножества терминалов пользователя, осуществляется с использованием соответствующего подмножества ресурсов вызова; при этом один или большее количество параметров беспроводной сети включают по меньшей мере состояние соединения уровня управления радиоресурсами (RRC).
35. Базовая станция по п.34, отличающаяся тем, что включает совместимую с LTE базовую станцию макросоты.
36. Базовая станция по п.34, отличающаяся тем, что информация, относящаяся к режиму, включает информацию о несущей частоте, на которой должна осуществляться передача вызова; данные временных параметров, в соответствии с которыми должны передаваться вызывной идентификатор и вызывное сообщение; и информацию о ширине полосы частот одного или большего количества каналов, через которые терминал пользователя в сети может принять вызывной идентификатор и вызывное сообщение.
37. Базовая станция по п.36, отличающаяся тем, что информация, относящаяся к режиму, дополнительно включает информацию о состоянии соединения уровня управления радиоресурсами (RRC).
38. Базовая станция по п.36, отличающаяся тем, что один или большее количество каналов включают физический нисходящий канал управления (PDCCH) и физический нисходящий общий канал (PDSCH), при этом вызывной идентификатор и вызывное сообщение передаются, соответственно, через PDCCH и PDSCH.
39. Базовая станция по п.34, отличающаяся тем, что определение режима передачи канала вызова по меньшей мере частично на основании одного или большего количества параметров беспроводной сети, включает выбор одного из множества различных режимов, при этом множество режимов, по существу, не перекрываются между собой по времени и по частоте.
40. Базовая станция беспроводной сети, содержащая:
цифровой процессор;
беспроводной интерфейс, обменивающийся данными с процессором; и
устройство хранения, обменивающееся данными с процессором и содержащее исполняемые компьютером команды, которые при выполнении цифровым процессором:
определяют режим передачи канала вызова по меньшей мере частично на основании одного или большего количества параметров беспроводной сети, причем указанный режим сопоставляет подмножество терминалов пользователя соответствующему подмножеству ресурсов вызова;
передают информацию о режиме через беспроводной интерфейс;
причем передача канала вызова, адресованная в любой из указанного подмножества терминалов пользователя, осуществляется с использованием соответствующего подмножества ресурсов вызова; при этом базовая станция включает совместимую с LTE базовую станцию макросоты.
41. Базовая станция по п.40, отличающаяся тем, что информация, относящаяся к режиму, включает информацию о несущей частоте, на которой должна осуществляться передача вызова; данные временных параметров, в соответствии с которыми должны передаваться вызывной идентификатор и вызывное сообщение; и информацию о ширине полосы частот одного или большего количества каналов, через которые терминал пользователя в сети может принять вызывной идентификатор и вызывное сообщение.
42. Базовая станция по п.41, отличающаяся тем, что информация, относящаяся к режиму, дополнительно включает информацию о состоянии соединения уровня управления радиоресурсами (RRC).
43. Базовая станция по п.41, отличающаяся тем, что один или большее количество каналов включают физический нисходящий канал управления (PDCCH) и физический нисходящий общий канал (PDSCH), при этом вызывной идентификатор и вызывное сообщение передаются, соответственно, через PDCCH и PDSCH.
44. Базовая станция по п.40, отличающаяся тем, что определение режима передачи канала вызова по меньшей мере частично на основании одного или большего количества параметров беспроводной сети, включает выбор одного из множества различных режимов, при этом множество режимов по существу не перекрываются между собой по времени и по частоте.
45. Базовая станция беспроводной сети, содержащая:
цифровой процессор;
беспроводной интерфейс, обменивающийся данными с процессором; и
устройство хранения, обменивающееся данными с процессором и содержащее исполняемые компьютером команды, которые при выполнении цифровым процессором:
определяют режим передачи канала вызова по меньшей мере частично на основании одного или большего количества параметров беспроводной сети, причем указанный режим сопоставляет подмножество терминалов пользователя соответствующему подмножеству ресурсов вызова;
передают информацию о режиме через беспроводной интерфейс, при этом указанная информация включает по меньшей мере информацию о несущей частоте, на которой должна осуществляться передача вызова, данные временных параметров, в соответствии с которыми должны передаваться вызывной идентификатор и вызывное сообщение, и информацию о ширине полосы частот одного или большего количества каналов, через которые терминал пользователя в сети может принять вызывной идентификатор и вызывное сообщение;
причем передача канала вызова, адресованная в любой из указанного подмножества терминалов пользователя, осуществляется с использованием соответствующего подмножества ресурсов вызова.
46. Базовая станция по п.45, отличающаяся тем, что информация, относящаяся к режиму, дополнительно включает информацию о состоянии соединения уровня управления радиоресурсами (RRC).
47. Базовая станция по п.45, отличающаяся тем, что один или большее количество каналов включают физический нисходящий канал управления (PDCCH) и физический нисходящий общий канал (PDSCH), при этом вызывной идентификатор и вызывное сообщение передаются, соответственно, через PDCCH и PDSCH.
48. Базовая станция по п.45, отличающаяся тем, что определение режима передачи канала вызова по меньшей мере частично на основании одного или большего количества параметров беспроводной сети, включает выбор одного из множества различных режимов, при этом множество режимов, по существу, не перекрываются между собой по времени и по частоте.
49. Базовая станция беспроводной сети, содержащая:
цифровой процессор;
беспроводной интерфейс, обменивающийся данными с процессором; и
устройство хранения, обменивающееся данными с процессором и содержащее исполняемые компьютером команды, которые при выполнении цифровым процессором:
определяют режим передачи канала вызова по меньшей мере частично на основании одного или большего количества параметров беспроводной сети, причем указанный режим сопоставляет подмножество терминалов пользователя соответствующему подмножеству ресурсов вызова; при этом указанное определение режима передачи капала вызова включает выбор одного из множества различных режимов, при этом множество режимов, по существу, не перекрываются между собой по времени и по частоте;
передают информацию о режиме через беспроводной интерфейс;
причем передача канала вызова, адресованная в любой из указанного подмножества терминалов пользователя, осуществляется с использованием соответствующего подмножества ресурсов вызова.
| Станок для изготовления деревянных ниточных катушек из цилиндрических, снабженных осевым отверстием, заготовок | 1923 |
|
SU2008A1 |
| МЕЖСИСТЕМНАЯ ПЕРЕДАЧА ОБСЛУЖИВАНИЯ МЕЖДУ БАЗОВЫМИ СТАНЦИЯМИ | 2001 |
|
RU2292665C2 |
| СПОСОБ И УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ ПЕРЕДАЧАМИ В СИСТЕМЕ СВЯЗИ | 2001 |
|
RU2264036C2 |
| Пресс для выдавливания из деревянных дисков заготовок для ниточных катушек | 1923 |
|
SU2007A1 |
| CN 101136812 A1, 05.03.2008. | |||
