ВЫБОР ДИАГРАММЫ НАПРАВЛЕННОСТИ
CHOICE OF BEAM PATTERN

Область техники
Настоящее изобретение в целом относится к области беспроводной связи, использующей формирование диаграммы направленности. В частности, оно относится к выбору одного из множества вариантов диаграммы направленности для использования в беспроводной связи.
Уровень техники
Формирование диаграммы направленности представляет собой известную методику в области беспроводной связи (например, радиосвязи). Оно может использоваться, например, для улучшения отношения сигнала к шуму (SNR) для линии связи посредством направления передаваемой энергии в благоприятном направлении или сбора принимаемой энергии с благоприятного направления. Упоминаемое здесь формирование диаграммы направленности концептуально может быть достигнуто с помощью любых подходящих известных или будущих методик, и подробности применения этих методик не будут прорабатываться дополнительно.
Одной иллюстративной областью применения, в которой формирование диаграммы направленности может быть особенно выгодным, является связь в миллиметровом диапазоне (mmW), в которой апертуры антенн обычно малы. В некоторых сценариях успешная связь в миллиметровом диапазоне может даже полагаться на эффективное формирование диаграммы направленности для достижения приемлемых рабочих характеристик (например, достаточного бюджета линии связи). Например, это может быть следствием того, что затухание радиосигналов в свободном пространстве, связанное с высокими несущими частотами, используемыми для связи в миллиметровом диапазоне, выше, чем затухание радиосигналов в свободном пространстве для более низких несущих частот. С этой целью в типичных ситуациях связи в миллиметровом диапазоне может быть применено формирование лучей с острой направленностью (т.е., использование узконаправленных лучей - формирование диаграммы направленности с высоким разрешением - достигаемое, например, посредством антенной решетки, имеющей большое количество антенных элементов). Таким образом, в типичном применении связи в миллиметровом диапазоне могут быть возможны многие разные конфигурации формирования диаграммы направленности, но только одна (или несколько) обеспечивает эффективную связь.
При большом количестве антенных элементов и высоком разрешении формирования диаграммы направленности обычно очень сложно определить оптимальное (или даже достаточно хорошее) направление луча. Доступны различные методики для решения этой проблемы.
Например, документ WO 2013/086164 A1 раскрывает иллюстративный способ сбора лучей миллиметровых волн.
Один пример методики для определения направления луча представляет собой сканирование лучей, в котором сигнал (например, сигнал маяка, такой как пилотный сигнал или синхросигнал) передается последовательно в разных направлениях (соответствующих применимым возможностям формирования диаграммы направленности), и линия связи может быть установлена на основе того, каким образом сигнал в разных случаях передачи принимается в предполагаемом устройстве приема.
Одна проблема со сканированием лучей состоит в том, что может потребоваться много времени для поиска оптимального (или даже достаточно хорошего) направления луча, особенно при большом количестве возможных направлений луча. Это может, в свою очередь, привести к тому, что доля времени, распределенного для начального поиска применимого направления луча, может быть нежелательно большой.
Таким образом, имеется потребность в способах и устройствах для эффективного выбора варианта диаграммы направленности среди множества вариантов диаграммы направленности.
Сущность изобретения
Следует подчеркнуть, что термин "содержит/содержащий", используемый в этом описании, определяет наличие указанных признаков, чисел, этапов или компонентов, но не препятствует наличию или добавлению одних или нескольких других признаков, чисел, этапов, компонентов или их групп.
Следует отметить, что представленные здесь проблемы и решения в целом не ограничиваются применениями связи в миллиметровом диапазоне. Напротив, варианты осуществления могут быть одинаково применимы в других ситуациях связи, в которых используется формирование диаграммы направленности.
Задача некоторых вариантов осуществления состоит в том, чтобы устранить по меньшей мере некоторые упомянутые выше недостатки и обеспечить способы и устройства для эффективного выбора варианта диаграммы направленности среди множества вариантов диаграммы направленности.
В соответствии с первым аспектом это достигается посредством способа узла доступа беспроводной связи, выполненного с возможностью устанавливать линию беспроводной связи c устройством беспроводной связи посредством передачи на основе сформированной диаграммы направленности с использованием варианта диаграммы направленности, выбранного из множества вариантов диаграммы направленности, каждый из которых соответствует направлению, исходящему от узла доступа беспроводной связи.
Способ содержит одновременную передачу двух или более сигналов маяка, имеющих разное соответствующее предварительно определенное содержание, причем каждый сигнал маяка передается с использованием соответствующего одного из множества вариантов диаграммы направленности, и причем предварительно определенное содержание каждого сигнала маяка связано с направлением, соответствующим соответственному варианту диаграммы направленности.
Способ также содержит прием отчета о считывании маяка от устройства беспроводной связи, причем отчет о считывании маяка является показателем качества приема в устройстве беспроводной связи упомянутых двух или более сигналов маяка, и выбор варианта диаграммы направленности для установления линии беспроводной связи на основе принятого отчета о считывании маяка.
В соответствии с некоторыми вариантами осуществления способ может быть особенно подходящим для использования в связи в миллиметровом диапазоне. Связь в миллиметровом диапазоне, например, может быть определена как беспроводная связь с использованием несущих частот выше порога связи в миллиметровом диапазоне. Порог связи в миллиметровом диапазоне обычно может иметь значение в диапазоне 1-1000 ГГц, в диапазоне 10-100 ГГц или в диапазоне 30-300 ГГц. Например, порог связи в миллиметровом диапазоне может иметь значение, равное 10, 28, 30, 60, 100, 300 или 1000 ГГц. Не исключено использование других (например, более высоких или более низких) частот как подходящих для определения порога связи в миллиметровом диапазоне.
Узел доступа может представлять собой, например, сетевой узел (такой как базовая станция или транзитный узел) для системы сотовой связи или узел доступа для связи беспроводной локальной сети (WLAN) (например, в соответствии с любым подходящим стандартом IEEE 802.11).
Узел доступа в некоторых вариантах осуществления может содержать антенную решетку и соответствующий блок формирования диаграммы направленности, вместе выполненные с возможностью обеспечивать множество вариантов диаграммы направленности.
Сигнал маяка в соответствии с некоторыми вариантами осуществления может быть определен как сигнал с предварительно определенным содержанием, подходящим для использования для процессов обнаружения и/или идентификации. В этом контексте обнаружение и/или идентификация обычно могут относиться к обнаружению и/или идентификации подходящего варианта диаграммы направленности.
В некоторых вариантах осуществления одновременная передача двух или более сигналов маяка содержит одновременную передачу двух или более сигналов маяка в одной и той же полосе частот. Например, два или более сигналов маяка могут частично или полностью накладываться в частотной области.
Одновременная передача двух или более сигналов маяка с использованием соответствующего множества вариантов диаграммы направленности в соответствии с некоторыми вариантами осуществления может содержать один из следующих вариантов:
- одновременную передачу сигналов маяка с использованием всех вариантов диаграммы направленности во множестве вариантов диаграммы направленности, и
- одновременную передачу сигналов маяка с использованием подмножества вариантов диаграммы направленности во множестве вариантов диаграммы направленности, причем подмножество содержит более одного варианта диаграммы направленности. Например, каждое подмножество может содержать M/N вариантов диаграммы направленности, где M - количество вариантов диаграммы направленности во множестве вариантов диаграммы направленности, и N меньше M. N может являться целым числом в соответствии с некоторыми вариантами осуществления. В некоторых вариантах осуществления M равно целому числу, умноженному на N.
В вариантах осуществления, в которых применяется одновременная передача сигналов маяка с использованием подмножества вариантов диаграммы направленности, способ может дополнительно содержать изменение подмножества в течение времени. Например, способ может содержать такое изменение подмножества в течение времени, чтобы для передачи сигналов маяка в течение времени использовались все варианты диаграммы направленности во множестве вариантов диаграммы направленности. Различные подмножества могут быть не пересекающимися в соответствии с некоторыми вариантами осуществления.
В некоторых вариантах осуществления способ первого аспекта может быть выполнен как часть процесса установления линии связи.
В соответствии с некоторыми вариантами осуществления способ может дополнительно содержать установление линии беспроводной связи с устройством беспроводной связи и использование выбранного варианта диаграммы направленности для беспроводной связи с устройством беспроводной связи по линии беспроводной связи.
Отчет о считывании маяка, например, может быть принят по каналу восходящей линии связи (например, по каналу произвольного доступа или другому подходящему каналу восходящей линии связи) системы сотовой связи или по каналу произвольного доступа любой другой подходящей системы беспроводной связи (например, системы WLAN). Отчет о считывании маяка может быть принят по каналу, который является частью той же самой системы связи, как и линия беспроводной связи, которая должна быть установлена с устройством беспроводной связи, или по каналу, который является частью другой системы связи.
В соответствии с некоторыми вариантами осуществления отчет о считывании маяка может содержать (в качестве показателя качества приема) один или более следующих элементов:
- для одного или более из упомянутых двух или более сигналов маяка, показатель относительно того, обнаружен ли или нет сигнал маяка устройством беспроводной связи,
- для одного или более из упомянутых двух или более сигналов маяка, интенсивность принятого сигнала маяка в устройстве беспроводной связи,
- настройку направления луча устройства беспроводной связи,
- индикатор оптимального направления, являющийся показателем направления, связанного с самым сильным принятым сигналом маяка, и
- индикатор оптимального направления, являющийся показателем интерполяции между двумя или более направлениями, связанным с соответствующими принятыми сигналами маяка.
При упоминании здесь об интенсивности принятого сигнала следует понимать, что в качестве альтернативы или дополнительно подобные метрики (например, отношение сигнала к шуму (SNR), отношение сигнала к помехе (SIR), отношение сигнала к шуму и помехе (SINR), принимаемая мощность опорного сигнала (RSRP), принимаемое качество опорного сигнала (RSRQ), индикатор интенсивности принимаемого сигнала (RSSI) и т.д.) могут быть применены таким же или аналогичным образом в соответствии с некоторыми вариантами осуществления.
Следует понимать, что даже если отчет о считывании маяка не содержит прямые показатели относительно всех из упомянутых двух или более переданных сигналов маяка, он по-прежнему является показателем качества приема в устройстве беспроводной связи всех из упомянутых двух или более сигналов маяка в соответствии с некоторыми вариантами осуществления. Например, отсутствие прямого показателя может быть интерпретировано как косвенный показатель относительно плохого качества приема.
Выбор варианта диаграммы направленности для установления линии беспроводной связи на основе принятого отчета о считывании маяка, например, может содержать один или более следующих вариантов:
- случайный выбор варианта диаграммы направленности среди вариантов диаграммы направленности, соответствующих сигналам маяка, указанным как обнаруженные устройством беспроводной связи,
- выбор варианта диаграммы направленности, указанного как соответствующего самой высокой интенсивности принятого сигнала в устройстве беспроводной связи,
- случайный выбор варианта диаграммы направленности среди вариантов диаграммы направленности, указанных как соответствующих интенсивности принятого сигнала в устройстве беспроводной связи, которая превышает порог интенсивности сигнала, и
- выбор варианта диаграммы направленности, соответствующего оптимальному индикатору направления.
В некоторых вариантах осуществления соответствующее предварительно определенное содержание каждого сигнала маяка может содержать опорный сигнал, который является общим для всех из упомянутых двух или более сигналов маяка, и индикатор направления.
Индикатор направления, например, может содержать индикатор азимута и индикатор угла возвышения.
В некоторых вариантах осуществления индикатор азимута может являться действительным (синфазным) компонентом переданного символа, и индикатор угла возвышения может являться мнимым (квадратурным) компонентом переданного символа, или наоборот.
В некоторых вариантах осуществления, в которых опорный индикатор содержит последовательность битов или символов, индикатор азимута может содержать первое предварительно определенное количество битов или символов опорного индикатора, и индикатор угла возвышения может содержать второе предварительно определенное количество битов или символов опорного индикатора.
В соответствии с некоторыми вариантами осуществления соответствующее предварительно определенное содержание каждого сигнала маяка может содержать опорный индикатор направления, определяющий опорный вариант диаграммы направленности. Например, опорный индикатор направления также может служить в качестве пилотного сигнала системы. В некоторых вариантах осуществления опорный индикатор направления может содержать единственный (предварительно определенный) бит или символ или последовательность (предварительно определенных) битов или символов.
В некоторых вариантах осуществления соответствующее предварительно определенное содержание каждого сигнала маяка может обеспечивать расстояние между сигналами маяка, связанными с соседними направлениями, которое выше порога расстояния между сигналами.
В этих вариантах осуществления может быть желательно приблизиться к ортогональности между сигналами маяка, связанными с соседними направлениями.
В соответствии с некоторые из этих вариантов осуществления может быть обеспечено, чтобы расстояние между сигналами маяка, связанными с соседними направлениями, было больше, чем расстояние между сигналами маяка, связанными с не соседними направлениями.
В некоторых вариантах осуществления соответствующее предварительно определенное содержание каждого сигнала маяка может обеспечивать расстояние между сигналами маяка, связанными с соседними направлениями, которое меньше, чем расстояние между сигналами маяка, связанными с не соседними направлениями.
Это может быть достигнуто, например, посредством использования подхода с кодированием Грея (или любого подобного ориентированного на близость подхода) для сигналов маяка. Если обеспечен опорный индикатор направления, может быть применено дифференциальное кодирование Грея (или подобное) относительно опорного индикатора направления.
В соответствии с некоторыми вариантами осуществления, имеющими ориентированный на близость подход, сигналы маяка могут быть построены как:
- последовательность битов, передаваемых последовательно по радиоинтерфейсу (т.е. расстояние между сигналами во временной области),
- множество битов, закодированных по диапазонам разрешения по частоте посредством ортогонального мультиплексирования с частотным разделением (OFDM) (т.е. расстояние между сигналами в частотной области),
- один или несколько символов более высокого порядка (например, в соответствии с квадратурной амплитудной манипуляцией (QAM)) через многоуровневое кодирование (т.е. расстояние между сигналами в символьной области),
- показатели в других областях,
- один или более относящихся к направлению показателей фазы или
- комбинация двух или более из упомянутых выше примеров.
Расстояние между сигналами может быть определено в терминах любой подходящей известной или будущей метрики. Например, расстояние между сигналами может быть задано в терминах расстояния Хэмминга или евклидова расстояния.
Второй аспект представляет собой компьютерный программный продукт, содержащий компьютерно-читаемый носитель, содержащий в себе компьютерную программу, содержащую программные команды, компьютерная программа является загружаемой в блок обработки данных и выполнена с возможностью предписывать блоку обработки данных исполнять этапы способа в соответствии с первым аспектом, когда компьютерная программа выполняется посредством блока обработки данных.
Третий аспект представляет собой способ устройства беспроводной связи, выполненного с возможностью осуществлять связь с узлом доступа беспроводной связи по линии беспроводной связи, установленной на основе передачи на основе сформированной диаграммы направленности с использованием варианта диаграммы направленности, выбранного из множества вариантов диаграммы направленности, каждый из которых соответствует направлению, исходящему от узла доступа беспроводной связи.
Способ содержит прием по меньшей мере одного из двух или более сигналов маяка, имеющих разное соответствующее предварительно определенное содержание, причем два или более сигналов маяка одновременно передаются узлом доступа беспроводной связи, каждый сигнал маяка передается с использованием соответствующего одного из множества вариантов диаграммы направленности, и предварительно определенное содержание каждого сигнала маяка связано с направлением, соответствующим соответственному варианту диаграммы направленности.
Способ также содержит передачу отчета о считывании маяка узлу доступа беспроводной связи, причем отчет о считывании маяка является показателем качества приема в устройстве беспроводной связи упомянутых двух или более сигналов маяка.
В некоторых вариантах осуществления способ может дополнительно содержать формирование отчета о считывании маяка на основе принятого по меньшей мере одного из упомянутых двух или более сигналов маяка. Формирование отчета маяка, например, может содержать один или более вариантов:
- обнаружение принятого по меньшей мере одного из упомянутых двух или более сигналов маяка,
- выполнение измерений над принятым по меньшей мере одним из упомянутых двух или более сигналов маяка (например, измерение одной или более метрик, относящихся к принятому по меньшей мере одному из упомянутых двух или более сигналов маяка), и
- вычисление одной или более дополнительных метрик, относящихся к принятому по меньшей мере одному из упомянутых двух или более сигналов маяка.
В некоторых вариантах осуществления третий аспект может дополнительно иметь признаки, идентичные или соответствующие любому из различных признаков, описанных выше для первого аспекта.
Четвертый аспект представляет собой компьютерный программный продукт, содержащий компьютерно-читаемый носитель, содержащий в себе компьютерную программу, содержащую программные команды, компьютерная программа является загружаемой в блок обработки данных и выполнена с возможностью предписывать блоку обработки данных исполнять этапы способа в соответствии с третьим аспектом, когда компьютерная программа выполняется посредством блока обработки данных.
Пятый аспект представляет собой компоновку для узла доступа беспроводной связи, выполненного с возможностью устанавливать линию беспроводной связи с устройством беспроводной связи посредством передачи на основе сформированной диаграммы направленности с использованием варианта диаграммы направленности, выбранного из множества вариантов диаграммы направленности, каждый из которых соответствует направлению, исходящему от узла доступа беспроводной связи. Узел доступа беспроводной связи содержит антенную решетку и блок формирования диаграммы направленности для реализации передачи на основе сформированной диаграммы направленности, и компоновка содержит передатчик, приемник и контроллер.
Контроллер выполнен с возможностью предписывать передатчику одновременно передавать два или более сигналов маяка, имеющих разное соответствующее предварительно определенное содержание, причем каждый сигнал маяка передается с использованием соответствующего одного из множества вариантов диаграммы направленности и причем предварительно определенное содержание каждого сигнала маяка связано с направлением, соответствующим соответственному варианту диаграммы направленности.
Контроллер также выполнен с возможностью предписывать приемнику принимать отчет о считывании маяка от устройства беспроводной связи, причем отчет о считывании маяка является показателем качества приема в устройстве беспроводной связи упомянутых двух или более сигналов маяка.
Контроллер дополнительно выполнен с возможностью выбирать вариант диаграммы направленности для установления линии беспроводной связи на основе принятого отчета о считывании маяка.
Блок формирования диаграммы направленности, например, может представлять собой блок регулировки фазы или блок предварительного кодирования.
В некоторых вариантах осуществления контроллер может быть дополнительно выполнен с возможностью предписывать узлу доступа беспроводной связи устанавливать линию беспроводной связи с устройством беспроводной связи. Контроллер также может быть дополнительно выполнен с возможностью использовать выбранный вариант диаграммы направленности для беспроводной связи с устройством беспроводной связи по линии беспроводной связи.
В соответствии с некоторыми вариантами осуществления компоновка может дополнительно содержать блок формирования диаграммы направленности.
В некоторых вариантах осуществления пятый аспект может дополнительно иметь признаки, идентичные или соответствующие любому из различных признаков, описанных выше для первого аспекта.
Шестой аспект представляет собой узел доступа беспроводной связи, содержащий компоновку в соответствии с пятым аспектом.
Седьмой аспект представляет собой компоновку для устройства беспроводной связи, выполненного с возможностью осуществлять связь с узлом доступа беспроводной связи по линии беспроводной связи, установленной на основе передачи на основе сформированной диаграммы направленности с использованием варианта диаграммы направленности, выбранного из множества вариантов диаграммы направленности, каждый из которых соответствует направлению, исходящему от узла доступа беспроводной связи. Компоновка содержит передатчик, приемник и контроллер.
Контроллер выполнен с возможностью предписывать приемнику принимать по меньшей мере один из двух или более сигналов маяка, имеющих разное соответствующее предварительно определенное содержание, причем два или более сигналов маяка одновременно передаются узлом доступа беспроводной связи, каждый сигнал маяка передается с использованием соответствующего одного из множества вариантов диаграммы направленности, и предварительно определенное содержание каждого сигнала маяка связано с направлением, соответствующим соответственному варианту диаграммы направленности.
Контроллер также выполнен с возможностью предписывать передатчику передавать отчет о считывании маяка узлу доступа беспроводной связи, причем отчет о считывании маяка является показателем качества приема в устройстве беспроводной связи упомянутых двух или более сигналов маяка.
В соответствии с некоторыми вариантами осуществления контроллер может быть дополнительно выполнен с возможностью формировать отчет о считывании маяка на основе принятого по меньшей мере одного из упомянутых двух или более сигналов маяка.
В некоторых вариантах осуществления седьмой аспект может дополнительно иметь признаки, идентичные или соответствующие любому из различных признаков, описанных выше для третьего аспекта.
Восьмой аспект представляет собой устройство беспроводной связи, содержащее компоновку в соответствии с седьмым аспектом.
Преимущество некоторых вариантов осуществления состоит в том, что обеспечивается эффективный выбор варианта диаграммы направленности среди множества вариантов диаграммы направленности.
В соответствии с некоторыми вариантами осуществления среднее время, пока не будет сделан подходящий выбор формирования диаграммы направленности, снижено по сравнению с подходами предшествующего уровня техники.
Другое преимущество некоторых вариантов осуществления состоит в том, что может быть обеспечено более быстрое установление связи.
Еще одно преимущество некоторых вариантов осуществления состоит в том, что доля времени, необходимого для начального поиска применимого направления луча, может быть уменьшена.
Краткое описание чертежей
Дополнительные задачи, признаки и преимущества обозначатся на основе последующего подробного описания вариантов осуществления со ссылкой на прилагаемые чертежи.
Фиг. 1 - схематический чертеж, показывающий иллюстративный сценарий формирования диаграммы направленности в соответствии с некоторыми вариантами осуществления;
Фиг. 2 - комбинированная блок-схема последовательности операций и схема сигнализации, показывающая иллюстративные этапы способа и иллюстративную сигнализацию в соответствии с некоторыми вариантами осуществления;
Фиг. 3 - блок-схема, показывающая иллюстративную компоновку в соответствии с некоторыми вариантами осуществления;
Фиг. 4 - блок-схема, показывающая иллюстративную компоновку в соответствии с некоторыми вариантами осуществления; и
Фиг. 5 - схематический чертеж, показывающий иллюстративный компьютерно-читаемый носитель в соответствии с некоторыми вариантами осуществления.
Подробное описание
Фиг. 1 схематично показывает иллюстративный сценарий формирования диаграммы направленности в соответствии с некоторыми вариантами осуществления и может упоминаться в дальнейшем в иллюстративных целях. На фиг. 1 узел 100 доступа содержит антенную решетку 101, выполненную с возможностью передавать сигналы во множестве направлений (вариантов диаграммы направленности), которые проиллюстрированы лепестками 102, 103, 104, 105, 106, 107, 108 диаграммы направленности. Несколько устройств 110, 120, 130 присутствуют около узла 100 доступа.
Если линия связи должна быть установлена с устройством 110, наиболее выгодно можно использовать вариант диаграммы направленности, соответствующий проиллюстрированному лепестку 103, и если линия связи должна быть установлена с устройством 130, наиболее выгодно можно использовать вариант диаграммы направленности, соответствующий проиллюстрированному лепестку 107. Если линия связи должна быть установлена с устройством 120, одинаково выгодно можно использовать любой из вариантов диаграммы направленности, соответствующих проиллюстрированным лепесткам 104 и 105.
Далее будут описаны варианты осуществления, в которых обеспечивается эффективный выбор одного из множества вариантов диаграммы направленности.
Выбранный вариант диаграммы направленности обычно предназначен для использования при установлении линии беспроводной связи между узлом доступа беспроводной связи и устройством беспроводной связи (в дальнейшем также называемых линией связи, узлом доступа и устройством соответственно).
Каждый вариант диаграммы направленности соответствует направлению, исходящему от узла доступа. Как правило, может быть желательно выбрать - для установления линии связи и осуществления связи через нее - вариант диаграммы направленности, который соответствует самому малому расстоянию (в географическом смысле или с использованием некоторого другого подходящего количественного показателя, например, сигнального пространства) между узлом доступа и устройством. В некоторых ситуациях (например, в сценариях с линией видимости (LOS)), может быть желательно выбрать вариант диаграммы направленности, соответствующий направлению, которое является самым близким к направлению к устройству. В некоторых ситуациях (например, в сценариях без линии видимости) предпочтительный вариант диаграммы направленности может соответствовать направлению, полученному из отражения по направлению к устройству.
Для эффективного выбора варианта диаграммы направленности узел доступа одновременно передает два или более сигнала маяка c использованием соответствующего одного из множества вариантов диаграммы направленности. Каждый сигнал маяка имеет соответствующее предварительно определенное содержание, которое отличается от содержания любого другого сигнала маяка. Предварительно определенное содержание каждого сигнала маяка связано с направлением, соответствующим соответственному варианту диаграммы направленности. Каждый потенциальный вариант диаграммы направленности (и, соответственно, каждое потенциальное направление), таким образом, связан с уникальным сигналом маяка.
Возможность использовать одновременную передачу сигналов маяка для выбора диаграммы направленности обеспечивается посредством различающегося содержания, и такой подход приводит к более высокой эффективности процесса выбора, чем подход, в котором сигнал маяка передается последовательно с использованием разных вариантов диаграммы направленности.
Таким образом, описанные здесь варианты осуществления могут использоваться в ситуациях, в которых имеется много возможных вариантов диаграммы направленности в узле доступа, чтобы эффективно выбрать вариант диаграммы направленности, подходящий для связи с устройством в некотором местоположении (позиции). В некоторых примерах в процессе выбора отыскивается оптимальный вариант диаграммы направленности. В некоторых примерах в процессе выбора отыскивается достаточно хороший вариант диаграммы направленности. Для выбора могут использоваться разные метрики, например, интенсивность сигнала и/или качество сигнала.
Варианты осуществления могут являться особенно подходящими для использования при связи в миллиметровом диапазоне (или при других подходах беспроводной связи, использующих высокие частоты).
Связь в миллиметровом диапазоне, например, может быть определена как беспроводная связь с использованием несущих частот выше порога связи в миллиметровом диапазоне. Вследствие высоких частот, используемых при связи в миллиметровом диапазоне, сигнальный диапазон обычно уменьшается по сравнению с частотами, традиционно используемыми в беспроводной связи. Таким образом, формирование диаграммы направленности (с узконаправленными лучами и многими вариантами диаграммы направленности) обычно может потребоваться, чтобы достигнуть приемлемого сигнального диапазона для систем связи в миллиметровом диапазоне, и это приводит к проблеме эффективного выбора среди вариантов диаграммы направленности.
Связь в миллиметровом диапазоне, например, может применяться в сверхплотных сетях (UDN) и/или при использовании традиционных малых сот (пико-сот, фемто-сот).
Следует отметить, что применение к связи в миллиметровом диапазоне является лишь иллюстративным не имеющим ограничительного характера примером. Варианты осуществления могут быть одинаково применимы в любой ситуации, когда вариант диаграммы направленности должен быть выбран среди множества вариантов диаграммы направленности.
Во многих сценариях может требоваться формирование диаграммы направленности, чтобы достигнуть достаточно высокого отношения сигнала к шуму (SNR) для успешной связи в диапазонах частот, используемых для связи в миллиметровом диапазоне. Когда несколько (например, два или более) сигналы маяка передаются одновременно с использованием разных вариантов диаграммы направленности (соответствующих разным направлениям луча), доступная мощность передачи передающего узла доступа обычно может разделяться между разными сигналами маяка, и тем самым понижается отношение SNR, воспринимаемое конкретным приемником маяка по сравнению с тем, если бы вся доступная мощность передачи использовалась для передачи одного сигнала маяка. Даже при том, что это обычно может быть нежелательно для эффективной высокоскоростной связи, пониженное отношение SNR обычно может являться достаточным в целях обнаружения сигнала маяка и тем самым определять подходящий вариант диаграммы направленности (соответствующий подходящему направлению).
Варианты диаграммы направленности обычно обеспечивается через использование антенных решеток, содержащих множество антенных элементов. На высоких частотах антенные элементы обычно малы (приблизительно пропорциональны длине волны). Следовательно, антенная решетка для высокочастотной связи часто имеет разумный размер.
При типичном подходе можно индивидуально управлять сигналом каждого антенного элемента (или группы антенных элементов), посредством чего объединенный сигнал, испускаемый антенной решеткой, определяет созданный таким образом вариант диаграммы направленности.
Управление антенными элементами может соответствовать любому подходящему известному или будущему способу (например, аналоговая регулировка фазы или управление обработкой цифровых сигналов, такое как предварительное кодирование) и не будет прорабатываться дополнительно.
Кроме того, антенная решетка может быть воплощена в любой подходящей известной или будущей форме. Например, она может содержать множество антенных элементов, размещенных в матрице или в любой другой подходящей форме.
Устройство (предназначенное для связи с узлом доступа по линии связи, которая будет установлена с использованием выбранного варианта диаграммы направленности) обычно отслеживает передачу маяков от узла доступа. Если обнаружены один или более сигналов маяка, соответствующий отчет о считывании маяка передается узлу доступа, и узел доступа выбирает подходящий вариант диаграммы направленности на основе отчета о считывании маяка.
Отчет о считывании маяка может содержать одно физическое сообщение или несколько физических сообщений.
Отчет о считывании маяка может быть передан узлу доступа с использованием любого подходящего канала.
Отчет о считывании маяка может быть передан по существующей линии радиосвязи между устройством и узлом доступа или, если такая линия связи не существует, может быть передан в ресурсе произвольного доступа (например, с использованием технологии mmW).
Если ресурсы произвольного доступа используются для передачи отчета о считывании маяка, выбор ресурса произвольного доступа может указывать, к какому сигналу маяка (или к какому направлению) относится отчет о считывании маяка.
Один пример содержит использование канала восходящей линии связи (например, канал произвольного доступа или другой подходящий канал восходящей линии связи) системы сотовой связи (например, системы UMTS LTE - проекта долгосрочного развития универсального стандарта мобильной связи) или любой другой подходящей системы беспроводной связи (например, системы WLAN).
Канал, используемый для передачи отчета о считывании маяка, может представлять собой канал той же самой системы технологии радиодоступа, как и система, в соответствии с которой должна быть установлена линия связи, или может представлять собой канал системы другой технологии радиодоступа.
В некоторых вариантах осуществления отчет передается другому узлу доступа и принимается узлом доступа, который передал сигналы маяка через другой узел доступа.
В некоторых вариантах осуществления отчет о считывании маяка может быть передан устройством, даже если сигнал маяка не был обнаружен. Например, отчет о считывании маяка может передаваться в предварительно определенные моменты времени.
Отчет о считывании маяка является показателем качества приема сигнала маяка в устройстве. Показатель качества сигнала маяка может быть воплощен различным образом, например:
- показатель относительно всех обнаруженных сигналов маяка,
- показатель относительно обнаруженного сигнала маяка, имеющего наилучшую (самую высокую или самую низкую - в зависимости от метрики) метрику качества приема среди обнаруженных сигналов маяка, и
- показатель относительно обнаруженных сигналов маяка, имеющих метрику качества приема, которая удовлетворяет критерию отчетов (например, в зависимости от метрики, имеет значения больше или меньше порога метрики качества приема).
Метрика качества приема может содержать любую подходящую метрику, например, интенсивность одного или более принятых сигналов, отношение сигнал к шуму (SNR), отношение сигнала к помехе (SIR), отношение сигнала к помехе и шуму (SINR), принимаемую мощность опорного сигнала (RSRP), принимаемое качество опорного сигнала (RSRQ), индикатор интенсивности принимаемого сигнала (RSSI) и т.д.
Узел доступа использует информацию, указанную в отчете о считывании маяка для выбора варианта диаграммы направленности и использует выбранный вариант, чтобы установить линию связи и осуществлять связь с устройством.
Если отчет о считывании маяка указывает единственный обнаруженный сигнал маяка, соответствующий вариант диаграммы направленности обычно может быть выбран узлом доступа. Если отчет о считывании маяка указывает несколько обнаруженных сигналов маяка, узел доступа может использовать дополнительную информацию (например, значения метрик качества приема, также содержащиеся в отчете о считывании маяка), чтобы сделать выбор среди них.
Фиг. 2 является комбинированной блок-схемой последовательности операций и схемой сигнализации, показывающей иллюстративные этапы способа и иллюстративную сигнализацию узла 210 доступа (AN) и устройства 220 в соответствии с некоторыми вариантами осуществления. В некоторых вариантах осуществления пример фиг. 2 может быть объединен любым подходящим образом с другими примерами и вариантами осуществления этого раскрытия. Будут также сделаны не имеющие ограничительного характера иллюстративные ссылки на фиг. 1.
Пример фиг. 2 может быть применим к сценарию, в котором линия связи для осуществления связи должна быть установлена между узлом 210, 100 доступа и устройством 220, 110, 120, 130 посредством передачи на основе сформированной диаграммы направленности с использованием варианта диаграммы направленности, выбранного из множества вариантов диаграммы направленности (102, 103, 104, 105, 106, 107, 108), каждый из которых соответствует направлению, исходящему от узла 210, 100 доступа.
На этапе 211 узел доступа одновременно передает с использованием соответствующего варианта диаграммы направленности два или более сигналов маяка, имеющих разное соответствующее предварительно определенное содержание, связанное с направлением, соответствующим соответственному варианту диаграммы направленности. Эти два или более сигналов маяка проиллюстрированы посредством сигнализации 231.
Эти два или более сигналов маяка, переданные одновременно на этапе 211, могут содержать все варианты диаграммы направленности во множестве вариантов диаграммы направленности или их подмножество. Например, узел доступа может выбирать между N разными подмножествами N (N>1) на этапе 211, чтобы покрыть все варианты диаграммы направленности в течение времени. По меньшей мере одно из подмножеств содержит два или более сигналов маяка.
В типичном примере каждое подмножество содержит M/N вариантов диаграммы направленности, где M - количество вариантов диаграммы направленности во множестве вариантов диаграммы направленности, N (1<N<M) - целое число, и M делится на N.
Каждый из этих двух или более сигналов маяка может быть или не быть обнаружен устройством (т.е. устройство может или не может принять все одновременно переданные сигналы маяка достаточно уверенно, чтобы отличить их от шума и помех). В типичном варианте осуществления устройство выполняет процедуру сканирования (например, тестирование разных гипотез относительно того, какой сигнал (сигналы) маяка присутствует в принятом сигнале), чтобы решить, обнаружен ли или нет один или более сигналов маяка. В некоторых вариантах осуществления устройство выполняет обнаружение сигнала маяка и затем сообщает результат узлу доступа без дополнительного сканирования.
Этап 221 иллюстрирует устройство, принимающее по меньшей мере один из переданных сигналов маяка. Этап 221 может содержать любые подходящие подэтапы, выполняемые устройством в связи, при приеме одного или более сигналов маяка, например, обнаружение, измерения, вычисления и т.д.
Устройство формирует отчет о считывании маяка на основе результатов (обнаружения, измерений, вычислений и т.д.) этапа 221. Отчет о считывании маяка представляет собой показатель качества приема в устройстве двух или более сигналов маяка.
Отчет о считывании маяка обычно содержит информацию относительно по меньшей мере одного из обнаруженных сигналов маяка. Например, он может содержать информацию относительно оптимального обнаруженного сигнала маяка (например, экстремальную - максимальную или минимальную, в зависимости от метрики - метрику качества приема) относительно группы из наиболее многообещающих обнаруженных сигналов маяка (например, метрику качества приема на конкретной - благоприятной - стороне относительно порога метрики качества приема) или относительно всех обнаруженных сигналов маяка (независимо от метрики качества приема).
Для каждого сигнала маяка из отчета о считывании маяка отчет о считывании маяка может содержать показатель того, что сигнал маяка обнаружен. Такой показатель может принимать форму идентификационной информации маяка.
Идентификационная информация маяка может быть идентична содержанию сигнала маяка, переданного узлом доступа, или может являться идентификационным представлением сигнала маяка, на которое отображен обнаруженный сигнал маяка. Такое идентификационное представление сигнала маяка обычно требует меньшего количества энергии для передачи на этапе 222. Оно может являться, например, быть более коротким представлением в цифровой области.
Для каждого сигнала маяка из отчета о считывании маяка отчет о считывании маяка также может содержать соответствующую метрику качества приема. Метрика качества приема, например, может представлять собой интенсивность принятого сигнала в устройстве или любую другую подходящую метрику.
Для каждого сигнала маяка из отчета о считывании маяка отчет о считывании маяка также может содержать соответствующий индикатор направления. Идентификационная информация маяка может сама по себе являться индикатором направления в соответствии с некоторыми вариантами осуществления.
В одном примере этап 221 содержит вычисление интерполяции между двумя или более направлениями, и индикатор направления может содержать направление, вычисленное через интерполяцию. Например, интерполяция может принимать следующую форму:
k
k
где D - направления, используемые в интерполяции, a - масштабные коэффициенты интерполяции. Каждый из масштабных коэффициентов интерполяции обычно может быть выбран в качестве функции метрики качества приема (например, интенсивности принятого сигнала, отношения SINR и т.д.) соответствующего направления. Масштабный коэффициент интерполяции направления, например, может являться соответствующей метрикой качества приема, нормализованной посредством суммы метрик качества приема всех направлений интерполяции.
Как правило, интерполяция может быть сделана между двумя или более направлениями, соответствующими обнаруженным сигналам маяка, удовлетворяющими критерию качества приема. Например, интерполяция может быть сделана между направлениями, соответствующими сигналам маяка, имеющим метрику качества приема выше порога метрики качества приема.
Интерполяция направлений может быть особенно полезной, если передача сигнала маяка на этапе 211 затрагивает только подмножество доступных вариантов диаграммы направленности.
Местоположение устройства 120 на фиг. 1 также иллюстрируют ситуацию, в которой интерполяция может быть полезной.
В некоторых вариантах осуществления этап 221 содержит чередование устройств между двумя или более разными настройками антенны приемника (соответствующими разным направлениям приема). Таким образом, обнаружение (или удовлетворение критерию качества приема) может подразумевать идентификацию соответствующей комбинации настроек антенны в узле доступа и в устройстве. В таких вариантах осуществления отчет о считывании маяка также может содержать или не содержать настройку антенны приемника, связанную с приемом каждого сигнала маяка отчета. В таких вариантах осуществления передача отчета о считывании маяка (см. этап 222) может содержать применение соответствующей настройки передающей антенны.
Отчет о считывании маяка может дополнительно содержать другую подходящую информацию.
Отчет о считывании маяка может содержать одно физическое сообщение или несколько физических сообщений. Например, если узел доступа чередуется между разными подмножествами на этапе 211, передача каждого подмножества может инициировать соответствующий отчет о считывании маяка.
На этапе 222 устройство передает отчет о считывании маяка узлу доступа, как проиллюстрировано посредством сигнализации 232, и отчет о считывании маяка принимается узлом доступа на этапе 212.
Отчет о считывании маяка может быть передан с использованием любого подходящего канала восходящей линии связи между устройством и узлом доступа (например, канала системы сотовой связи, динамической системы, системы WLAN и т.д.). Примером подходящего канала восходящей линии связи может являться канал произвольного доступа.
На этапе 213 узел доступа выбирает вариант диаграммы направленности для установления линии связи на основе отчета о считывании маяка, принятого на этапе 212.
Если отчет о считывании маяка содержит информацию относительно только одного из переданных сигналов маяка, выбор этапа 213 обычно содержит выбор варианта диаграммы направленности, который соответствует этому переданному сигналу маяка.
Если отчет о считывании маяка содержит информацию относительно интерполяции направлений, выбор этапа 213 обычно содержит выбор варианта диаграммы направленности, который соответствует наиболее близко интерполированному направлению.
Если отчет о считывании маяка содержит информацию относительно двух или более переданных сигналов маяка, выбор этапа 213 может содержать выбор варианта диаграммы направленности, который имеет максимальную (или минимальную - в зависимости от метрики) соответствующую метрику качества приема, которая сообщена (например, вариант диаграммы направленности, имеющий самую высокую интенсивность принятого сигнала). В качестве альтернативы, если отчет о считывании маяка содержит информацию относительно двух или более переданных сигналов маяка, выбор этапа 213 может содержать случайный выбор среди вариантов диаграммы направленности, соответствующих сигналам маяка из отчета. Также возможны другие альтернативы выбора.
Выбранный вариант диаграммы направленности используется узлом доступа на этапе 214, чтобы установить линию связи с устройством. Например, команда установки линии связи, проиллюстрированная посредством сигнализации 234, может быть отправлена устройству и принята им на этапе 224. Команда установки линии связи, например, может содержать показатели настроек антенны (узла доступа и/или устройства).
Когда линия связи установлена, выбранный вариант диаграммы направленности может быть использован для связи между узлом доступа и устройством, как проиллюстрировано посредством сигнализации 235 и посредством этапов 215 и 225. Если устройство перемещается (или если состояние канала изменяется некоторым другим образом) во время осуществления связи по установленной линии связи, в результате чего другой вариант диаграммы направленности становится более привлекательным, механизм отслеживания формирования диаграммы направленности обычно может привлечь внимание к регулировке, какой вариант диаграммы направленности должен использоваться.
Могут быть предусмотрены многочисленные изменения раскрытых способов, приводящих к дополнительным вариантам осуществления. Далее раскрыты несколько иллюстративных изменений.
- Пространственная ортогональность между сигналами маяка может быть увеличена посредством передачи сигналов маяка с использованием только каждого N-го варианта диаграммы направленности за один раз. Параметр N может быть выбран на основе того, используется ли интерполяция, на основе геометрии антенны, на основе геометрии луча и т.д.
- Отношение SNR (или подобная метрика) для каждого передаваемого сигнала маяка может быть увеличено посредством пропуска передачи в направлениях с отсутствующей (или низкой) вероятностью нахождения устройств. Узел доступа может принять решение отключить сектора направлений, в которых сигналы маяка не передаются, и/или выборочно уменьшить плотность передач сигнала маяка (и/или плотность мощности) для направлений, в которых устройства не были обнаружены в недавнем прошлом.
- Предварительно определенное содержание сигнала маяка может содержать опорный (например, пилотный) сигнал, который является общим для всех из упомянутых двух или более сигналов маяка, и индикатор направления. Опорный сигнал, например, может содержать единственный бит, который является постоянным независимо от направления.
- Направления (например, варианты диаграммы направленности, содержание сигнала маяка, показатель отчета о считывании маяка и/или выбор) могут иметь форму только азимута или комбинации азимута и угла возвышения.
- Предварительно определенное содержание сигнала маяка может содержать известную временную последовательность (например, пронумерованную), которая отличается от других сигналов маяка. В этом случае обнаружение сигнала маяка устройства может содержать корреляцию со всеми такими известными последовательностями и определение, которое приводит к самому высокому пику корреляции.
- Предварительно определенное содержание сигналов маяка может содержать различные кодовые слова в соответствии со схемой кодирования, известной устройству. В этом случае обнаружение сигнала маяка устройства может содержать идентификацию кодового слова, связанного с самым сильным принятым сигналом маяка. Отчет о считывании маяка может содержать соответствующее кодовое слово.
- Предварительно определенное содержание каждого сигнала маяка может содержать опорный индикатор направления, определяющий опорный вариант диаграммы направленности. Опорный индикатор направления также может служить в качестве пилотного сигнала системы.
Теперь будут более подробно описаны два подхода к конфигурации предварительно определенного содержания разных сигналов маяка: малое расстояние между сигналами маяка, связанными с соседними направлениями, и большое расстояние между сигналами маяка, связанными с соседними направлениями.
Расстояние между сигналами может быть определено в терминах любой подходящей известной или будущей метрики. Например, расстояние между сигналами может быть задано в терминах расстояния Хэмминга или евклидова расстояния.
Малое расстояние между сигналами маяка, связанными с соседними направлениями
В этом подходе соответствующее предварительно определенное содержание каждого сигнала маяка обеспечивает расстояние между сигналами маяка, связанными с соседними направлениями, которое меньше, чем расстояние между сигналами маяка, связанными с не соседними направлениями.
Типичный пример этого подхода относится к использованию сигналов маяка, выбранных таким образом, что расстояние между двумя сигналами маяка увеличивается с увеличением разделения между соответствующими направлениями.
Это может быть достигнуто, например, посредством ориентированного на близость подхода к выбору сигнала маяка. Если обеспечен опорный индикатор направления, может быть применена дифференциальная схема относительно опорного индикатора направления.
В этом подходе опорный сигнал в содержании каждого сигнала маяка обычно является полезным для определения предпочтительного направления в абсолютных величинах. Опорный сигнал, например, может представлять собой единственный бит, который является постоянным независимо от направления. В качестве альтернативы другой пилотный сигнал/опорный сигнал системы связи может использоваться в качестве опорного.
Иллюстративной методикой, которая может быть применена для достижения ориентированного на близость подхода к выбору сигнала маяка, является кодирование Грея. Кодирование Грея является превосходным для идентификации квантованного значения предпочтительного направления, поскольку для любой пары соседних направлений отличается только одна битовая позиция соответствующих сигналов маяка.
Если направления заданы как азимут и угол возвышения, один кодовый блок Грея может указывать азимут, а другой может указывать угол возвышения. Например, действительный (синфазный) компонент элементов сигнала маяка может использоваться для показателя азимута, а мнимый (квадратурный) компонент элементов сигнала маяка может использоваться для показателя угла возвышения, или наоборот. В примере, в котором опорный индикатор содержит последовательность битов или символов, индикатор азимута может содержать первое предварительно определенное количество битов или символов опорного индикатора, и индикатор угла возвышения может содержать второе предварительно определенное количество битов или символов опорного индикатора.
Содержание сигнала маяка может быть передано различным образом в соответствии с ориентированным на близость подходом к выбору сигнала маяка. Например, содержание может включать в себя один или более следующих элементов:
- последовательность битов, переданных последовательно,
- множество битов, закодированных по диапазонам разрешения по частоте посредством OFDM,
- один или более многоуровневых (иерархических) символов кодирования.
Альтернативой для традиционной схеме кодирования Грея (в которой индивидуальные биты обычно переключаются, как в схеме BPSK), которая может использоваться в альтернативной реализации, является схема, в которой фаза заданного элемента сигнала маяка варьирует по континууму. Например, элемент сигнала маяка, обеспечивающий самое низкое разрешение направления, может варьировать в диапазоне от 0 до 2π радиан, элемент сигнала маяка, обеспечивающий следующее самое низкое разрешение направления, может варьировать в диапазоне от 0 до 4π радианы, и так далее до элемента сигнала маяка, обеспечивающего самое высокое разрешение направления, которое может варьировать в диапазоне от 0 до 2Lπ радиан (где L обозначает количество элементов сигнала маяка). Если используется эта реализация, устройство может (по меньшей мере при некоторых благоприятных условиях) оценивать предпочтительное направление и измерять отношение SINR (на основе количества различенных элементов сигнала маяка). В качестве альтернативы или дополнительно, устройство может оценивать, насколько узким должно быть формирование диаграммы направленности, чтобы достигнуть некоторых рабочих характеристик (например, чтобы максимизировать рабочие характеристики). В качестве еще одной альтернативы или дополнительно, устройство может оценивать степень многократного использования пространства около устройства.
Этот подход, в котором расстояние между сигналами маяка, связанными с соседними направлениями, меньше расстояния между сигналами маяка, связанными с не соседними направлениями, может являться особенно подходящим для сценариев с линией видимости.
Если передача с использованием разных вариантов диаграммы направленности не является пространственно ортогональной (т.е., если имеется утечка мощности между передачами, использующими разные варианты диаграммы направленности), сигналы для двух или более вариантов диаграммы направленности могут конструктивно объединяться по каналу передачи, если этот используется этот подход. Это обычно выполнимо при условии, что дополнительное кодирование содержания сигнала маяка не уничтожает свойство малого расстояния между соседними направлениями. В качестве не имеющего ограничительного характера примера такая ситуация может быть достижима посредством использования кодов с повторениями сообщения сигнала маяка.
Это приводит к возможности устройства выполнять демодуляцию и декодирование только одного (комбинированного) сигнала. Если это так, то отчет о считывании маяка может просто содержать декодированное сообщение, которое обычно будет близко к содержанию сигнала (сигналов) маяка с самой высокой интенсивностью принятого сигнала. Если два (или более) сигналов маяка имеют приблизительно равную интенсивность принимаемого сигнала, то бит (биты), отличающийся своим содержанием, будет неопределенным, в то время как совпадающий бит (биты) будет отличаться. Битовый (или символьный) показатель надежности также может содержаться в отчете о считывании маяка в соответствии с некоторыми вариантами осуществления.
Большое расстояние между сигналами маяка, связанными с соседними направлениями
В этом подходе соответствующее предварительно определенное содержание каждого сигнала маяка обеспечивает расстояние между сигналами маяка, связанными с соседними направлениями, которое выше порога расстояния между сигналами.
Типичный пример этого подхода относится к использованию закодированных сигналов маяка, выбранных таким образом, что расстояние между сигналами маяка увеличивается с уменьшением разделения между соответствующими направлениями.
В соответствии с этим подходом может быть желательно приблизиться к ортогональности между сигналами маяка, связанными с соседними направлениями.
Это может быть достигнуто, например, посредством использования подходящей обработки сигналов содержания перед передачей (например, расширения, скремблирования, кодирования с прямой коррекцией ошибок (FEC) и т.д.)
Если используется этот подход, сигналы для двух или более вариантов диаграммы направленности не обязательно конструктивно объединяются по каналу передачи.
Устройство выполняет декодирование и демодуляцию для всех соответствующих сигналов маяка индивидуально.
Одно преимущество этого подхода состоит в том, что если используется реализация, в которой необработанное содержание (перед обработкой сигналов, например, перед кодированием) соседних сигналов маяка имеет малое расстояние между сигналами, мягкая комбинация значений обнаруженных и декодированных сигналов маяка может использоваться в устройстве (т.е. конструктивная комбинация выполняется посредством устройства) для определения содержания сигнала (сигналов) маяка с самой высокой интенсивностью принимаемого сигнала. В некоторых вариантах осуществления такое мягкое объединение значений может реализовать эффективную интерполяцию, дающую в результате предпочтительное направление. Например, узел доступа может передать кодовые слова как пронумерованные варианты диаграммы направленности (например, целые числа 1, 2,..., K), и мягкая комбинация значений приведет к дробному предпочтительному направлению.
Фиг. 3 показывает иллюстративную компоновку 300 в соответствии с некоторыми вариантами осуществления. Компоновка 300 может быть выполнена с возможностью выполнять один или более этапов 211, 212, 213, 214 и 215 способа, описанного в связи с фиг. 2.
Компоновка 300 может, например, содержаться в узле 100, 210 доступа, выполненном с возможностью устанавливать линию связи с устройством посредством передачи на основе сформированной диаграммы направленности с использованием варианта диаграммы направленности, выбранного из множества вариантов диаграммы направленности, каждый из которых соответствует направлению, исходящему от узла доступа.
Компоновка 300 содержит передатчик и приемник, вместе представленные как приемопередатчик (TX/RX) 310, и контроллер (CNTR) 320.
Узел доступа также содержит антенную решетку 301, 101 и блок формирования диаграммы направленности для реализации передачи на основе сформированной диаграммы направленности. Блок формирования диаграммы направленности может содержаться или не содержаться в компоновке 300. На фиг. 3 блок формирования диаграммы направленности проиллюстрирован как блок 322 предварительного кодирования (PRE-C), содержащийся в контроллере 320.
Контроллер 320 выполнен с возможностью предписывать передатчику 310 одновременно передавать с использованием соответствующего варианта диаграммы направленности два или более сигналов маяка, имеющих разное соответствующее предварительно определенное содержание, относящееся к направлению, соответствующему варианту диаграммы направленности (сравните с этапом 211 на фиг. 2).
Контроллер 320 также выполнен с возможностью предписывать приемнику 310 принимать отчет о считывании маяка (являющийся показателем качества приема в устройстве двух или более сигналов маяка) от устройства (сравните с этапом 212 на фиг. 2).
Контроллер 320 также выполнен с возможностью выбирать вариант диаграммы направленности для установления линии связи на основе принятого отчета о считывании маяка (сравните с этапом 213 на фиг. 3). С этой целью иллюстративный контроллер 320 на фиг. 3 содержит блок 321 выбора (SEL).
Контроллер 320 может быть также выполнен с возможностью предписывать узлу доступа устанавливать линию связи с устройством и осуществлять связь с устройством по установленной линии связи с использованием выбранного варианта диаграммы направленности (сравните с этапами 214 и 215 на фиг. 2).
Компоновка 300 и/или узел доступа могут дополнительно содержать другие компоненты, например, такие как сигнальный процессор (SIGN PROC) 330.
Фиг. 4 показывает иллюстративную компоновку 400 в соответствии с некоторыми вариантами осуществления. Компоновка 400 может быть выполнена с возможностью выполнять один или более этапов 221, 222, 224 и 225 способа, описанного в связи с фиг. 2.
Компоновка 400 может, например, содержаться в устройстве 110, 120, 130, 220 беспроводной связи, выполненном с возможностью осуществлять связь с узлом доступа по линии связи, установленной на основе передачи на основе сформированной диаграммы направленности с использованием варианта диаграммы направленности, выбранного из множества вариантов диаграммы направленности, каждый из которых соответствует направлению, исходящему от узла доступа.
Компоновка 400 содержит передатчик и приемник, вместе представленные как приемопередатчик (TX/RX) 410, и контроллер (CNTR) 420.
Контроллер 420 выполнен с возможностью предписывать приемнику 410 принимать по меньшей мере один из двух или более сигналов маяка (одновременно переданных узлом доступа с использованием соответствующего варианта диаграммы направленности), имеющих разное соответствующее предварительно определенное содержание, относящееся к направлению, соответствующему варианту диаграммы направленности (сравните с этапом 221 на фиг. 2).
Контроллер 420 также выполнен с возможностью формировать отчет о считывании маяка, являющийся показателем качества приема в устройстве двух или более сигналов маяка.
В целях обнаружения сигналов маяка и формирования отчета о считывании маяка контроллер 420 может содержать, например, детектор 421 сигнала маяка (DET) и блок 422 измерения (MEAS), как проиллюстрировано на фиг. 4.
Контроллер 420 дополнительно выполнен с возможностью предписывать передатчику 410 передавать отчет о считывании маяка узлу доступа (сравните с этапом 222 на фиг. 2).
Контроллер 420 может быть также выполнен с возможностью предписывать устройству сотрудничать с узлом доступа, чтобы установить линию связи, и осуществлять связь с узлом доступа по установленной линии связи с использованием выбранного варианта диаграммы направленности (сравните с этапами 224 и 225 на фиг. 2).
Компоновка 400 и/или устройство могут дополнительно содержать другие компоненты, например, такие как сигнальный процессор (SIGN PROC) 430.
Применение некоторых вариантов осуществления может обеспечить эффективный выбор варианта диаграммы направленности среди множества вариантов диаграммы направленности.
Например, среднее время до подходящего выбора диаграммы направленности может быть уменьшено по сравнению с подходами предшествующего уровня техники, и может быть обеспечено более быстрое установление линии связи. Как правило, для доли времени, необходимая для начального поиска приемлемого направления луча (например, доля времени, которое узел доступа должен потратить на передачу маяка) может быть уменьшена.
Одно или более сокращений времени (например, среднего времени для выбора, доли времени, затраченного на передачу маяка, и т.д.) обычно могут относиться (например, быть такого же порядка) к количеству антенных элементов в антенной решетке.
Описанные варианты осуществления и их эквиваленты могут быть реализованы в программном обеспечении или аппаратных средствах или в их комбинации. Они могут быть выполнены посредством схем общего назначения, связанных с устройством связи или выполненных как единое целое с устройством связи, таких как цифровые сигнальные процессоры (DSP), центральные процессоры (CPU), блоки сопроцессора, программируемые пользователем вентильные матрицы (FPGA) или другие программируемые аппаратные средства, или посредством специализированных схем, например, таких как специализированные интегральные схемы (ASIC). Предусматривается, что все такие формы находятся в пределах объема этого раскрытия.
Варианты осуществления могут появляться в электронном устройстве (таком как устройство беспроводной связи или узел доступа беспроводной связи), содержащем схему/логическую схему или выполняющем способы в соответствии с любым из вариантов осуществления.
В соответствии с некоторыми вариантами осуществления компьютерный программный продукт содержит компьютерно-читаемый носитель, например, такой как дискета или компакт-диск, предназначенный только для чтения (CD-ROM), как проиллюстрировано компакт-диском 500 на фиг. 5. Компьютерно-читаемый носитель может иметь сохраненную на нем компьютерную программу, содержащую программные команды. Компьютерная программа может загружаться в блок 530 обработки данных (PROC), который может содержаться, например, в электронном устройстве 510 (например, в узле доступа или в устройстве). Когда компьютерная программа загружена в блок обработки данных, она может быть сохранена в памяти (MEM) 520, связанной с блоком обработки данных или представляющей единое целое с ним. В соответствии с некоторыми вариантами осуществления, когда компьютерная программа загружена и исполняется блоком обработки данных, она может предписывать блоку обработки данных исполнять этапы способа, например, в соответствии со способами, показанными на фиг. 2.
Здесь была сделана ссылка на различные варианты осуществления. Однако специалист в области техники распознает многочисленные изменения описанных вариантов осуществления, которые по-прежнему будут находиться в пределах объема формулы изобретения. Например, описанные здесь варианты осуществления способа описывают иллюстративные способы через этапы способов, выполняемые в некотором порядке. Однако понятно, что эти последовательности событий могут происходить в другом порядке без отступления от объема формулы изобретения. Кроме того, некоторые этапы способа могут быть выполнены параллельно даже при том, что они были описаны как выполняемые последовательно.
Таким же образом следует отметить, что в описании вариантов осуществления разделение функциональных блоков на конкретные блоки ни в коем случае не имеет ограничительного характера. Напротив, это разделение представляет собой лишь примеры. Функциональные блоки, описанные здесь как один блок, могут быть разбиты на два или более блоков. Таким же образом функциональные блоки, которые описаны здесь как реализованные как два или более блоков, могут быть реализованы как единый блок без отступления от объема формулы изобретения.
Таким образом, следует понимать, что подробности описанных вариантов осуществления имеют лишь иллюстративную цель и ни в коем случае не имеют ограничительного характера. Вместо этого предполагается, что все изменения, которые находятся в пределах объема формулы изобретения, охвачены ею.
Ниже представлен список иллюстративных вариантов осуществления:
1. Способ узла (100, 300) доступа беспроводной связи, выполненного с возможностью устанавливать линию беспроводной связи с устройством (110, 120, 130, 400) беспроводной связи посредством передачи на основе сформированной диаграммы направленности с использованием варианта диаграммы направленности, выбранного из множества вариантов (102, 103, 104, 105, 106, 107, 108) диаграммы направленности, каждый из которых соответствует направлению, исходящему от узла доступа беспроводной связи, способ содержит этапы, на которых:
одновременно передают (211) два или более сигналов (231) маяка, имеющих разное соответствующее предварительно определенное содержание, причем каждый сигнал маяка передается с использованием соответствующего одного из множества вариантов диаграммы направленности и причем предварительно определенное содержание каждого сигнала маяка связано с направлением, соответствующим соответственному варианту диаграммы направленности;
принимают (212) отчет (232) о считывании маяка от устройства беспроводной связи, причем отчет о считывании маяка является показателем качества приема в устройстве беспроводной связи упомянутых двух или более сигналов маяка; и
выбирают (213) вариант диаграммы направленности для установления линии беспроводной связи на основе принятого отчета о считывании маяка.
2. Способ в соответствии с примером 1, дополнительно содержащий этапы, на которых:
устанавливают (214) линию беспроводной связи с устройством беспроводной связи; и
используют (215) выбранный вариант диаграммы направленности для беспроводной связи (235) с устройством беспроводной связи по линии беспроводной связи.
3. Способ в соответствии с любым из примеров 1, 2, в котором отчет о считывании маяка содержит один или более следующих элементов:
для одного или более из упомянутых двух или более сигналов маяка, показатель относительно того, обнаружен ли или нет сигнал маяка устройством беспроводной связи;
для одного или более из упомянутых двух или более сигналов маяка, интенсивность принятого сигнала маяка в устройстве беспроводной связи;
настройку направления луча устройства беспроводной связи;
индикатор оптимального направления, являющийся показателем направления, связанного с самым сильным принятым сигналом маяка; и
индикатор оптимального направления, являющийся показателем интерполяции между двумя или более направлениями, связанным с соответствующими принятыми сигналами маяка.
4. Способ в соответствии с любым из примеров 1-3, в котором соответствующее предварительно определенное содержание каждого сигнала маяка содержит пилотный сигнал, который является общим для всех из упомянутых двух или более сигналов маяка, и индикатор направления.
5. Способ в соответствии с любым из примеров 1-4, в котором соответствующее предварительно определенное содержание каждого сигнала маяка содержит опорный индикатор направления, определяющий опорный вариант диаграммы направленности.
6. Способ в соответствии с любым из примеров 1-5, в котором соответствующее предварительно определенное содержание каждого сигнала маяка обеспечивает расстояние между сигналами маяка, связанными с соседними направлениями, которое выше порога расстояния между сигналами.
7. Способ в соответствии с любым из примеров 1-6, в котором соответствующее предварительно определенное содержание каждого сигнала маяка обеспечивает расстояние между сигналами маяка, связанными с соседними направлениями, которое больше расстояния между сигналами маяка, связанными с не соседними направлениями.
8. Способ в соответствии с любым из примеров 1-5, в котором соответствующее предварительно определенное содержание каждого сигнала маяка обеспечивает расстояние между сигналами маяка, связанными с соседними направлениями, которое меньше расстояния между сигналами маяка, связанными с не соседними направлениями.
9. Компьютерный программный продукт, содержащий компьютерно-читаемый носитель (500), содержащий в себе компьютерную программу, содержащую программные команды, компьютерная программа является загружаемой в блок (530) обработки данных и выполнена с возможностью инициировать исполнение способа в соответствии с любым из примеров 1-8, когда компьютерная программа выполняется посредством блока обработки данных.
10. Способ устройства (110, 120, 130, 400) беспроводной связи, выполненного с возможностью осуществлять связь с узлом (100, 300) доступа беспроводной связи по линии беспроводной связи, установленной на основе передачи на основе сформированной диаграммы направленности с использованием варианта диаграммы направленности, выбранного из множества вариантов (102, 103, 104, 105, 106, 107, 108) диаграммы направленности, каждый из которых соответствует направлению, исходящему от узла доступа беспроводной связи, способ содержит этапы, на которых:
принимают (221) по меньшей мере один из двух или более сигналов (231) маяка, имеющих разное соответствующее предварительно определенное содержание, причем два или более сигналов маяка одновременно передаются узлом доступа беспроводной связи, каждый сигнал маяка передается с использованием соответствующего одного из множества вариантов диаграммы направленности, и предварительно определенное содержание каждого сигнала маяка связано с направлением, соответствующим соответственному варианту диаграммы направленности; и
передают (222) отчет (232) о считывании маяка узлу доступа беспроводной связи, причем отчет о считывании маяка является показателем качества приема в устройстве беспроводной связи упомянутых двух или более сигналов маяка.
11. Способ в соответствии с примером 10, дополнительно содержащий этап, на котором формируют отчет о считывании маяка на основе принятого по меньшей мере одного из упомянутых двух или более сигналов маяка.
12. Способ в соответствии с любым из примеров 10, 11, в котором отчет о считывании маяка содержит один или более следующих элементов:
для одного или более из упомянутых двух или более сигналов маяка, показатель относительно того, обнаружен ли или нет сигнал маяка устройством беспроводной связи;
для одного или более из упомянутых двух или более сигналов маяка, интенсивность принятого сигнала маяка в устройстве беспроводной связи;
настройку направления луча устройства беспроводной связи;
индикатор оптимального направления, являющийся показателем направления, связанного с самым сильным принятым сигналом маяка; и
индикатор оптимального направления, являющийся показателем интерполяции между двумя или более направлениями, связанным с соответствующими принятыми сигналами маяка.
13. Компьютерный программный продукт, содержащий компьютерно-читаемый носитель (500), содержащий в себе компьютерную программу, содержащую программные команды, компьютерная программа является загружаемой в блок (530) обработки данных и выполнена с возможностью инициировать исполнение способа в соответствии с любым из примеров 10-12, когда компьютерная программа выполняется посредством блока обработки данных.
14. Компоновка для узла (100, 300) доступа беспроводной связи, выполненная с возможностью устанавливать линию беспроводной связи с устройством (110, 120, 130, 400) беспроводной связи посредством передачи на основе сформированной диаграммы направленности с использованием варианта диаграммы направленности, выбранного из множества вариантов (102, 103, 104, 105, 106, 107, 108) диаграммы направленности, каждый из которых соответствует направлению, исходящему от узла доступа беспроводной связи, причем узел доступа беспроводной связи содержит антенную решетку (101, 301) и блок (322) формирования диаграммы направленности для реализации передачи на основе сформированной диаграммы направленности, компоновка содержит передатчик (310), приемник (310) и контроллер (320), причем контроллер выполнен с возможностью:
предписывать передатчику одновременно передавать два или более сигналов (231) маяка, имеющих разное соответствующее предварительно определенное содержание, причем каждый сигнал маяка передается с использованием соответствующего одного из множества вариантов диаграммы направленности, и причем предварительно определенное содержание каждого сигнала маяка связано с направлением, соответствующим соответственному варианту диаграммы направленности;
предписывать приемнику принимать отчет (232) о считывании маяка от устройства беспроводной связи, причем отчет о считывании маяка является показателем качества приема в устройстве беспроводной связи упомянутых двух или более сигналов маяка; и
выбирать вариант диаграммы направленности для установления линии беспроводной связи на основе принятого отчета о считывании маяка.
15. Компоновка в соответствии с примером 14, в которой контроллер дополнительно выполнен с возможностью предписывать узлу доступа беспроводной связи:
устанавливать линию беспроводной связи с устройством беспроводной связи; и
использовать выбранный вариант диаграммы направленности для беспроводной связи (235) с устройством беспроводной связи по линии беспроводной связи.
16. Компоновка в соответствии с любым из примеров 14, 15, в которой отчет о считывании маяка содержит один или более следующих элементов:
для одного или более из упомянутых двух или более сигналов маяка, показатель относительно того, обнаружен ли или нет сигнал маяка устройством беспроводной связи;
для одного или более из упомянутых двух или более сигналов маяка, интенсивность принятого сигнала маяка в устройстве беспроводной связи;
настройку направления луча устройства беспроводной связи;
индикатор оптимального направления, являющийся показателем направления, связанного с самым сильным принятым сигналом маяка; и
индикатор оптимального направления, являющийся показателем интерполяции между двумя или более направлениями, связанным с соответствующими принятыми сигналами маяка.
17. Компоновка в соответствии с любым из примеров 14-16, в которой соответствующее предварительно определенное содержание каждого сигнала маяка содержит пилотный сигнал, который является общим для всех из упомянутых двух или более сигналов маяка, и индикатор направления.
18. Компоновка в соответствии с любым из примеров 14-17, в которой соответствующее предварительно определенное содержание каждого сигнала маяка содержит опорный индикатор направления, определяющий опорный вариант диаграммы направленности.
19. Компоновка в соответствии с любым из примеров 14-18, в которой соответствующее предварительно определенное содержание каждого сигнала маяка обеспечивает расстояние между сигналами маяка, связанными с соседними направлениями, которое выше порога расстояния между сигналами.
20. Компоновка в соответствии с любым из примеров 14-19, в которой соответствующее предварительно определенное содержание каждого сигнала маяка обеспечивает расстояние между сигналами маяка, связанными с соседними направлениями, которое больше расстояния между сигналами маяка, связанными с не соседними направлениями.
21. Компоновка в соответствии с любым из примеров 14-18, в которой соответствующее предварительно определенное содержание каждого сигнала маяка обеспечивает расстояние между сигналами маяка, связанными с соседними направлениями, которое меньше расстояния между сигналами маяка, связанными с не соседними направлениями.
22. Компоновка в соответствии с любым из примеров 14-21, дополнительно содержащая блок (322) формирования диаграммы направленности.
23. Узел доступа беспроводной связи, содержащий компоновку в соответствии с любым из примеров 14-22.
24. Компоновка для устройства (110, 120, 130, 400) беспроводной связи, выполненного с возможностью осуществлять связь с узлом (100, 300) доступа беспроводной связи по линии беспроводной связи, установленной на основе передачи на основе сформированной диаграммы направленности с использованием варианта диаграммы направленности, выбранного из множества вариантов (102, 103, 104, 105, 106, 107, 108) диаграммы направленности, каждый из которых соответствует направлению, исходящему от узла доступа беспроводной связи, компоновка содержит передатчик (410), приемник (410) и контроллер (420), причем контроллер выполнен с возможностью:
предписывать приемнику принимать по меньшей мере один из двух или более сигналов (231) маяка, имеющих разное соответствующее предварительно определенное содержание, причем два или более сигналов маяка одновременно передаются узлом доступа беспроводной связи, каждый сигнал маяка передается с использованием соответствующего одного из множества вариантов диаграммы направленности, и предварительно определенное содержание каждого сигнала маяка связано с направлением, соответствующим соответственному варианту диаграммы направленности; и
предписывать передатчику передавать отчет (232) о считывании маяка узлу доступа беспроводной связи, причем отчет о считывании маяка является показателем качества приема в устройстве беспроводной связи упомянутых двух или более сигналов маяка.
25. Компоновка в соответствии с примером 24, в которой контроллер дополнительно выполнен с возможностью формировать отчет о считывании маяка на основе принятого по меньшей мере одного из упомянутых двух или более сигналов маяка.
26. Компоновка в соответствии с любым из примеров 24, 25, в которой отчет о считывании маяка содержит один или более следующих элементов:
для одного или более из упомянутых двух или более сигналов маяка, показатель относительно того, обнаружен ли или нет сигнал маяка устройством беспроводной связи;
для одного или более из упомянутых двух или более сигналов маяка, интенсивность принятого сигнала маяка в устройстве беспроводной связи;
настройку направления луча устройства беспроводной связи;
индикатор оптимального направления, являющийся показателем направления, связанного с самым сильным принятым сигналом маяка; и
индикатор оптимального направления, являющийся показателем интерполяции между двумя или более направлениями, связанным с соответствующими принятыми сигналами маяка.
27. Устройство беспроводной связи, содержащее компоновку в соответствии с любым из примеров 24-26.