Приоритет и родственные заявки
Приоритет данной заявки испрашивается по патентной заявке США №12/766,806, поданной 23 апреля 2010 года с тем же названием, содержание которой включено в настоящий документ посредством ссылки.
Эта заявка также относится к поданной 30 июля 2009 года тем же заявителем и также рассматриваемой патентной заявке США №12/512,761 с названием «Способ и устройство передачи динамической информации в беспроводном информационном канале», а также к поданной 3 ноября 2009 года тем же заявителем и также рассматриваемой патентной заявке США №12/611,715 с названием «Способ и устройство приема динамической информации неактивными приемниками», содержание каждой из которых включено в настоящий документ посредством ссылки.
Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение в основном относится к области беспроводной связи и сетям данных. Более конкретно, в одном примерном аспекте изобретение направлено на способы и устройства, обеспечивающие выделенные сегменты контекстной информации системы.
Уровень техники
Универсальная система мобильной связи (UMTS, Universal Mobile Telecommunications System) является примером осуществления сотовой телефонной технологии «третьего поколения» или «3G». Стандарт UMTS определяется организацией, называемой Проект партнерства 3-го поколения (3GPP, 3rd Generation Partnership Project). 3GPP принял UMTS в качестве системы сотовой радиосвязи 3G, предназначенной, среди прочего, для европейских рынков в ответ на требования, установленные Международным союзом связи (ITU, International Telecommunications Union). ITU стандартизирует и регулирует международную радиосвязь и телекоммуникации. Усовершенствования UMTS будут поддерживать будущую эволюцию к технологии четвертого поколения (4G).
Текущей актуальной темой является будущее развитие UMTS в направлении системы мобильной радиосвязи, оптимизированной для передачи пакетных данных с усовершенствованной пропускной способностью системы и спектральной эффективностью. В контексте 3GPP деятельность в этом отношении обозначается общим термином «LTE» (Long Term Evolution, долговременная эволюция). Задачей, среди прочего, является существенное повышение в будущем максимальной эффективной скорости передачи, именно, до скорости порядка 300 мбит/с в направлении нисходящей передачи и 75 мбит/с в направлении восходящей передачи.
Информационный и пилотный каналы
Информационные каналы (такие как пилотные каналы) используются во многих системах сотовой мобильной радиосвязи из уровня техники. Такие каналы обеспечивают пользовательские устройства (UE, user equipment) полезной информацией, такой как, например, широковещательная информация, включающая основную системную информацию. Такая информация может быть крайне важной во время, среди прочего, начального включения и регистрации, оценки возможного получения обслуживания базовой станции (BS, base station) для осуществления хэндовера (т.е. перехода), и т.п. В уровне техники известны различные подходы к передаче информационного (например, пилотного) канала. Например, в промежуточном стандарте 95 (Interim Standard 95, IS-95, CDMA) пилотный канал используется мобильными устройствами для начального определения наличия базовых станций и/или поддержки компенсации многолучевого распространения (multipath compensation).
К сожалению, такие информационные каналы имеют относительно высокую стоимость в терминах ширины полосы частот по сравнению с другими полезными каналами данных. Вообще говоря, эти каналы являются наиболее надежными и наиболее просто кодированными каналами в сети. При сравнении с использованием остальной ширины полосы частот сети (которая имеет плотное кодирование), информационное распределение (пилотных) ресурсов имеет значительную недоиспользованность. В некоторых случаях сотовый пилотный канал может использовать вплоть до одной пятой общих спектральных ресурсов, обеспечивая при этом незначительную дополнительную информацию или вообще не предоставляя таковой для совокупности пользовательских устройств (UE) во время нормальной эксплуатации.
В настоящее время продолжаются значительные исследования, направленные на улучшение использования информационных и пилотных каналов. Например, предложенные усовершенствования для пилотных каналов повышают информационную емкость передаваемых в пилотных каналах сообщений. На фиг.1 показано так называемое радиоустройство осуществления управления реконфигурацией (RE, Radio Enabler of Reconfiguration Management), которое предусмотрено с целью распределения контекстной информации в пользовательские устройства/мобильные устройства (UE/MD, mobile device). Однако работа, относящаяся к определениям, связанным с указанным устройством RE, остается на высоком уровне абстракции с небольшими или отсутствующими деталями, касающимися реализации.
Кроме того, стандарт IEEE 802,22 определяет систему распознающей радиосвязи (CR, Cognitive Radio), направленной на будущее использование в различных так называемых «Свободных пространствах» ("White Space"), которые станут доступны после прекращения аналогового телевизионного вещания. В рамках этого стандарта подгруппа, называемая IEEE 802.22.1, определяет выделенный физический канал для распределения контекстной информации, переданной в маячковом кадре (beacon frame), как показано на фиг.2. Однако этот стандарт задает только довольно простую структуру кадра с довольно ограниченными возможностями для разворачивания для альтернативных интерфейсов радиосвязи. Также описаны другие форматы кадра для передачи контекстной информации, такие как показанный на фиг.3 и описанный в публикации A Novel On-Demand Cognitive Pilot Channel Enabling Dynamic Spectrum Allocation. Perez-Romero, J.; Salient, O.; Agusti, R.; Giupponi, L., New Frontiers in Dynamic Spectrum Access Networks, 2007. DySPAN 2007. 2nd IEEE International Symposium on April 17-20, 2007, pages 46-54.
Несмотря на вышесказанное, необходимы усовершенствованные способы и устройства для более эффективного назначения и использования ресурсов информационных или пилотных каналов. В идеале такие способы и устройства должны позволять независимое развертывание поставщиков контекстной информации для существующих сетей. Кроме того, такие усовершенствованные способы и устройства также должны позволять интеллектуальный сбор и распределение контекстной информации для различных пользователей и устройств, которые могут использовать эту информацию.
Раскрытие изобретения
Настоящее изобретение удовлетворяет вышеуказанную необходимость путем представления, среди прочего, усовершенствованных устройств и способов передачи системной информации, например, через пилотный или другой информационный канал.
В первом аспекте изобретения раскрыт способ передачи информации в беспроводной сети. В одном варианте осуществления способ включает обеспечение отправки запроса информации из одного или более портативных устройств, связанных с беспроводной сетью; прием информации из одного или более портативных устройство по существу в ответ на запрос; назначение задачи наблюдения, по меньшей мере, одному устройству из числа одного или более портативных устройств на основе, по меньшей мере частично, принятой информации; прием данных, связанных с задачей наблюдения из, по меньшей мере, одного устройства из числа одного или более портативных устройств; и передачу данных, связанных с задачей наблюдения, в, по меньшей мере, одно из портативных устройств.
В одном варианте информация содержит контекстную информацию беспроводной сети, а шаг передачи осуществляется, только если, по меньшей мере, одно из портативных устройств имеет зарегистрированного пользователя.
В другом варианте передача дополнительно включает передачу, по меньшей мере, части принятой информации совместно с данными, связанными с задачей наблюдения.
В еще одном варианте, по меньшей мере, часть принятой информации и данные, связанные с задачей наблюдения, передаются в, по существу, общей структуре данных.
В еще одном варианте, по меньшей мере, часть принятой информации и данные, связанные с задачей наблюдения, передаются в одной или более структуре данных, имеющей переключающую преамбулу.
В еще одном варианте способ дополнительно включает детектирование одного или более портативных устройств в зоне покрытия.
В еще одном варианте одно или более портативных устройств, из которых принимаются данные, связанные с задачей наблюдения, содержат, по меньшей мере, одно портативное устройство.
В дополнительном варианте принятая информация относится к, по меньшей мере, одному из следующего: (i) частота пакетов с ошибками (PER, Packet Error Rate), (ii) качество линии связи, (iii) качество обслуживания (QoS, quality of service) и/или (iv) величина или доля джиггера/потери пакетов.
Во втором варианте осуществления способ включает: прием запросов контекстной информации из соответствующих пользовательских устройств в сети; идентификацию общего режима передачи для контекстной информации на основе, по меньшей мере частично, одного или более запросов; агрегирование множества элементов контекстной информации в общий набор данных; и передачу общего набора данных в соответствующие пользовательские устройства с использованием общего режима передачи.
В одном варианте общий режим передачи содержит широковещательную передачу, а общий набор данных передается всем пользователям в зоне покрытия или отдельной ячейке сети.
В другом варианте общий режим передачи содержит многоадресную передачу, а общий набор данных передается только подмножеству пользователей в зоне покрытия или отдельной ячейке сети.
В дополнительном варианте прием запросов из соответствующих пользовательских устройств в сети включает прием запросов в разные моменты времени, и способ дополнительно включает ожидание в течение периода отсрочки перед передачей общего набора данных.
В еще одном варианте сеть содержит сотовую сеть (например, LTE), а шаг передачи выполняется базовой станцией с пилотным каналом с распознаванием (CPC-BS, cognitive pilot channel base station).
В еще одном варианте идентификация общего режима передачи для контекстной информации на основе, по меньшей мере частично, одного или более запросов выполняется для отдельных элементов из множества элементов запрошенной контекстной информации.
В еще одном варианте идентификация общего режима передачи для контекстной информации на основе, по меньшей мере частично, одного или более запросов основывается, по меньшей мере частично, на уровне обслуживания, связанном с отдельными передающими запрос пользовательскими устройствами.
Также предложена базовая станция с контекстной адаптацией. В одном варианте осуществления базовая станция выполнена с возможностью использования в беспроводной сети и содержит устройство обработки, соединенное с устройством хранения и с интерфейсом беспроводной сети, причем устройство хранения содержит, по меньшей мере, одну сохраненную в нем компьютерную программу. По меньшей мере, одна компьютерная программа обеспечивает выполнение устройством обработки следующих шагов: сохранение запросов из одного или более портативных устройств, причем запросы содержат запрос контекстной информации из базовой станции; определение необходимости передачи ответа на запрос контекстной информации; и передачу ответа в случае определения того, что ответ необходимо передать.
В одном варианте ответ передается в соответствии с определенным типом сообщения, причем определенный тип сообщения выбирается из группы, в которую входят: широковещательный тип, многоадресный тип и одноадресный тип.
В другом варианте определение необходимости ответа на запрос включает определение географического положения одного или более запросов; и оценку необходимости контекстной информации на основе, по меньшей мере частично, географического положения.
В этом варианте определение необходимости передачи ответа на запрос включает определение режима работы сети. Режим работы, например, выбирается из группы, в которую входят: (i) режим, в котором базовая станция знает об обслуживаемых ей портативных устройствах; (ii) режим, в котором базовая станция не знает об обслуживаемых ей портативных устройствах; и (iii) режим, в котором базовая станция знает только о некоторых из обслуживаемых портативных устройств.
В одном варианте, по меньшей мере, одна компьютерная программа дополнительно обеспечивает прием первой контекстной информации из одного или более портативных устройств; и определение необходимости обновления первой контекстной информации. Если для первой контекстной информации необходимо обновление, запускается передача ответа. Передача ответа включает, например, передачу только измененной или обновленной части контекстной информации.
В другом варианте беспроводная сеть содержит сотовую сеть, а измененная или обновленная часть контекстной информации передается посредством ресурса пилотного канала сотовой сети.
Дополнительно раскрыта система контекстной информации, предназначенная для использования в беспроводной сети. В одном варианте осуществления система содержит ведущую базовую станцию контекстной информации; ведомую базовую станцию контекстной информации; и портативное устройство, выполненное с возможностью приема контекстных данных как из ведущей базовой станции контекстной информации, так и из ведомой базовой станции контекстной информации. Для принятых контекстных данных портативным устройством осуществляется приоритезация на основе, например, типа базовой станции контекстной информации, передавшей контекстные данные.
В одном варианте ведомая базовая станция контекстной информации передает контекстные данные на существенно меньшей зоне покрытия по сравнению с ведущей базовой станцией контекстной информации.
В другом варианте, если первая часть принятых контекстных данных конфликтует со второй частью принятых контекстных данных, первая часть принятых контекстных данных сохраняется или отбрасывается на основе, по меньшей мере частично, приоритета первой и второй частей контекстных данных. Первая часть принятых контекстных данных формируется, например, ведущей базовой станцией, а вторая часть принятых контекстных данных формируется, например, ведомой базовой станцией, причем первая часть принятых контекстных данных сохраняется, по меньшей мере частично, на основе приоритета ведущей базовой станции по сравнению с ведомой базовой станцией.
Альтернативно, в другом варианте, первая часть принятых контекстных данных принимается в первый момент времени, а вторая часть принятых контекстных данных формируется во второй момент времени, более ранний, чем первый момент времени, причем первая часть принятых контекстных данных сохраняется на основе, по меньшей мере частично, приоритета более поздней первой части.
Также раскрыт способ сбережения ресурсов информационных каналов в беспроводной сети. В одном варианте осуществления сеть является сотовой сетью, а информационный канал является пилотным каналом с распознаванием (СРС, cognitive pilot channel). Выделенная базовая станция с пилотным каналом с распознаванием (СРС)_ используется для выборочной передачи контекстной информации для всех или подмножества беспроводных пользователей в сети на основе таких факторов, как их абонентский уровень, необходимая им информация, их географическое положение и т.п.
Дополнительно раскрыта базовая станция, выполненная с возможностью сбережения ресурсов информационных каналов в беспроводной сети. В одном варианте осуществления базовая станция выполнена с возможностью приема контекстной информации из одного или более передающих запрос мобильных устройств; определения необходимости обновления принятой контекстной информации; и, при необходимости обновления, выборочного кодирования преамбулы сообщения, передаваемого по информационному каналу, для уведомления, по меньшей мере, одного из числа одного или более передающих запрос мобильных устройств о том, что для обновления контекстной информации необходимо декодирование, по меньшей мере, части сообщения.
В другом варианте базовая станция выполнена с возможностью приема контекстной информации из одного или более передающих запрос мобильных устройств; определения необходимости обновления принятой контекстной информации; и на основании, по меньшей мере частично, указанного определения, выборочного кодирования преамбулы сообщения, передаваемого по информационному каналу, чтобы позволить, по меньшей мере, одному из числа одного или более передающих запрос мобильных устройств определить приемлемо ли для отдельных устройств декодирование, по меньшей мере, части тела сообщения.
Также раскрыты бизнес-способы, связанные с вышеупомянутым устройством и способами.
Специалистом в данной области техники будут немедленно распознаны другие признаки и преимущества настоящего изобретения со ссылкой на прилагаемые чертежи и детальное описание примеров вариантов осуществления, представленные далее.
Краткое описание чертежей
На фиг.1 показано графическое отображение примера радиоустройства осуществления (Radio Enabler) из уровня техники, определяемого стандартом IEEE SCC 41/IEEE PI900.4.
На фиг.2 показано графическое отображение примера маячкового кадра (Beacon Frame) из уровня техники, определяемого стандартом IEEE 802.22.1.
На фиг.3 показано графическое отображение примера кадра CPC по запросу из уровня техники.
На фиг.4 показано графическое отображение примера гетерогенной сети доступа по радиосвязи (RAN, Radio Access Network), представляющее структуру базовой станции с пилотным каналом с распознаванием (CPC-BS), реализующую один или более аспектов настоящего изобретения.
На фиг.5 показана функциональная блок-схема, иллюстрирующая один вариант осуществления базовой станции с пилотным каналом с распознаванием в соответствии с настоящим изобретением.
На фиг.6 показана логическая схема одного варианта осуществления получения и передачи контекстной информации в CPC-BS в соответствии с настоящим изобретением.
На фиг.7 показана логическая схема второго варианта осуществления получения и передачи контекстной информации в CPC-BS в соответствии с настоящим изобретением.
На фиг.8 показано графическое отображение примера гетерогенной сети RAN, иллюстрирующее один вариант направленной передачи CPC в соответствии с настоящим изобретением.
На фиг.9 показано графическое отображение примера гетерогенной сети RAN, иллюстрирующее один вариант модифицированной направленной передачи CPC с формированием диаграммы направленности в соответствии с настоящим изобретением.
На фиг.10 показано графическое отображение примера ячеистого подхода для обеспечения CPC, позволяющего динамическое спектральное выделение в соответствии с настоящим изобретением.
На фиг.11A показана логическая схема первого варианта осуществления широковещательной передачи в CPC-BS и связи «точка-точка» по запросу в соответствии с настоящим изобретением.
На фиг.11В показана логическая схема второго варианта осуществления широковещательной передачи в CPC-BS и связи «точка-точка» по запросу в соответствии с настоящим изобретением.
На фиг.12 показана логическая схема третьего варианта осуществления широковещательной передачи в CPC-BS и связи «точка-точка» по запросу в соответствии с настоящим изобретением.
На фиг.13 показано графическое отображение одного примера варианта перегруппирования информации CPC для различных ячеек, используемых в ячеистом подходе, проиллюстрированном на фиг.7.
На фиг.14 показано графическое отображение второго примера варианта перегруппирования информации CPC для различных ячеек, используемых в ячеистом подходе, проиллюстрированном на фиг.7.
На фиг.15 показано графическое отображение одного примера осуществления развертывания ведущего/ведомого CPC в соответствии с настоящим изобретением.
Осуществление изобретения
Далее используются ссылки на чертежи, на которых одинаковые номера используются для одинаковых частей.
Обзор
Настоящее изобретение раскрывает, среди прочего, способы и устройства для передачи выделенных сегментов информации (таких как контекстная информация системы) в сети. Примеры вариантов осуществления изобретения в одном аспекте раскрывают новое инфраструктурное устройство (базовая станция с пилотным каналом с распознаванием - базовая станция CPC-BS, cognitive pilot channel - base station). Станция CPC-BS обеспечивает автоматизированное распределение контекстной информации среди различных мобильных или других устройств (например, UE) в зоне покрытия CPC-BS. Кроме того, станция CPC-BS обладает возможностью распределения задач наблюдения для внешних объектов и собирает данные результатов по этим распределенным задачам для использования в будущих передачах CPC. Такой подход приводит, среди прочего, к более эффективному использованию ресурсов в сети.
Пример реализации станции CPC-BS также обладает возможностью определения режима работы системы и соответствующего регулирования своего поведения. Эти режимы работы включают в себя, например, ситуации, в которых: (i) станция CPC-BS обладает знанием об обслуживаемых ей пользователях; (ii) CPC-BS не обладает знанием об обслуживаемых ей пользователях; и (3) имеется смесь обслуживаемых пользователей, т.е. CPC-BS обладает знанием только о части обслуживаемых пользователей.
В другом аспекте CPC-BS выполнена с возможностью оптимизации своей зоны покрытия для конкретной адресации целевых устройств, которые она обслуживает. Такая функциональность достигается через использование, например, направленных технологий передачи. Использование этой направленной передачи может происходить либо (1) во всем кадре CPC, либо (2) с разделением частей кадра CPC среди различных заинтересованных пользователей.
В некоторых раскрытых вариантах осуществления станция CPC-BS обладает возможностью передачи по запросу контекстной информации как посредством широковещательной передачи, так и через связь «точка-точка» (peer-to-peer) с обслуживаемыми пользователями, а также возможностью регулирования степени точности информации покрытия, предоставляемой ей на основе, например, географического распределения обслуживаемых ею пользователей.
Кроме того, в дополнение к распределению контекстной информации посредством использования одной станции CPC-BS, также раскрываются взаимоотношения ведущий/ведомый между станциями CPC-BS, которые позволяют обеспечить распределенную архитектуру при передаче контекстной информации обслуживаемым пользователям системы.
Детальное описание примеров вариантов осуществления
Далее детально описаны примеры вариантов осуществления настоящего изобретения. Несмотря на то, что эти варианты осуществления в основном описываются в контексте беспроводной сети UMTS третьего поколения (3G), и более конкретно в одном варианте сетей LTE (3.9G) и сетей четвертого поколения LTE-A (4G), для специалиста в данной области техники должно быть понятно, что настоящее изобретение этим не ограничено. В действительности различные аспекты изобретения полезны в любой беспроводной сети, которая может извлечь выгоды из настраиваемых механизмов сегментированной публичной широковещательной передачи, описываемых здесь, включая, без ограничения, любые беспроводные интерфейсы передачи сигналов, данных, связи или другие, такие как Wi-Fi, IEEE 802.11 ас, IEEE 802.11 ad, Bluetooth, Zigbee, Wireless USB, 3G (например, 3GPP, GSM, EDGE, 3GPP2 и UMTS), HSDPA/HSUPA, HSxPA+, LTE, LTE-Advanced, TDMA, CDMA (например, IS-95A, WCDMA, и др.), PAN/802.15, WiMAX (802.16), 802.20, OFDM, OFDMA, SC-OFDMA, стандарты PCS/DCS и TV White Space (например, IEEE 802.22, IEEE 802.11af, IEEE 802.19, IEEE SCC41 и ETSI RRS, и др.), DVB-T, DVB-H, PAN IEEE 802.15(.x), стандарты американского цифрового телевидения, стандарты спутниковой телефонии и т.п.
Кроме того, варианты осуществления, здесь описываемые, также особенно полезны в существенно гетерогенных контекстах (например, в сценариях, когда параллельно с другим технологиями доступа по радиосвязи (RAT), такими как WiMAX IEEE 802.16e, WiFi IEEE 802.11a/b/g/n, Bluetooth, ZigBee, системы спутниковой телефонии, DVB-T, DVB-H, также доступны сотовые технологии, такие как 3GPP UMTS, HSxPA и т.п.). Использование каналов передачи контекста позволяет устройствам UE функционировать более эффективно в разнообразной, гетерогенной среде, хотя можно сказать, что различные аспекты изобретения также полезны в контекстах и не включающих гетерогенную среду.
Более того, используемые здесь термины «сегментированная публичная широковещательная информация», «сегментированная публичная широковещательная передача», «сегментированный пилотный канал» и «пилотные каналы с распознаванием (CPC)» относятся к любым типам передачи, которая принимается одной или более обобщенными группами пользователей в беспроводной сети связи или ее части. Такие обобщенные группы пользователей могут включать в себя, например, группы, формируемые на основе класса пользователей, абонентского типа, положения и т.п. Сегментированная публичная широковещательная передача может не интересовать всех пользователей, однако может быть полезна для какого-либо пользователя. Соответственно, такая сегментированная публичная широковещательная передача обычно не адресована какому-либо конкретному пользователю (пользователям). Для дальнейшего пояснения сегментированной публичной широковещательной передачи представлены последующие полезные примеры.
Сегментированная публичная широковещательная информация может быть сегментирована по классу пользователя, например, по абонентскому статусу. Например, в одной примерной схеме могут быть определены «золотой» и «серебряный» пользователи, каждый из которых обеспечивается различным обслуживанием (или уровнями одного и того же обслуживания). Соответственно, в одном варианте информация, передаваемая для «золотых» пользователей, может не приниматься и/или не декодироваться «серебряными» пользователями и наоборот. Например, заданный кадр CPC может содержать контекстную информацию для множества классов пользователей. В этом заданном кадре CPC привилегированные абоненты (например, со статусом уровня «золотой») могут обладать возможностью декодировать кадр CPC целиком, а абоненты с более низким уровнем могут иметь возможность декодировать только часть того же кадра CPC. Альтернативно, кадр CPC сам по себе может непосредственно соответствовать абонентскому статусу, так, что один кадр CPC может быть предназначен только для «золотых» пользователей, а другой кадр CPC может быть специально предназначен только для «серебряных» пользователей и т.п. Специалистом в данной области техники легко могут быть определены различные другие схемы на основании настоящего описания.
Сегментированная публичная широковещательная информация для приема может требовать подписки. Например, оператор мобильной сети или, альтернативно, поставщик услуг, являющийся третьей стороной (т.е. отличающийся от оператора мобильной сети), может обеспечивать дополнительное обслуживание и соответствующее обслуживание CPC. Точки доступа Wi-Fi™ являются одним стандартным примером такого поставщика услуги, являющегося третьей стороной. Пользователи, заинтересованные в получении дополнительного обслуживания, также могут выбрать получение соответствующего обслуживания CPC. Незаинтересованные пользователи могут просто игнорировать обслуживание CPC.
Сегментированная публичная широковещательная информация может быть локализована или географически ограничена в применении. Например, в больнице может осуществляться сегментированная публичная широковещательная передача, которая инструктирует устройства UE снизить их выходную мощность. Подобно этому, сегментированная публичная широковещательная информация может быть полезна только в определенных направлениях или на границах сот (например, для упрощения хэндовера). В качестве другого примера в здании театра или оперы может налагаться требование автоматического отключения мелодий вызова мобильных устройств с помощью такого CPC, которое адресуется только тем устройствам, которые находятся внутри здания театра или оперы. В качестве еще одного примера авиалиния может захотеть ограничить мощность передачи устройств UE, чтобы избежать возможной интерференции между пользователями этих UE на одном из своих самолетов и системами управления полетом или системами связи самолета.
В некоторых вариантах осуществления сегментированная публичная широковещательная информация может быть заказана «по требованию». Например, базовая станция обычно может работать в традиционном режиме, но когда в зоне покрытия базовой станции находятся устройства UE, снабженные возможностями в соответствии с изобретением, устройства UE могут запросить сегментированную передачу CPC для оптимизации работы в сети. Базовая станция соответственно регулирует свое обслуживание. Альтернативно, базовая станция, обладающая возможностями в соответствии с изобретением, может обеспечивать различные сегменты существующей передачи CPC в режиме «по запросу». Например, UE может запросить отдельный сегмент передачи CPC; после этого станция CPC-BS в своей сегментированной публичной широковещательной передаче передает запрошенный сегмент.
Различные другие аспекты сегментированной публичной широковещательной передачи, сегментов контекстной информации, их соответствующего использования и т.д. должны быть очевидны специалисту в данной области из настоящего описания.
Пример архитектуры сотовой сети
В последующем описании представлена система сотовой радиосвязи, которая содержит сеть радиосот, каждая из которых обслуживается передающей станцией, известной как узел сотовой связи или базовая станция (BS, base station). Сеть радиосвязи обеспечивает беспроводную связь для множества приемопередатчиков пользовательских устройств (UE). Сеть станций BS, функционирующих совместно, обеспечивает беспроводное обслуживание, имеющее большую зону покрытия радиосвязью в сравнении с зоной покрытия, обеспечиваемой одной обслуживающей станцией BS. Отдельные станции BS соединены другой сетью (во многих случаях проводной сетью), которая содержит дополнительные контроллеры для управления ресурсами и в некоторых случаях для доступа к другим сетевым системам (таким как Интернет или сети множественного доступа).
В системе UMTS базовая станция обычно обозначается как «NodeB» (узел B). Наземная сеть доступа по радиосвязи (UTRAN, Terrestrial Radio Access Network) UMTS является общим комплексом станций NodeB наряду с контроллерами сети радиосвязи (RNC, Radio Network Controllers) UMTS. Пользователь взаимодействует с UTRAN посредством устройства UE, которое во многих типичных случаях использования является сотовым телефоном или смартфоном. Однако в настоящем описании термины «UE», «клиентское устройство» и «оконечное пользовательское устройство» могут включать в себя, без какого-либо ограничения, мобильные телефоны, смартфоны, (такие как, например, iPhone™), персональные компьютеры (PC, personal computer), такие как, например, / Mac™, Mac Pro™, Mac Mini™ или MacBook™, и миникомпьютеры, такие как настольные компьютеры, ноутбуки или другие, а также мобильные устройства, такие как, например, наладонные компьютеры, КПК (карманные компьютеры), персональный мультимедийные устройства (PMD, personal media device), такие как, например, iPod™, или любая комбинация вышеперечисленного.
Сети LTE основаны на их предшественниках UMTS и иногда называются сетями 3.9G. На фиг.4 показан пример сотовой системы 400 LTE в соответствии с принципами настоящего изобретения с фокусировкой на сети доступа по радиосвязи (RAN, radio access network). Система 400 содержит одну или более башен 402 базовых радиостанций (также известных как усовершенствованные узлы В (eNB, enhanced-NodeB)), которые установлены в различных фиксированных географических положениях. Такие станции eNB также могут в целом называться «макросотами».
Кроме того, стандарты LTE предусматривают работу нового сетевого объекта, домашнего усовершенствованного узла В (HeNB, Home enhanced-NodeB, домашняя базовая станция) 404, который является миниатюризированной версией узла eNB. Узел HeNB также обычно называется «фемтосотой»; фемтосота обеспечивает функциональность, сходную с функциональностью макросоты, однако со сниженными возможностями и стоимостью, и может быть портативной в отличие от стационарной. Фемтосоты могут приобретаться пользователем для персонального использования. Комбинация узлов eNB и HeNB обеспечивает непрерывное связанное обслуживание сетевым оператором. Сетевой оператор управляет работой сети через базовую сеть (не показана). Объединенная базовая сеть обеспечивает услуги аутентификации, расчетов и авторизации (AAA, authentication, accounting and authorization), и в некоторых случаях доступ к внешним сетям (например, таким как службы мультимедийных подсистем IP (IMS, IP Multimedia Subsystems), как определено 3GPP).
Каждый из узлов eNB 402 и HeNB 404 напрямую соединен с базовой сетью через, например, широкополосный доступ. Дополнительно в некоторых сетях узлы eNB могут взаимодействовать друг с другом через вторичный доступ. В показанной на фиг.4 системе RAN 400 узлы HeNB соединены с базовой сетью, но не связаны с другими объектами сети (например, узлами eNB). В других вариантах осуществления сети могут быть реализованы соединения HeNB-eNB. В отличие от более широкого покрытия узлов eNB, узел HeNB обычно ставит целью улучшенное обслуживание нескольких абонентов. Соответственно, узлы HeNB могут иметь настройки и ограничения, которые не применимы для обычного населения. Такие нестандартные настройки обычно раскрываются, по меньшей мере частично, в публичной широковещательной передаче пилотного канала. Соответственно, станции eNB и HeNB обычно имеют разную полезную нагрузку пилотных каналов (например, контекстную информацию).
Кроме того, на фиг.4 также изображено внесетевое обслуживание, обеспечиваемым беспроводной локальной сетью (WLAN Wireless Local Area Network) ad-hoc сети 408. Такие ad-hoc сети не соединены с каким-либо объектом более высокого уровня и значительно разнятся в обеспечиваемом обслуживании, аутентификации, авторизации и т.п. Соответственно, ad-hoc сети имеют информацию пилотного канала, значительно отличающуюся как от информации станций eNB 402, так и от информации станций HeNB 404.
В идеале соседние базовые станции, имеющие перекрывающиеся зоны покрытия, должны мирно сосуществовать и работать над минимизацией интерференции между сотами (ICI, Intra-Cell Interference). Таким образом, когда терминал UE входит в область перекрывающегося обслуживания, UE может выбрать (или быть переведенным) оптимальную базовую станцию; например, базовую станцию, которая минимизирует мощность передачи и приема, или оптимизирует один или более других параметров. Аналогично, в смешанных сетях (т.е. там, где одновременно существуют множество сетей) UE должен эффективно выбирать из доступных ресурсов несопоставимых сетей. Хотя устройство UE может поддерживать линии связи с множеством различных сетей для максимизации общей скорости передачи данных UE, обычно UE выбирает (или запускается выполнение «вертикального хэндовера») более сильную линию радиосвязи. Вертикальный хэндовер значительно более сложен, чем обычный хэндовер. Вертикальный хэндовер обычно требует полный переход с одной технологии доступа по радиосвязи к другой. Вертикальный хэндовер в терминологии 3GPP также называется «хэндовером между технологиями доступа по радиосвязи» (Inter-RAT, Inter-Radio Access Technology).
На фиг.4 также показан новый тип оборудования, известный как базовая станция 412 CPC (CPC-BS). Такое устройство преимущественно позволяет (но не обязывает) развертывание новой сети CPC, которая в остальных отношениях не связана с архитектурой существующей сотовой сети, что позволяет развертывание, не зависящее от оператора. Следует понимать, однако, что в некоторых вариантах осуществления может быть желательным вхождение сети CPC в существующую сотовую систему 100 в качестве ее части целиком или частично. Станция CPC-BS 412 со своей зоной 414 покрытия может дополнять сотовую систему 100 LTE путем передачи в UE 410, 416 и 418 контекстной информации во время, среди прочего, перевыбора сот inter-RAT или во время вертикального хэндовера из текущей сети в «новую» сеть.
Решения по реализации этого нового типа оборудования 412 могут включать в себя, например, ситуации, в которых: (i) станция CPC-BS знает об обслуживаемых ею пользователях посредством идентификации целевых устройств UE или мобильных устройств (MD, mobile device); (ii) CPC-BS не знает об обслуживаемых ею пользователях; и (3) имеется смесь обоих режимов, т.е. CPC-BS обладает знанием только о части обслуживаемых пользователей.
Радиосвязь с распознаванием
«Радиосвязь с распознаванием» (cognitive radio) - это термин, обычно используемый для описания сети или беспроводного узла, который интеллектуально меняет свой режим беспроводной связи, чтобы избежать интерференции, помимо прочего. Радиосвязь с распознаванием может активно отслеживать несколько факторов во внешней и внутренней радиосреде (такие как радиочастотный спектр, поведение пользователей, состояние сети и т.п.).
Вычислительная сложность большинства теорий радиосвязи с распознаванием в прошлом делала непрактичной ее реализацию. Однако недавние достижения в цифровой электронике значительно способствовали современному развитию радиосвязи с распознаванием. Например, в отношении так называемых пилотных каналов с распознаванием (CPC, Cognitive Pilot Channel) уже проведены значительные исследования. Соответственно, зарождающиеся стандарты для усовершенствованных радиосетей предполагают, что канал CPC должен содержать сигнал, предоставляющий контекст, для любых существующих и будущих технологий доступа по радиосвязи (включая LTE).
С этой точки зрения один аспект настоящего изобретения относится к усовершенствованиям предложенного пилотного канала с распознаванием (CPC).
В одном варианте осуществления изобретения каждое устройство UE выборочно декодирует части (или сегменты) канала CPC. Когда UE не заинтересован в текущем CPC, его ресурсы могут быть выделены для других служб (например, передачи или приема данных). Ансамбль устройств UE, обладающих функциональностью в соответствии с изобретением, может оставаться в состоянии покоя во время большей части передачи CPC; каждый UE может выборочно декодировать, по меньшей мере, части канала CPC для получения интересующей информации. Кроме того, выборочное декодирование CPC также позволяет передачи CPC, который является подмножеством полного набора контекстной информации CPC.
Например, один иллюстративный вариант осуществления усовершенствованного канала CPC относится к различным частям контекстной информации для передачи. Первая часть контекстной информации может редко изменяться (например, параметры сотовых сетей), в то время как другие части могут изменяться довольно часто (например, уровень нагрузки систем WLAN). Следовательно, в одном варианте осуществления устройство UE, которое получает CPC в первый раз, декодирует весь канал CPC так, чтобы получить все релевантную информацию. Однако устройства UE, которые находятся в режиме ожидания (т.е. в состоянии RRC_IDLE) или уже работают некоторое время (т.е. RRC_CONNECTED) в одной и той же соте или одной и той же географической области, уже будут иметь декодированную «старую» контекстную информацию» и должны будут получить только последние обновления или изменения.
Станция CPC-BS может динамически широковещательно передавать сегменты информации с различными приоритетами, причем сегментированная широковещательная информация планируется или выбирается для широковещательной передачи на основе приоритета информации (например, наивысший приоритет планируется первым и/или наиболее частым). Кроме того, один вариант осуществления станции CPC-BS может выборочно получать контекстную информацию из ансамбля устройств UE и эффективно распределять информацию и задачи в ансамбле UE (включая, например, устройство с программно определенным радио (SDR, software defined radio), описанным в параллельно рассматриваемых патентных заявках США этого же заявителя №12/512,761, поданной 30 июля 2009 г. с названием «Способы и устройство передачи динамической информации в беспроводном информационном канале» и №12/611,715, поданной 3 ноября 2009 г. с названием «Способы и устройство приема динамической информации неактивными пользователями», все содержание которых включено здесь по ссылке) для работы в сети CPC эффективным образом. Хотя устройство SDR UE и станция CPC-BS комплементарны и в целом обеспечивают оптимизированную производительность при совместном использовании, они также могут независимо работать с повышенной эффективностью по сравнению с традиционными устройствами (например, SDR UE может эффективно принимать широковещательные каналы из станций BS, отличающихся от станций CPC-BS, а CPC-BS может эффективно использовать ресурсы пилотного канала с устройствами UE, не обладающими такой функциональностью).
Далее более детально описываются вышеуказанные усовершенствования пилотного канала с распознаванием (CPC) в целом и объекты CPC-BS в частности.
Пример пилотного канала с распознаванием
Существующие режимы функционирования CPC в сети UMTS/LTE делятся на две категории: (i) «выделенные» каналы CPC (CPC), и (ii) «виртуальные» каналы CPC (V-CPC). Выделенный CPC основан на выделенном физическом канале или ресурсе радиосвязи, служащем для передачи информации CPC. В противоположность выделенному CPC, канал V-CPC инкапсулирует содержание CPC в одном или более общем ресурсе радиосвязи (т.е. V-CPC рассматривается как полезная нагрузка данных). Каналы V-CPC значительно более гибкие, чем традиционные выделенные CPC, и не зависят от вида сети (т.е. могут быть использованы для покрытия разных сетей). В настоящем описании термины «CPC» и «V-CPC» описывают варианты осуществления, зависящие от реализации, и являются взаимозаменяемыми по функциональности (т.е. там, где описан канал V-CPC, очевидно, что он может быть заменен на канал CPC и наоборот).
В одном аспекте настоящего изобретения раскрывается пилотный канал с распознаванием (CPC), который модулирует или управляет своей шириной полосы частот для передачи сообщений пилотного канала. Усовершенствования работы пилотного канала, предлагаемые изобретением, применимы как для каналов CPC, так и для каналов V-CPC. В отношении выделенного CPC любые освобожденные выделенные ресурсы могут быть использованы для передачи/приема других служб (например, передачи данных) или могут быть «переведены в спящий режим» с целью снижения потребляемой мощности или потерь при обработке. В отношении канала V-CPC освобожденная полоса частот обычно повторно используется для другого обслуживания, связанного с передачей данных, однако также могут быть использованы другие подходы (например, когда освобожденная ширина полосы частот может быть агрегирована или объединена, также возможны спящие режимы или другие применения).
В настоящем описании считается, что термин «контекстная информация» включает, но не ограничивается, данные полезной нагрузки, которая может быть использована, среди прочего, для передачи идентификационной информации, относящейся к одному или более аспектам беспроводной сети или классам абонентов. Примеры вариантов контекстной информации описаны в стандарте IEEE PI 900.4, опубликованном 27 февраля 2009 г. и озаглавленном «IEEE Standard for Architectural Building Blocks Enabling Network-Device Distributed Decision Making for Optimized Radio Resource Usage in Heterogeneous Wireless Access Networks», содержание которого полностью включено здесь по ссылке. В указанном документе описана контекстная информация, содержащая: CWN (Composite Wireless Network, композитные беспроводные сети), оператор, профиль оператора, возможности оператора, назначенный канал, профиль назначенного канала, регулирующие правила, политика SA, сеть RAN, профиль RAN, конфигурация RAN, базовая станция, возможности базовой станции, конфигурация базовой станции, управление базовой станцией, сота, профиль соты, возможности соты, конфигурация соты, измерения соты и т.п.
Необходимо понимать, что некоторые типы контекстной информации меняются часто, в то время как другие типы контекстной информации могут меняться редко, если вообще это происходит. Например, контекстная информация, относящаяся к уровням занятости или абонентам системы WLAN, может меняться довольно часто. Некоторая контекстная информация, относящаяся к сети (такая как мобильный код страны (MCC, Mobile Country Code)) для сотовых сетей меняется нечасто, если это вообще происходит. Таким образом, каждый сегмент контекстной информации может иметь различные уровни важности и/или частоту изменения. Соответственно, описывается кадр CPC, который может динамически менять передаваемые сегменты контекстной информации CPC для адаптации к таким различиям. Более того, очевидно, что эти уровни важности и/или частота изменения сами по себе могут меняться в качестве функции времени или другого параметра; например, для статическогo кода или элемента информации приоритет может быть временно поднят до высокого при глобальном изменении, таком как при осуществлении обновления или модернизации сети.
Кроме того, такая информация, зависящая от пользовательского контекста, может быть основана на взаимоотношениях как пользователя, так и базовой станции. Такие типы контекстной информации могут быть индивидуальными для соты и зависеть от направления, в котором устройство UE предположительно будет передвигаться. Например, для UE может потребоваться информация о том, что оно перемещается в определенном направлении относительно базовой станции, что UE находится в пределах некоторого расстояния от базовой станции, или что UE расположен в особой зоне (например, больница, университет, корпоративная зона) и т.п. Полезная контекстная информация может содержать информацию, зависящую от направления, такую как указание на ближайшие технологии RAT, соты, каналы, спектральные ограничения, информацию позиционирования (например, GPS, Galileo и цифровой компас), и т.п. Например, сегменты широковещательной в текущей соте информации, зависящие от пользовательского контекста, могут содержать сегменты информации, относящиеся к радиообстановке в соседних сотах. В этих направленных вариантах осуществления могут быть сегменты, среди прочего, для северо-запада, севера, северо-востока, востока, юго-востока, юга, юго-запада и запада. Устройство UE, двигающееся на юг от базовой станции, может хотеть получить соответствующие детали о радиообстановке на юге от базовой станции или в своей текущей позиции. Такая информация направленного контекста не нужна другим UE, которые передвигаются в других направления или остаются относительно стабильными, и может быть проигнорирована.
Аналогично, радиальное расстояние (от базовой станции или другого объекта) могут быть использованы по отдельности или в комбинации с направлением для предоставления информации, зависящей от пользовательского контекста. Например, малая сота, которая полностью заключена в другой соте (например, фемтосота, работающая в макросоте), может предоставлять информацию радиального контекста для осуществления хэндовера. Такая информация не декодируется до тех пор, пока UE не окажется близко к границе соты.
Данные, содержащиеся в контекстной информации, также могут быть гетерогенными по своей природе. Например, ранее уже указывалось, что контекстная информация может быть использована для передачи доступности или наличия разных технологий RAT, доступных для UE. Однако в дополнение к информации наличия также может передаваться дополнительная информация, относящаяся к этим отличающимся RAT. Эта дополнительная информация может обеспечивать обслуживаемых пользователей информацией не только о наличии доступных RAT, но и информацией доступа для снабжения обслуживаемых пользователей возможностью получения доступа или оптимизации работы конкретной RAT. Соответственно, контекстная информация может быть релевантна различным технологиям RAT, которые доступны для пользователя.
Пример базовой станции с пилотным каналом с распознаванием (CPC-BS)
Далее со ссылкой на фиг.5 иллюстрируется один вариант обслуживающей базовой станции 500, реализующей различные аспекты настоящего изобретения. Базовая станция 500 содержит одну или более плат 502, которые далее содержат множество интегральных схем (IC, integrated circuit), включая подсистему 504 обработки, такую как цифровой сигнальный процессор (DSP, digital signal processor), микропроцессор, логическую матрицу, PLD или множество компонентов обработки, а также подсистему 506 управления питанием, которая обеспечивает питание для базовой станции 500.
Вариант осуществления устройства 500, показанный на фиг.5, на высоком уровне содержит схему 508 модема, выполненный с возможностью обеспечения сегментированной публичной широковещательной передачи основной системной информации. Сегментированная публичная широковещательная передача включает, например, изменяющуюся во времени широковещательную передачу системной информации (SI, system information), причем каждый из сегментов системной информации выборочно передается согласно соответствующему приоритету. В альтернативных вариантах осуществления сегменты могут передаваться во вторичных полосах частот и/или кодовых областях и т.п. Подсистема модема включает в себя один или более цифровых модемов и множество радиоантенн.
Схема 510 широковещательного доступа выполнена с возможностью опционального обеспечения доступа в базовую сеть и, потенциально, другие объекты сети (например, станции eNB, HeNB и т.п.). Широковещательный доступ может содержать, например, простое соединение DSL. В других вариантах осуществления широковещательный доступ может содержать, без ограничения, TI, ISDN, спутниковую линию связи, широковещательную беспроводную линию связи WiMAX (802.16/ 801.16m, и др.), инициативную линию связи US «Smart Grid», кабельный модем ETSI HiperMAN или DOCSIS. В одном варианте широковещательный доступ может поддерживать только аутентифицированные соединения, тем самым обеспечивая безопасные и авторизованные соединения с инфраструктурой сети. В других вариантах широковещательный доступ может обеспечивать по существу неаутентифицированный доступ к другим IP-сетям, тем самым предлагая беспроводной шлюз к любым подключенным сетям или Интернету (например, это может быть полезно в вариантах осуществления изобретения с WLAN).
Подсистема 504 обработки может содержать множество процессоров (или многоядерный процессор (процессоры)). В описании термин «процессор» в целом включает в себя все типы устройств цифровой обработки, включая, без ограничений, цифровые сигнальные процессоры (DSP), компьютеры с уменьшенным набором команд (RISC, reduced instruction set computers), процессоры общего назначения (CISC), микропроцессоры, логические матрицы (например, FPGA), PLD, реконфигурируемые компьютерные изделия (RCF, reconfigurable compute fabric), матричные процессоры, защищенные процессоры и специализированные интегральные схемы (ASIC, application-specific integrated circuit). Такие цифровые процессоры могут быть расположены на одной общей подложке 1C или быть распределены по множеству компонентов.
Подсистема 504 обработки предпочтительно осуществляет обмен данными с одним или более компонентом памяти. В настоящем описании термин «память» включает в себя любой тип интегральной схемы или другого устройства хранения, выполненного с возможностью хранения цифровых данных, включая, без ограничений, ROM, PROM, EEPROM, DRAM, SDRAM, DDR/2 SDRAM, EDO/FPMS, RLDRAM, SRAM, «флэш» память (например, NAND/NOR) и PSRAM. Подсистема памяти варианта осуществления, показанная на фиг.5, включает в себя различные формы энергозависимой (например, SRAM, SDRAM и др.) и энергонезависимой памяти, такой как жесткий диск (HDD, hard disk drive) и/или флэш-память. При необходимости также может быть использован внешний модуль флэш-памяти (например, Compact Flash 3.0). Кроме того, подсистема обработки может иметь кэш-память для упрощения операций обработки.
Подсистема обработки также дополнительно содержит функциональные подсистемы или модули, предназначенные для: (i) определения сегментов основной системной информации, (ii) приоритезации сегментов, и (hi) эффективного использования спектральных ресурсов для распределения различных групп сегментов среди ансамбля устройств UE. Эти подсистемы могут быть осуществлены программными средствами, средствами встроенного программного обеспечения и/или аппаратными средствами, и логически и/или физически соединены с подсистемой обработки. Альтернативно, в другом варианте, подсистемы или модули могут быть непосредственно соединены с передатчиком подсистемы.
В одном варианте подсистема (i) сегментации содержит базу данных или структуру памяти, размещенную в устройстве 500 и предназначенную для хранения одного или более сегментов публичной широковещательной информации. Такие сегменты могут быть определены, по меньшей мере частично, на основе внутренних операций устройства, таких как текущая занятость UE, текущее время, текущее положение и т.п. В одном варианте подсистема сегментации может содержать циклический буфер или регистр сдвига. В альтернативных вариантах осуществления подсистема содержит один или более интерфейсов с контроллером централизованной сети, причем контроллер централизованной сети обеспечивает один или более сегментов публичной широковещательной информации.
В еще одном варианте осуществления сегменты публичной широковещательной информации могут относиться к характеристикам, запрошенным или принятым из одного или более внешних устройств (например, ближние сети WLAN и т.п.). В еще одном варианте осуществления сегменты публичной широковещательной информации могут быть заданы на основе учета внешней среды или местоположения, такие как соты, работающие поблизости от заданного положения или объекта (например, больница).
Подсистема (ii) приоритезации устройства может содержать, например, устройство наблюдения за активностью в сети или устройство памяти, выполненное с возможностью хранения информации об активности сети. Входящие параметры сети передаются в механизм оптимизации (например, алгоритм, реализованный в виде компьютерной программы, выполняемой подсистемой обработки) для динамического назначения приоритета одному или более сегментам публичной широковещательной информации. Необходимо понимать, что сегментированная публичная широковещательная информация может меняться на регулярной или нерегулярной основе; таким образом, механизм оптимизации может запускаться только в ответ на соответствующие изменения, если необходимо. Кроме того, подсистема приоритезации может дополнительно включать в себя один или более интерфейс, выполненных с возможностью обмена информацией с соседними базовыми станциями или другими объектами сети (например, базовыми станциями с совместимостью с inter-RAT, точками доступа Wi-Fi и др.).
Подсистема (iii) распределения устройства 500 включает в себя устройство широковещательной передачи различных сегментов публичной широковещательной информации в устройства UE. В одном варианте осуществления подсистема распределения повторяет с различным временем передавать один или более сегмент публичной широковещательной информации. В другом варианте осуществления подсистема распределения обеспечивает изменяющуюся со временем длину передачи. Подсистема распределения также может использовать множество расширяющих кодов (например, система на основе CDMA), последовательности перестраивания частоты (FHSS) или, альтернативно, другие полосы частот (например, системы на основе OFDM или FDMA) и др. В еще одном варианте осуществления подсистема распределения обеспечивает различную сегментированную публичную широковещательную передачу на основе одного или более параметров сети. В одной реализации кадры CPC дополнительно реализуются для существенной минимизации энергопотребления SDR UE путем обеспечения передачи с переменной длиной, подходящей для различных требований SDR UE.
Способы
Далее детально описаны примеры способов работы вышеописанной базовой станции (и устройства UE), ранее описанные в соответствии с изобретением. В пример варианта осуществления изобретения в беспроводной системе радиосвязи (например, сотовой системе LTE) передается один или более сегментов основной системной информации и принимается в соответствии с одним или более необходимых критериев приема для того, чтобы минимизировать нежелательное использование спектральных ресурсов и/или приемных ресурсов.
Пример работы
Вновь ссылаясь на пример гетерогенной сети 400 на фиг.4, в пределах одной общей области расположены три (3) различные технологии RAT; каждая RAT активно обеспечивает независимое покрытие обслуживания. Гетерогенная сеть включает в себя первую станцию eNB 402 LTE, второй домашний eNodeB (HeNB) 404 LTE и точку 408 доступа беспроводной сети (WLAN). Также могут быть использованы другие RAT (не показаны), такие как, например, WiMAX (документ IEEE Std. 802.16e-2005 с названием «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», который здесь целиком включен по ссылке). Первая станция eNB и вторая станция HeNB работают под управлением одного оператора сети. Точка доступа WLAN работает вне управления одного оператора сети и администрируется частным образом, например, домашним или бизнес-пользователем. Показано первое устройство UE 410, работающее в покрытии всех трех сетей.
Далее со ссылкой на фиг.6 детально показан и описан пример способа 600 получения контекстной информации, назначения задач наблюдения и широковещательной передачи доступной контекстной информации с использованием станции CPC-BS в сети (такой, как показанная на фиг.4). В частности, пример способа на фиг.6 особенно полезен в ситуациях, когда станция CPC-BS имеет конкретную информацию об обслуживаемых пользователях (т.е. идентификационную информацию целевых устройств UE). Вследствие наличия конкретной информации об обслуживаемых пользователях CPC-BS таким образом способна активно получать контекстную информацию, доступную в различных устройствах UE. Эта контекстная информация может содержать информацию, относящуюся к активным линиям связи, такую как частота пакетов с ошибками (PER), качество линии связи, качество обслуживания (QoS), величина или доля джиггера/потери пакетов и другие различные измерения производительности, полезные в работе сети. На шаге 602 станция CPC-BS определяет присутствие в сети известных UE, с которыми она может осуществлять связь. Путем определения присутствия этих известных UE станция CPC-BS может лучше использовать ресурсы сети, доступные ей, при получении контекстной информации.
На шаге 604 станция CPC-BS инициирует передачу терминалами UE в CPC-BS контекстной информации. В одном варианте осуществления такое получение контекстной информации может выполняться путем инициирования различных устройств UE посредством информации, содержащейся в информации CPC, широковещательно передаваемой станцией CPC-BS. Альтернативно, инициирование может быть реализовано через любой канал данных, доступный для целевых устройств UE, например, путем использования IP-линии связи между CPC-BS и различными UE. Хотя функция инициирования на шаге 604 в первую очередь рассматривается в контексте станции CPC-BS, формирующей функцию инициирования, очевидно, что альтернативные реализации могут избавлять CPC-BS от функции инициирования, оставляя при этом инициирование другим объектам в сети RAN. Например, в одном варианте осуществления инициирование может осуществляться на периодической основе без необходимости передачи сигнала инициирования (т.е. сигнал инициирования может формироваться случайно или происходить по расписанию, имеющемуся в соответствующем UE). Кроме того, в одном таком варианте осуществления части электромагнитного спектра могут периодически сканироваться так, что например, устройство UE сначала сканирует нижнюю часть спектра, а затем, после паузы последовательно сканирует верхнюю часть спектра. Альтернативно сигнал инициирования может исходить из «посредника» (например, сотовой станции BS).
На шаге 606 инициированные устройства UE передают свою контекстную информацию в CPC-BS. Альтернативно, если контекстная информация не доступна, устройства UE передают в CPC-BS уведомление о недоступности запрошенной контекстной информации.
На шаге 608 станция CPC-BS выбирает одно или более устройств UE для выполнения конкретных задач. Полагается, что основное преимущество изобретения над решениями из уровня техники заключается в том, что выделенная станция CPC-BS обладает возможностью распределения задач среди различных устройств UE, находящихся в сети. Это особенно полезно в ситуациях, когда устройства UE используются для наблюдения разнородной гетерогенной среды связи, в то же время избегая необходимости того, что каждое UE сканирует весь диапазон (например, от 470 МГц до 5 ГГц) для всех типов систем. Соответственно, задачи наблюдения (например, наблюдение доступных точек доступа WLAN в диапазоне 2,4 ГГц и т.п.) может быть распределена среди набора соседних устройств UE для минимизации общей выходной мощности, затрачиваемой различными устройствами UE. Станция CPC-BS может, например, распределить задачи наблюдения так, что у одного пользователя (или малой подгруппы пользователей) может быть запрошено наблюдение параметров, связанных с сетями WLAN в диапазоне 2,4 ГГц, а у другого пользователя (или малой подгруппы пользователей) может быть запрошено наблюдение параметров сотовой системы в диапазоне 900 МГц. В дополнение или в качестве альтернативы наблюдения параметров, связанных с сетями WLAN, у устройств UE может быть запрошено сканирование наличия различных беспроводных систем, таких, как обсуждаемые ранее. Дополнительные задачи наблюдения могут включать оценку QoS (качества обслуживания), такую как частота пакетов с ошибками, вероятность потерь линии связи, уровни интерференции и т.п.
В вариантах осуществления, где зона покрытия содержит относительно большое количество пользователей, задачи наблюдения могут периодически приписываться подгруппам пользователей, участники которых меняются от одного события сканирования к другому событию сканирования. Такой подход к сканированию затем может быть организован таким образом, что конкретные UE запрашиваются настолько редко, насколько это возможно для действительного сканирования определенной полосы, дополнительно снижая общее время сканирования, минимизируя нагрузку обработки на отдельные устройства UE, при этом гарантируя доступность информации. Это противоположно подходу, описанному выше, с реализацией, в которой каждое устройство UE осуществляет весь набор задач наблюдения отдельно. Этот последний подход может быть затратным в терминах, среди прочего, энергопотребления и времени наблюдения, которые дорого ценятся в современных устройствах UE.
На шаге 610 различные UE выполняют назначенные им задания и полученная в результате наблюдения или собранная информация (или обработанные части или выводы на их основе) последовательно направляется в станцию CPC-BS. CPC-BS затем собирает и объединяет всю «зарегистрированную» информацию совместно с другой доступной контекстной информацией и формирует подходящий для хранения в самой CPC-BS блок информации.
На шаге 612 CPC-BS передает информацию, содержащуюся в этом блоке информации одному или группе пользователей в зоне покрытия станции CPC-BS. В одном варианте осуществления эта широковещательная передача циклически повторяется так, что новые пользователи, входящие в зону покрытия станции CPC-BS могут легко получить эту информацию. Кадр CPC, содержащий предоставляемую контекстную информацию, также будет в определенных реализациях использовать так называемую «переключающую» преамбулу. Эта переключающая преамбула особенно полезна в ситуациях, когда широковещательная информация циклически повторяется для обслуживаемых пользователей, которые уже декодировали контекстную информацию, находящуюся в циклически повторяемых кадрах CPC. Таким образом, существующие пользователи в зоне покрытия, которые уже декодировали переданные кадры CPC, нуждаются только в просмотре преамбулы для определения необходимости декодирования всего кадра CPC. Благодаря начальной проверке преамбулы перед декодированием кадра CPC существующие пользователи избегают необходимости напрасной траты ресурсов обработки их UE для декодирования входящего кадра CPC, который содержит избыточную контекстную информацию. Преамбула кадра CPC будет «переключать» (т.е. изменять) то, что в зоне покрытия стала доступна новая контекстная информация. В этот момент существующие устройства UE теперь будут знать о необходимости декодирования входящего кадра CPC для получения вновь переданной контекстной информации.
На шаге 614 станция CPC-BS оценивает необходимость обновления контекстной информации и либо продолжает циклически передавать контекстную информацию в свою зону покрытия на шаге 612, либо перезапускает способ на фиг.6 с шага 602.
Далее со ссылкой на фиг.7 описывается способ 700, подобный тому, который выше описан со ссылкой на фиг.6, в условиях, когда конкретной информации обо всех устройствах UE в зоне покрытия CPC-BS не требуется. Более конкретно, способ по фиг.7 полезен в ситуации, в которой CPC-BS имеет частичную информацию об обслуживаемых пользователях. Частичная информация содержит, без ограничения: (1) частичную информацию о возможностях конфигурации аппаратного обеспечения UE для каждого целевого устройства UE (т.е. может ли UE сканировать вся интересующую полосу? Может ли UE сканировать системы 3GPP? Может ли оно сканировать системы IEEE 802.11х? Может ли UE сканировать системы IEEE 802.16? Может ли UE сканировать системы и поддерживать линии связи одновременно? И т.п.); (2) точную информацию о подмножестве пользователей и нулевую или частичную информацию о возможностях конфигурации аппаратного обеспечения другого подмножества пользователей; и (3) частичную информацию в смысле того, что сеть (точно) не знает, как много времени конкретное устройство UE может потратить на сканирование вследствие происходящего обмена данным и т.п. Хотя для станции CPC-BS желательно иметь конкретную информацию об устройствах UE/MD, пользующихся ее обслуживанием, очевидно, что часто для CPC-BS может быть затруднительно по различным техническим причинам автоматически детектировать и отслеживать возможности всех устройств UE, которые эффективно используют широковещательное CPC обслуживание, предлагаемое станцией CPC-BS.
На шаге 702 станция CPC-BS подает вызов контекстной информации для всех пользователей (известных или неизвестных для CPC-BS) путем широковещательной передачи. В одном примере варианта осуществления CPC-BS может включить этот вызов контекстной информации в кадр CPC.
На шаге 704 различные устройства UE, которые приняли этот вызов (например, вызов контекстной информации в кадре CPC), затем могут выбрать, предоставлять ли запрошенную контекстную информацию через линию связи (например, IP-линию связи с CPC-BS). Если одно или более устройств UE передает контекстную информацию, запрошенную станцией CPC-BS, CPC-BS затем объединяет принятую информацию в своей информационной базе данных. В примере варианта осуществления объединенная информация выбирается так, чтобы обеспечивать общий результат (т.е. путем устранения противоречащих информационных элементов и т.п.).
На шаге 706 CPC-BS определяет, нужно ли обновлять «уровень обслуживания» для отдельных устройств UE из числа тех, которые передали запрошенную контекстную информацию. Это определение, выполняемое станцией CPC-BS, обеспечивает стимул для устройств UE, которые предоставляют информацию, путем разрешения им присоединиться к привилегированной группе пользователей, которая содержит, например, более детальную контекстную информацию в интересующих их областях. Один пример стимулирования побуждает устройства UE «регистрировать» их присутствие в станции CPC-BS. Такая реализация развертывается в одном варианте путем широковещательной передачи части широковещательного кадра CPC без шифрования, тем самым делая возможным доступ для любого, обладающего возможностями приема кадра CPC. Однако вторая часть широковещательного кадра CPC зашифрована с ключом, необходимым для прочтения (расшифровки) контекстной информации. Также могут быть использованы другие частные схемы без шифрования.
Кроме того, также могут быть включены различные вторичные зашифрованные или защищенные поля, причем каждое поле или подгруппа полей требует, например, уникальный ключ. Такая реализация может, таким образом, использоваться для формирования разных типов или уровней обслуживания, таких как, например, «золотой», «серебряный» и «бронзовый» уровень обслуживания. Изменяющиеся уровни обслуживания содержат контекстную информацию, которая более или менее детализирована или насыщенна, более или менее недавняя, более или менее часто передаваемая, более или менее надежная и т.п.
Еще одни дополнительный вариант схемы вышеупомянутых дифференцированных уровней обслуживания использует обновление типа обслуживания, назначенного пользователю (например, на ограниченное время), если он предоставляет контекстную информацию в ответ на «вызов контекста», переданный станцией CPC-BS. Соответственно, такой подход, который содержит аспект временной зависимости, должен позволять варианты осуществления, в которых ключи шифрования для различных уровней обслуживания могут циклически меняться или сдвигаться. На основе определения, сделанного на шаге 706, CPC-BS передает различные ключи шифрования (такие как DES (3DES) и т.п.) пользователям в зоне покрытия станции CPC-BS.
На шаге 708 CPC-BS собирает и обновляет доступную контекстную информацию, которую она приняла из устройств UE или получила иным образом из различных сетевых ресурсов. Этот последний случай может включать, например, различные измерения, выполненные самой станцией CPC-BS, третьей стороной или различными измерительными модулями, развернутыми станцией CPC-BS или оператором сети.
На шаге 710 CPC-BS по выбору передает запрос регистрации UE. Как указывалось ранее, в примере варианта осуществления регистрация UE может быть поощрена путем предложения повышенного уровня обслуживания на период времени (ограниченной длительности или неограниченной), тем самым способствуя возможности станции CPC-BS более эффективно распределять задачи и/или контекстную информацию среди разных устройств UE в зоне покрытия станции CPC-BS.
На шаге 712 CPC-BS оценивает необходимость обновления контекстной информации и либо продолжает циклически передавать контекстную информацию в своей зоне покрытия на шаге 408 или перезапускает процесс по способу на фиг.7 на шаге 702.
Кроме того, поскольку для станции CPC-BS, использующей способы, ранее описанные со ссылкой на фиг.6 и/или фиг.7, доступна информация, передача данных, содержащих контекстную информацию в UE, в заданной зоне покрытия может быть оптимизирована таким образом, чтобы обеспечить повышенную эффективность, а также улучшенный прием сигнала по сравнению с фоновым шумом или другими источниками электромагнитной интерференции (помех). Например, ссылаясь на фиг.8, станция CPC-BS 810 в соответствии с одним вариантом изобретения может быть выполнена таким образом, что покрытие оптимизировано для передачи целевым устройствам UE 820 при наличии других базовых станцией 830 макросоты. В одном варианте осуществления оптимизация покрытия реализуется путем использования подходящих техник формирования диаграмм направленности так, чтобы обеспечить, среди прочего, направленные передачи 840, 850 CPC. Такая реализация становится возможной вследствие наличия в CPC-BS информации, относящейся к различным пользователям в ее зоне покрытия. Например, если CPC-BS имеет конкретную информацию о различных пользователях ее контекстной информации CPC (включая их относительные географические положения), контактная информация CPC может быть направлена пользователям с использованием формирования диаграмм направленности или других способов, таких как выбор антенны, выбор мощности передачи и т.п., для того чтобы ограничить ее передачу только заданным географическим районом. Выбор антенны позволяет изменять излучаемый сигнал в виде функции от азимутального угла, в то время как мощность относится к диапазону. Следовательно, CPC-BS может «обращаться» к заданному сектору полярных координат относительно себя на основе выбора одного или обоих параметров.
Далее со ссылкой на фиг.9 показан и описан пример варианта осуществления, иллюстрирующий другое формирование диаграммы направленности в одном кадре CPC. В любом заданном кадре CPC, передаваемом в зоне покрытия станции CPC-BS 920, обычно устройство UE заинтересовано только в части передаваемого кадра CPC. Соответственно, CPC-BS может использовать информацию, которой она обладает, о ее зоне покрытия для обеспечения передачи каждого кадра CPC, например, максимально возможным энергетически эффективным образом. Например, в варианте осуществления, показанном на фиг.9, первая часть кадра CPC передается всем пользователям в зоне 940, 960 покрытия посредством ненаправленной широковещательной передачи или т.п. или посредством одной или более направленных передач CPC. Последующая часть передаваемого кадра CPC в 950 может быть адресована станцией CPC-BS ограниченному подмножеству пользователей 970 в зоне покрытия CPC-BS, например, пользователю, обслуживаемому станцией eNB 910.
Передача CPC по запросу
На фиг.10 показана концепция, предложенная для беспроводных сетей четвертого поколения, в который географические области 1000 разделены на набор отдельных «ячеек» 1010. Этот подход с ячейками описан, среди прочего, в публикации A Novel On-Demand Cognitive Pilot Channel Enabling Dynamic Spectrum Allocation; Perez-Romero, J.; Salient, O.; Agusti, R.; Giupponi, L., New Frontiers in Dynamic Spectrum Access Networks, 2007. DySPAN 2007. 2nd IEEE International Symposium on April 17-20th, 2007, pages: 46-54, все содержание которой включено здесь по ссылке. Дополнительное описание этого подхода с ячейками также описано в публикации Development of a Radio Enabler for Reconfiguration Management within the IEEE P1900.4 Working Group, Holland, O.; Muck, M.; Martigne, P.; Bourse, D.; Cordier, P.; Ben Jemaa, S.; Houze, P.; Grandblaise, D.; Klock, C.; Renk, Т.; Jianming Pan; Slanina, P.; Mobner, K.; Giupponi, L.; Romero, J.P.; Agusti, R.; Attar, A.; Aghvami, A.H.; New Frontiers in Dynamic Spectrum Access Networks, 2007. DySPAN 2007. 2nd IEEE International Symposium on April 17-20th, 2007, Page(s): 232-239, все содержание которой также включено здесь по ссылке. Однако каждая из вышеуказанных публикаций направлена только на случай, когда устройство UE запрашивает информацию CPC, и эта информация затем передается только: (1) для каждого UE отдельно (т.е. соединение точка-точка); или (2) становится доступной для всех пользователей посредством широковещательной передачи. Эти два подхода очевидно не оптимизированы для каждого случая использования.
Далее со ссылкой на фиг.11А показан и описан пример способа 1100 для обеспечения широковещательной передачи станции CPC-BS по запросу и связи точка-точка. На шаге 1102 одно или более устройств UE запрашивают контекстную информацию из CPC-BS.
На шаге 1104 станция CPC-BS определяет, передавать ли контекстную информацию широковещательно, многоадресно или одноадресно. В одном варианте осуществления это решение принимается для каждого передаваемого элемента контекстной информации. Такое решение принимается в отношении того, следует ли передавать заданный элемент контекстной информации по типу точка-точка (т.е. многоадресно, из одной точки во множество точек, или одноадресно), или его необходимо передать широковещательно всем пользователям. Например, в ситуации, когда отдельным пользователям нет нужды регистрироваться для получения контекстной информации, может быть наиболее предпочтительно широковещательно передать контекстную информацию. Однако, если только зарегистрированные пользователи имеют право принимать контекстную информацию, может быть более подходящей многоадресная передача контекстной информации. В примерах, когда контекстная информация может быть секретной (т.е. конфиденциальной), или когда контекстная информация необходима только одному пользователю, может быть наиболее удобен подход одноадресной/точка-точка (P2P, peer-to-peer) передачи. Кроме того, если контекстная информация CPC может быть объединена для географически сгруппированного подмножества пользователей, наиболее подходящим может быть подход широковещательной передачи в комбинации с техниками формирования диаграммы направленности для обеспечения наличия сигнала только в местоположении сгруппированного подмножества рассматриваемых пользователей. Кроме того, использование этого подхода обеспечивает возможность обслуживания другого подмножества пользователей, находящихся в другом местоположении, параллельно с другой контекстной информацией CPC, использующей подходящие техники формирования диаграмм направленности. Вследствие различных диаграмм направленности можно избежать взаимной информации среди переданной контекстной информации. Определение, выполненное на шаге 1104, также может учитывать уровень обслуживания, предусмотренный для отдельных пользователей (например, «золотой», «серебряный» уровни обслуживания, описанные ранее). После принятия решения о широковещательной, многоадресной или одноадресной передаче вся соответствующая передаваемая информация группируется или объединяется другим способом в общий набор элементов контекстной информации.
На шаге 1106 общий набор элементов контекстной информации передается через станцию CPC-BS. Эта передача происходит через широковещательную, многоадресную или одноадресную передачу CPC в зависимости от решения, принятого на шаге 1104. Таким образом, контекстная информация CPC-BS может быть передана всем пользователям в зоне покрытия или отдельной ячейке или подмножеству пользователей (включая одного пользователя) в зоне покрытия.
Далее со ссылкой на фиг.11В детально показывается и описывается пример способа 1110 по осуществлению широковещательной передачи CPC-BS и связи точка-точка по запросу, при которых устройствам UE больше нет необходимости осуществлять запрос контекстной информации. В этом контексте термин «по запросу» означает, что сторона инициировала необходимость или желательность передачи контекстной информации (например, в сети становится доступной беспроводная точка доступа); однако сторона, принимающая контекстную информацию (например, UE) не имеет необходимости осуществлять запрос для приема этой контекстной информации. Вместо этого станция CPC-BS будет периодически передавать контекстную информацию, не запрашиваемую приемниками контекстной информации. Периодичность этих передач в одном варианте осуществления может быть основана на времени (т.е. периодическая передача может происходить исключительно на основе соображений времени без необходимости в запросе из UE). Периодичность этих передач может быть, в альтернативном варианте осуществления, основана на количестве контекстной информации, доступной для передачи. Например, CPC-BS может передавать контекстную информацию сразу после того, как контекстная информация становится доступной, или, альтернативно, ожидать до достижения контекстной информацией порогового уровня.
На шаге 1112 станция CPC-BS определяет, передавать ли доступную контекстную информацию широковещательно, многоадресно или одноадресно, подобно ранее описанному шагу 1104. Кроме того, это на это определение, в некоторых случаях, влияет периодичность передачи контекстной информации. Например, определенные широковещательные передачи контекстной информации могут получать выгоду от установления периодичности на основе порогового количества передаваемой контекстной информации, в то время как одноадресная передача может происходить, как только появляется контекстная информация. Альтернативно определение может быть выполнено просто на основе таймера (т.е. таймер истекает и определение становится подобным вышеописанному по отношению к шагу 1104 на фиг 11А).
На шаге 1114 общий набор элементов контекстной информации передается через станцию CPC-BS. Эта передача происходит посредством широковещательной, многоадресной или одноадресной передачи CPC в зависимости от решения, принятого на шаге 1112. Таким образом, контекстная информация CPC-BS может быть передана всем пользователям в зоне покрытия или отдельной ячейке или подмножеству пользователей (включая одного пользователя) в зоне покрытия.
Далее со ссылкой на фиг.12 детально показывается и описывается пример осуществления широковещательной передачи CPC-BS и связи точка-точка по запросу, показанный и описанный по отношению к фиг.11А и 11В. В частности, способ 1200 на фиг.12 вводит период ожидания для того, чтобы, среди прочего, обеспечить более эффективное использование доступной ширины полосы частот при передаче контекстной информации.
На шаге 1202 одно или более устройств UE запрашивает контекстную информацию из CPC-BS.
На шаге 1204 станция CPC-BS принимает запрос контекстной информации и определяет, передавать ли контекстную информацию широковещательно, многоадресно или одноадресно. В примере варианта осуществления CPC-BS принимает решение для каждого передаваемого элемента контекстной информации, именно, следует ли передавать его на основе соединения точка-точка определенному пользователю (пользователям), или его необходимо передать широковещательно всем пользователям по способу, аналогичному описанному по отношению к шагу 1104 (фиг.11). Например, решение может быть принято на основе контракта на обслуживание, заключенного с каждым пользователем, т.е. позволено ли им принимать и/или декодировать «золотое», «серебряное» обслуживание и т.п. Вся передаваемая контекстная информация группируется и/или объединяется в общий набор элементов контекстной информации.
На шаге 1206 станция CPC-BS определяет, нужно ли запросить дополнительную контекстную информацию перед передачей. Другими словами, CPC-BS не реагирует сразу на каждый запрос предоставления контекста передачей данных CPC. CPC-BS скорее объединяет входящие запросы за период времени (или до определенного события) и затем передает запрошенную информацию сжатым образом в запрашивающее устройство (устройства) UE. Это полезно, например, когда множество близко расположенных устройств UE запрашивают контекстную информацию за период времени так, что одной передачи CPC-BS было бы достаточно для удовлетворения их запросов.
В одном варианте период ожидания или задержки определен заранее. В другом варианте период основан на количестве запросов, принятых в единицу времени (например, большее количество запросов UE в заданный период времени будет заставлять CPC-BS адаптивно укорачивать задержку). В еще одном варианте задержка определяется на основе, по меньшей мере частично, статистического анализа принятых запросов за заданный период времени. Например, в гипотетическом случае, когда в интервале времени в t секунд были одновременно приняты все N запросов, между этими запросами будет полная корреляция, указывающая на то, что допустима большая задержка (поскольку не будет запросов более старых, чем остальные). И наоборот, когда все запросы были приняты либо в самом начале, либо в самом конце интервала в t секунд, корреляция будет слабой (т.е. запрос UE, принятый в первой части интервала, будет иметь задержку примерно в t секунд по сравнению с принятым в конце интервала). Следовательно, мера этого распределения (например, σ или дисперсия) может быть использована при определении допустимой задержки.
На шаге 1208 CPC-BS передает контекстную информацию через широковещательную передачу и/или связь точка/точка станции CPC-BS в зависимости от решения, ранее принятого на шаге 1204. Соответственно, устройства UE, которые передали сходные или идентичные запросы CPC на контекстную информацию или имеющие другую общность, такую как нахождение в одном предписанном географическом местоположении, группируются (на основе контекста) станцией CPC-BS для последующей передачи сгруппированной контекстной информации. Следовательно, в зависимости от, например, количества перегруппированных пользователей «подробность» передаваемой информации покрытия динамически адаптируется. Например, когда перегруппировано относительно малое количество пользователей, включается контекстная информация, которая содержит только локально доступные технологии доступа по радиосвязи (RAT, Radio Access Technologies). Эти локально доступные RAT могут содержать среди других такие беспроводные протоколы, как Bluetooth, ZigBee™. Однако, если перегруппировано большое количество пользователей, тогда контекстная информация технологий RAT ближнего действия передается только в том случае, если в канале CPC имеется существенный остаток пропускной способности. Таким образом, контекстная информация, которая применима для наибольшей группы пользователей, будет иметь самый высокий приоритет с передачей последующей контекстной информации, если имеется избыточная пропускная способность. Аналогично, контекстной информации для систем широкого покрытия может быть отдан приоритет, а системы ближнего покрытия могут передаваться, если имеется избыточная пропускная способность.
На фиг. 13 и 14 показаны два (2) примера работы вышеописанных способов с упором на изменяющиеся уровни «подробности» информации покрытия. В некоторых ситуациях можно ожидать, что различные устройства UE будут передавать идентичные или сходные запросы CPC, как в примере со ссылкой на одинаковое географическое положение или другие общности, такие как возможности конфигурации аппаратного обеспечения (например, сходный тип UE, такой как iPad, iPhone, телефон только для голосовой связи и т.п.). Эти UE затем совместно группируются обслуживающей CPC-BS.
Например, на фиг.13 показан пример, в котором три (3) устройства UE 1310 находятся в относительно большой близости друг к другу в сотовой архитектуре, имеющей множество макросот BS 1330. Все эти UE запрашивают контекстную информацию из станции CPC-BS 1320. В результате их относительно большой географической близости друг к другу CPC-BS 1320 может использовать эту информацию при обслуживании этих UE. Таким образом, контекстная информация, передаваемая станцией CPC-BS 1320, необходима только в относительно ограниченной географической области. Соответственно, для этой зоны покрытия может быть передана относительно подробная специфическая информация без необходимости слишком большой ширины полосы частот передачи для CPC, поскольку предусматривается общность среди обслуживаемых UE. Таким образом, CPC-BS может, например, передавать информацию покрытия для локально доступных технологий доступа по радиосвязи (RAT), которая иначе становится слишком затратной или потребляющей слишком большую ширину полосы частот для группирования с более широким географическим распределением устройств UE. Например, CPC-BS может передавать информацию о пикосетях Bluetooth™ или других беспроводных протоколах малого диапазона, таких как ZigBee и т.п. Однако, если количество пользователей в группе CPC-BS превышает заданный порог, то подробная специфическая информация, такая как информация о протоколах связи короткого диапазона, будет предоставляться или приоритезироваться в том случае, если в канале CPC осталась пропускная способность.
На фиг.14 показаны три (3) устройства UE 1410, которые требуют контекстную информацию на большей географической территории по сравнению с примером, описанным выше со ссылкой на фиг.13. Поскольку каждое из этих устройств UE больше не находится в географических положениях, когда имеется общность среди технологий RAT, доступных для каждого из устройств, передача всех доступных RAT в эти устройства может потребовать большой величины пропускной способности, потенциально перегружающей канал CPC. Соответственно, передача всех доступных систем может потребовать независимой связи этих доступных технологий RAT ближнего действия с каждым из устройств UE в группе, показанной на фиг.14.
Преодоление проблемы, показанной на фиг.14, может быть осуществлено любым количеством различных способов. Один такой способ по обработке широкого географического распределения устройств заключается в ограничении количества передаваемой контекстной информации ближнего диапазона с целью сохранения пропускной способности CPC. Это может быть выполнено, например, путем дискриминации на основе классов пользователей или абонентских статусов (например, «золотой», «серебряный» и т.п.) как это ранее описано. Например, более подробная специфическая контекстная информация (такая информация, как относящаяся к RAT ближнего диапазона) может быть передана только членам «золотого» уровня после того, как пропускная способность CPC стала существенно перегруженной. В еще одном примере тип контекстной информации может быть приоретизирован так, что контекстная информация с низким приоритетом (например, информация о RAT ближнего диапазона) может быть исключена в пользу контекстной информации высокого приоритета вновь на основе, например, доступной пропускной способности CPC. Кроме того, используемая схема приоритетов может быть динамической по природе, поскольку приоритеты для типов контекстной информации могут зависеть от пользователя и/или ситуации. Например, один пользователь UE может приоритезировать тип контекстной информации, которую он принимает, по другому, чем другие пользователи. Таким образом, содержание контекстной информации, передаваемой через CPC, может меняться на динамической основе в зависимости от необходимостей обслуживаемых устройств UE. Это динамическое изменение также может быть основано на рабочем сценарии пользователя; например, заданный пользователь может указать заданный набор предпочтений для одного случая работы (например, «дома») и другой набор предпочтений для другого случая (например, «в офисе»). Станция CPC-BS затем может использовать информацию этих наборов предпочтений для регулирования доставки/группирования контекстной информации.
В качестве альтернативы или в дополнение к способам пользовательских классов или абонентских статусов, описанным выше, контекстная информация, переданная по каналу CPC, в отношении информации, касающейся конкретных типов контекстной информации (например, о RAT ближнего диапазона), может не передаваться так часто, как информация для других систем (подобных сотовым и др.) или другим типам обслуживания. Таким образом, время цикла (т.е. задержка между передачами) для контекстной информации возрастает для снижения нагрузки на пропускную способность CPC.
Распределенная передача канала CPC
Далее со ссылкой на фиг.15 детально иллюстрируется и описывается один пример варианта осуществления развертывания структуры распределенного CPC. Показанная структура CPC распределена в сотовой сети, содержащей множество базовых станций 1510 макросот. Архитектура распределенной CPC содержит ведущую станцию CPC-BS 1520 вместе с ведомой станцией CPC-BS 1530. Ведомая CPC-BS может в примере реализации находиться частично в фемтосоте, которая располагается в относительно большой физической близости к пользовательскому UE 1540. Однако необходимо понимать, что это не является требованием, и ведомая CPC-BS при необходимости может по существу состоять из того же физического оборудования, что и ведущая CPC-BS.
Использование отношения ведущий-ведомый среди различных CPC-BS преимущественно обеспечивает возможность реализации иерархического подхода к распределению CPC (т.е. различные несовпадающие CPC широковещательно передаются через разные CPC-BS на основе, например, уровня приоритета передаваемой контекстной информации). По различным причинам ведущая CPC-BS 1520 и ведомая CPC-BS 1530 предпочтительно развертываются одним оператором, среди прочего, для упрощения координации распределенной контекстной информации среди двух (2) станций CPC-BS. Это также полезно в ситуациях, когда контекстная информация из ведомой CPC-BS противоречит контекстной информации из ведущей станции. В таких ситуациях контекстная информация ведущей CPC-BS должна иметь приоритет. Однако очевидно, что развертывание двух устройств 1520, 1530 может быть выполнено различными и несвязанными сторонами. Например, ведущая CPC-BS может быть выполнена с возможностью широковещательно передавать данные, относящиеся к ее контекстной информации, а ведомая CPC-BS лишь пассивно принимает данные и использует их при возможности или когда они выглядят подходящими. Также могут быть использованы обратные отношения; ведомые станции CPC-BS широковещательно передают их контекстные данные, а ведущая станция пассивно использует их. Специалистом в данной области техники также могут быть определены другие схемы на основании настоящего описания.
Возвращаясь обратно к предыдущему примеру уведомления о технологии RAT (т.е. контекстная информация содержит доступность RAT как дальнего диапазона, так и ближнего диапазона), передача контекстной информации пользовательскому UE 1540 может быть распределена между ведущей CPC-BS и ведомой CPC-BS. Поскольку ведомая CPC-BS в обычном сценарии обладает только весьма ограниченной зоной покрытия, желательно распределять более подробную контекстную информацию (такую как доступность RAT ближнего диапазона) через ведомые CPC-BS, оставляя передачу контекстной информации более высокого уровня ведущей CPC-BS.
Бизнес-способы и правила
Очевидно, что предыдущие сетевые устройства и способы легко могут быть адаптированы к различным бизнес-моделям. Например, в одной такой модели развертывание сетевой архитектуры CPC-BS является независимым от оператора (например, посредством использования подхода к разворачиванию CPC третьей стороной). В одном варианте осуществления такого подхода поставщик обслуживания CPC финансируется поставщиками основного сетевого обслуживания на основе, например, типа информации, которая передается. Например, такой сценарий был бы особенно желателен для сетевых поставщиков сетевого обслуживания, если бы мог усовершенствовать работу их сетей, тем самым добавляя ценность для этих поставщиков сетевого обслуживания путем улучшения их абонентами восприятия сети и обслуживания, которое они обеспечивают. В одном варианте CPC передается из базовой станции, CPC сообщает получателю о возможных сервисах, которые сетевой оператор базовой станции дополнительно обеспечивает. Например, такой CPC может указывать на наличие рядом точки доступа WLAN сетевого оператора. Предполагается, что путем обеспечения простого доступа к другим ресурсам сетевого оператора абонент может легко перейти на вторичные системы для повышения пропускной способности сети, повышения эффективности и т.п.
В качестве альтернативы поставщик обслуживания CPC оплачивается непосредственно различными пользователями UE, которые желают увеличить возможности их устройств путем, например, регулярного получения контекстной информации о других технологиях RAT, доступных пользователю в любом заданном географическом положении пользователя.
В еще одной альтернативной реализации поставщик обслуживания CPC оплачивается различными независимыми бизнесами, которые желают улучшить впечатление от обслуживания, которое они предлагают, путем обеспечения выделенного обслуживания CPC. Например, возвращаясь к примеру больницы, описанному ранее, в котором CPC используется для регулирования излучаемой мощности устройств UE, находящихся в помещениях, или владелец здания театра или оперы, который желает обеспечить молчание мелодий вызова устройств UE их владельцев. Кроме того, могут быть реализованы комбинации вышеописанного, которые расширяют маркетинговые возможности поставщиков обслуживания CPC для повышения их дохода.
В еще одной такой модели поставщик обслуживания/оператор сети может продавать, передавать в лизинг, свободно передавать (т.е. без затрат, например, через стимулирующие программы) усовершенствованные устройства, включающие, например, фемтосоты и/или мобильные устройства или телефонные трубки/UE. Соответственно разрешенное пользовательское оборудование может принимать сообщения улучшенных пилотных каналов и/или более эффективно наблюдать за существующими пилотными каналами, тем самым повышая общее воспринимаемое качество пользовательского обслуживания. В одном таком варианте осуществления выделенные поднаборы пилотных каналов назначаются для устройств UE, обладающих функциональностью в соответствии с изобретением. Таким образом, пока современные устройства продолжают широко наблюдать все пилотные каналы (несмотря на неэффективность, как ранее указывалось), устройства, обладающие функциональностью в соответствии с изобретением, наблюдают только за поднабором разрешенных каналов, что значительно более эффективно (и значительно улучшает энергопотребление в UE, а также назначение ресурсов UE/сети).
Вышеуказанное сетевое устройство и способы также могут быть легко адаптированы для работы в соответствии с основной работой или алгоритмом или «машиной» бизнес-правил. Такая машина бизнес-правил может содержать, например, программные приложения (и/или программно-аппаратные или даже аппаратные аспекты) и реализуется в одном варианте осуществления как отдельный объект в базовой сети или альтернативно в существующих объектах в базовой сети или другом процессе управления сетью (NMP, network management process). Машина правил проявляется в эффекте наблюдающего процесса высокого уровня, которая помогает оператору сети (или другой заинтересованной стороне) в принятии рабочих решений или назначении ресурсов на основе важных критериев, таких как финансовые аспекты, улучшение пользовательского обслуживания и т.п.
В одном варианте осуществления машина правил выполнена с возможностью учета соображений дохода и/или прибыли, связанных с предоставлением ресурсов одному или более пользователей. Соответственно, пример машины правил может модифицировать поведение пилотного канала системы для поддержки большей базы пользователей (например, передавая относительно простые, но множественные пилотные сообщения) или, альтернативно, более широкий диапазон услуг (например, более сложные сообщения пилотных каналов, имеющих больший или усложненный диапазон функциональных возможностей).
Например, оценка назначения пилотных каналов может содержать анализ возрастания затрат, дохода и/или прибыли, связанных с разнообразными отличающимися возможностями назначения. В некоторых случаях поставщик сети может определять, что запросы новых услуг относительно нечасты и, тем самым, пилотные каналы менее важны. В других случаях поставщик сети может определять, что новые пользователи и услуги часто входят и выходят из соты (например, в случае, когда компьютер или пассажир находятся в поезде, который пересекает заданную соту множество раз в день и перемещает многочисленных разных пользователей в коротком интервале времени), тем самым требуя назначения больших ресурсов пилотных каналов. Эти «правила» могут быть наложены, на пример, во время запроса ресурсов и затем сохраняться в течение периода времени (или до события запускающего переоценку), или, альтернативно, в соответствии с периодической или плановой моделью (например, во время определенных часов дня, дней в неделе, праздников и т.п.).
В другом варианте осуществления определенные типы контекстной информации могут быть ограничены или быть полезны для бизнеса и/или способов расчета (например, «золотой», «серебряный», «vip» и т.п.). Например, абонент, желающий платить больше денег, может быть заинтересован в улучшенном обслуживании. Премиальный абонент может получать «золотую» или «vip» контекстную информацию; в то время как менее премиальные пользователи могут получать «серебряную» контекстную информацию. Например, беспроводная точка доступа может быть предназначена для использования только «vip»-пользователями. Пользователи, которые не являются абонентами этих премиальных групп, не будут декодировать контекстную информацию.
В других вариантах осуществления пилотные каналы с распознаванием могут быть использованы для рекламирования возможных интересующих сервисов. Такая реклама может быть непосредственно прибыльна, например, как услуга на тарифной основе, или может быть косвенно прибыльна, например, привлекая покупателей в необходимую область, повышая воспринимаемую ценность трубки UE.
Специалистом в данной области техники могут быть реализованы множество других схем динамического назначения ресурсов.
Необходимо понимать, что хотя некоторые аспекты изобретения описаны в терминах конкретной последовательности шагов способа, эти описания являются лишь иллюстрациями более широких способов изобретения и могут быть модифицированы так, как это требуется конкретными приложениями. При определенных обстоятельствах некоторые шаги могут быть определены как необязательные или выборочные. Кроме того, некоторые шаги или функциональные средства могут быть добавлены в описанные варианты осуществления или порядок выполнения двух или более шагов может быть изменен. Все такие изменения рассматриваются как входящие в изобретение, описанное и заявленное в настоящей заявке.
Хотя вышеприведенное детальное описание показало, описало и отметило признаки новизны изобретения в приложении к различным вариантам осуществления, очевидно, что специалистом в данной области техники могут быть выполнены различные исключения, замены и изменения в форме и деталях показанного устройства или процесса без отступления от изобретения. Вышеприведенное описание является наилучшим представляемым в настоящее время способом осуществления изобретения. Это описание не предназначено для ограничения, а должно применяться для иллюстрации основных принципов изобретения. Объем изобретения должен определяться со ссылкой на формулу.
Изобретение относится к системам связи. В одном варианте осуществления раскрыта базовая станция с пилотным каналом с распознаванием (CPC-BS), которая обеспечивает технический результат в виде распределения контекстной информации для различных пользовательских и мобильных устройств эффективным образом. Пример CPC-BS также опционально обладает возможностью распределения задач наблюдения для внешних объектов и сбора результирующих данных по этим распределенным задачам для использования в будущих передачах CPC на основе, например, режима работы системы. Также раскрыто предоставление контекстной информации по запросу как посредством широковещательной передачи, так и по связи точка-точка с обслуживаемыми пользователями. Кроме того, также описано распределение контекстной информации посредством использования одной CPC-BS, отношений ведущий-ведомый между множеством CPC-BS, что обеспечивает распределенную архитектуру при передаче контекстной информации обслуживаемым пользователям. 7 з.п. ф-лы, 16 ил.
1. Базовая станция с контекстной адаптацией, выполненная с возможностью использования в беспроводной сети и содержащая
устройство обработки, соединенное с устройством хранения и с интерфейсом беспроводной сети, причем устройство хранения содержит, по меньшей мере, одну сохраненную в нем компьютерную программу, которая обеспечивает выполнение устройством обработки следующих шагов:
сохранение запросов из одного или более портативных устройств, причем запросы содержат запрос контекстной информации из базовой станции, при этом контекстная информация включает один или более экземпляров данных полезной нагрузки, которые могут быть использованы для передачи идентификационной информации, относящейся к одному или более аспектам беспроводной сети или классам абонентов;
определение необходимости передачи ответа на запрос контекстной информации; и
передачу ответа в соответствии с определенным типом сообщения в случае определения того, что ответ необходимо передать.
2. Базовая станция по п. 1, отличающаяся тем, что определенный тип сообщения выбран из группы, в которую входят: широковещательный тип, многоадресный тип и одноадресный тип.
3. Базовая станция по п. 1, отличающаяся тем, что определение необходимости передачи ответа включает определение географического положения одного или более запросов; и оценку необходимости контекстной информации на основе, по меньшей мере частично, географического положения.
4. Базовая станция по п. 1, отличающаяся тем, что определение необходимости передачи ответа включает определение режима работы сети.
5. Базовая станция по п. 4, отличающаяся тем, что режим работы выбран из группы, в которую входят: (i) первый режим, в котором базовая станция знает об обслуживаемых ей портативных устройствах; (ii) второй режим, в котором базовая станция не знает об обслуживаемых ей портативных устройствах; и (iii) третий режим, в котором базовая станция знает только о некоторых из обслуживаемых портативных устройств.
6. Базовая станция по п. 1, отличающаяся тем, что, по меньшей мере, одна компьютерная программа дополнительно обеспечивает:
прием первой контекстной информации из одного или более портативных 5 устройств;
определение необходимости обновления первой контекстной информации; и обеспечение передачи ответа, если необходимо обновление первой контекстной информации.
7. Базовая станция по п. 6, отличающаяся тем, что передача ответа включает 10 передачу только измененной или обновленной части контекстной информации.
8. Базовая станция по п. 7, отличающаяся тем, что беспроводная сеть содержит сотовую сеть, а измененную или обновленную часть контекстной информации передают посредством ресурса пилотного канала сотовой сети.
| US 2009186646 A1, 23.07.2009 | |||
| WO 2010026857 A1, 11.03.2010 | |||
| WO 2009148393 A1, 10.12.2009 | |||
| US 20100093340 А1, 15.04.2010 | |||
| US 20080020792 А1, 24.01.2008 | |||
| ПЛАНИРУЕМАЯ И АВТОНОМНАЯ ПЕРЕДАЧА И ПОДТВЕРЖДЕНИЕ ПРИЕМА | 2004 |
|
RU2368106C2 |
