СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОТСЛЕЖИВАНИЯ СООБЩЕНИЯ О СОГЛАСОВАНИИ ПО ВРЕМЕНИ КАНАЛА И ПОДДЕРЖИВАНИЯ СКАНИРОВАНИЯ КАНАЛА В СИСТЕМЕ ЦИФРОВОЙ МОБИЛЬНОЙ РАДИОСВЯЗИ
METHOD AND APPARATUS FOR TRACKING CHANNEL TIMING MESSAGE AND SUPPORTING CHANNEL SCANNING IN DIGITAL MOBILE RADIO COMMUNICATION SYSTEM

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
Настоящее раскрытие относится в общем к цифровой мобильной радиосвязи (DMR), в частности к обеспечению возможности радиостанциям, функционирующим в прямом режиме, отслеживать согласование по времени канала и поддерживать сканирование канала.
ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
В ответ на возрастающую необходимость в повышении эффективности систем радиосвязи, стандарт в области связи цифровой мобильной радиосвязи (DMR) устанавливает протоколы и другие системные требования для связи на частных мобильных радиостанциях. Любые стандарты или спецификации DMR, упоминаемые в данном документе, могут быть получены при обращении к Европейскому институту стандартов по телекоммуникациям (ETSI) в Секретариате ETSI, 650, Route des Lucioles, 06921 Sophia-Antipolis Cedex, Франция. Радиостанцией, при использовании в данном документе, может быть любое мобильное и/или стационарное оконечное оборудование, которое используется для получения услуг DMR. Стандарт DMR поддерживает одновременные и независимые вызовы на единственном канале радиосвязи. В частности, в соответствии со стандартом, канал радиосвязи с шириной полосы пропускания 12,5 килогерц (кГц) делится на два чередующихся временных слота. Каждый временной слот действует как отдельный тракт связи (иногда также называемый каналом или логическим каналом), который отличается от канала радиосвязи (физического канала) для двух или более радиостанций. Каждая радиостанция, функционирующая на канале радиосвязи, осуществляет связь в выделенном временном слоте, например, в соответствии с протоколом множественного доступа с временным разделением каналов (TDMA).
Чтобы избегать помех между радиостанциями, передающими на одном и том же физическом канале (то есть на одном и том же радиочастотном (РЧ) канале), но в различных временных слотах, каждая радиостанция должна знать об общем "согласовании по времени канала" или "структуре временных слотов" для физического канала. При использовании в данном документе, согласование по времени канала определяется как привязка ко времени, которая определяет границы для одного или более временных слотов, составляющих физический канал. Стандарт ETSI-DMR в настоящее время описывает средство для устройства инфраструктуры, такого как повторитель, чтобы обеспечивать общее согласование по времени канала для радиостанций, функционирующих в режиме повторителя. Поэтому, когда радиостанции функционируют в режиме повторителя, два различных вызова без взаимных помех могут поддерживаться в двух временных слотах TDMA канала радиосвязи.
Стандарт ETSI-DMR также обеспечивает возможность радиостанциям функционировать в режиме обсуждения или в прямом режиме. В режиме обсуждения или в прямом режиме любая радиостанция может осуществлять связь с одной или более другими радиостанциям без необходимости в каком-либо дополнительном оборудовании инфраструктуры (например, в базовых станциях или повторителях). Радиостанции могут функционировать в режиме обсуждения (в системе, в которой радиостанции прежде всего используют повторитель, а иногда осуществляют связь без повторителя) или в прямом режиме (в системе, в которой радиостанции осуществляют связь только без повторителя). В существующем стандарте, когда радиостанции функционируют в режиме обсуждения или в прямом режиме, используется один временной слот, а другой оставляется неиспользуемым, что является спектрально неэффективным, потому что доступная полоса частот используется только в течение одной половины доступного времени. Современное решение, состоящее в том, чтобы оставлять один неиспользуемый временной слот, обеспечивает возможность использования обоих временных слотов (известное как TDMA 2:1), при функционировании в прямом режиме или режиме обсуждения (в данном документе называемом функционированием в прямом режиме TDMA 6.25e или просто функционированием в прямом режиме).
Для минимизации трафика канала, связанного с радиостанциями, запрашивающими согласование по времени канала, одна радиостанция, функционирующая на канале радиосвязи (в любом временном слоте), выбирается в качестве лидера согласования по времени канала. Лидер согласования по времени канала периодически передает сигнал согласования по времени по меньшей мере в одном сообщении согласования по времени (CT) канала на другие радиостанции, функционирующие на этом канале радиосвязи. Другие радиостанции, функционирующие на этом канале радиосвязи, корректируют свои тактовые сигналы передачи на основании сигнала согласования по времени, передаваемого от лидера согласования по времени. Радиостанции, способные принимать сигнал согласования по времени, передаваемый от лидера согласования по времени, также переносят или распространяют сигнал согласования по времени на другие радиостанции, функционирующие на РЧ канале, и это вызывает корректировки тактовых сигналов, инициируемые лидером или другими радиостанциям. Характерная особенность прямого режима TDMA 6.25e требует, чтобы все радиостанции прямого режима осуществляли мониторинг предварительно определенного канала радиосвязи на предмет сообщения CT и совместно определяли и поддерживали (в течение продолжительного периода времени) структуру канала TDMA, подлежащую использованию со всеми передачами на этом канале радиосвязи.
Однако радиостанции также могут реализовывать устройство сканирования. Устройство сканирования позволяет радиостанциям постоянно выполнять проверку активности на множестве каналов в уникальном списке сканирования радиостанции при сканировании, осуществляя мониторинг совокупности определенных каналов (частот и временных слотов) в соответствии с предварительно определенной последовательностью. Поэтому радиостанции, реализующие устройство сканирования, не способны непрерывно осуществлять мониторинг предварительно определенного канала радиосвязи на предмет сообщения CT, чтобы принимать участие в управлении согласованием по времени канала TDMA.
Соответственно, существует необходимость в способе и устройстве для обеспечения возможности радиостанциям, функционирующим в прямом режиме, отслеживать согласование по времени канала и поддерживать сканирование канала.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Прилагаемые чертежи, на которых подобные позиционные обозначения относятся к идентичным или функционально подобным элементам на протяжении отдельных видов, вместе с приведенным ниже подробным описанием включены в описание и являются его частью, и служат для дополнительного иллюстрирования вариантов осуществления концепций, которые включают в себя изобретение, описанное в формуле изобретения, и объясняют различные принципы и преимущества этих вариантов осуществления.
Фиг. 1 - блок-схема канала радиосвязи с отдельными трактами связи в соответствии с некоторыми вариантами осуществления.
Фиг. 2 - схематическое представление того, как сообщения согласования по времени передаются во время интервалов радиомаяка в соответствии с некоторыми вариантами осуществления.
Фиг. 3а-3f - блок-схемы схем сканирования, реализуемых во время окна распространения и вне окна распространения в соответствии с некоторыми вариантами осуществления.
Фиг. 4 - схематическое представление того, как устанавливается окно распространения после задержки передачи в соответствии с некоторыми вариантами осуществления.
Фиг. 5 - блок-схема, которая иллюстрирует компоненты обычной радиостанции в соответствии с некоторыми вариантами осуществления.
Фиг. 6 - схема последовательности этапов способа обеспечения возможности радиостанции отслеживать согласование по времени канала и поддерживать сканирование канала в соответствии с некоторыми вариантами осуществления.
Специалистам в данной области техники должно быть понятно, что элементы на чертежах изображены для простоты и ясности и не обязательно вычерчены в масштабе. Например, размеры некоторых из элементов на чертежах могут быть преувеличены относительно других элементов, чтобы помочь в улучшении понимания вариантов осуществления настоящего изобретения.
Компоненты устройства и способа там, где это необходимо, представлены условными обозначениями на чертежах, показывая только те определенные детали, которые относятся к пониманию вариантов осуществления настоящего изобретения, чтобы не затруднять понимание раскрытия деталями, которые будут очевидны специалистам в данной области техники, изучившим преимущества описания, представленного в данном документе.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ
Некоторые варианты осуществления относятся к способам и устройствам, предназначенным для обеспечения возможности радиостанции отслеживать согласование по времени канала и поддерживать сканирование канала. Не ведущая радиостанция, функционирующая на канале связи, определяет период распространения, в течение которого согласование по времени канала должно распространяться от ведущей радиостанции к не ведущим радиостанциям, функционирующим на этом канале связи. Не ведущая радиостанция реализует первую схему сканирования в течение периода распространения для сканирования предназначенного для CT канала на предмет управляющего сообщения согласования по времени с сигналом согласования по времени, посылаемым от ведущей радиостанции. Первая схема сканирования включает в себя сканирование предназначенного для CT канала во время чередующихся интервалов сканирования и сканирование неприоритетных каналов, приоритетных каналов и по необходимости выбираемого пользователем канала во время интервалов сканирования, не используемых на предназначенном для CT канале. Не ведущая радиостанция также сканирует, вне периода распространения, неприоритетные каналы, приоритетные каналы и по необходимости предназначенный для CT канал или выбираемый пользователем канал с использованием второй схемы сканирования, которая отличается от первой схемы сканирования.
Фиг. 1 иллюстрирует канал цифровой мобильной радиосвязи (DMR) с отдельными трактами связи в соответствии с некоторыми вариантами осуществления. Как известно специалистам в данной области, канал DMR представляет собой канал радиосвязи с шириной полосы пропускания 12,5 килогерц (кГц), на котором назначенные радиостанции могут делать одновременные и независимые вызовы с использованием, например, протокола множественного доступа с временным разделением каналов (TDMA). Каждая радиостанция способна устанавливать связь непосредственно с одной или более другими радиостанциями с использованием технических приемов TDMA, в которых указанные временные отрезки делятся на выделенные временные слоты для отдельных передач. В некоторых вариантах осуществления, одна или более радиостанций дополнительно способны устанавливать связь с оборудованием инфраструктуры, таким как повторитель (не показан). Каждая радиочастота (РЧ) в системе переносит временные слоты, причем каждый временной слот известен как "канал". Хотя фиг. 1 показывает канал радиосвязи DMR, следует отметить, что это является только одним примером канала радиосвязи, который может использоваться в вариантах осуществления.
На фиг. 1, канал 101 радиосвязи DMR делится на два чередующихся временных слота 102 и 104, каждый из которых действует как отдельный тракт связи (логический канал) между двумя или более радиостанциям, при этом два различных вызова без взаимных помех могут поддерживаться во временных слотах 102 и 104 канала 101 радиосвязи DMR. Радиостанцией, при использовании в данном документе, может быть мобильное и/или стационарное оконечное оборудование, которое используется для получения услуг DMR. Например, радиостанция может быть мобильной радиостанцией (такой как портативная радиостанция, мобильная станция, мобильный телефон, мобильный терминал передачи данных, персональный цифровой ассистент (PDA), портативный компьютер, приемо-передающая радиостанция, сотовый телефон), или может быть стационарной станцией (такой как стационарная станция управления, базовая станция и любое вспомогательное оборудование, такое как проводные пульты управления и коммутаторы пакетных данных).
Как показано на фиг. 1, радиостанции 106 и 110 выполнены с возможностью осуществления связи во временном слоте 102, а радиостанции 108, 112, 114 и 116 выполнены с возможностью осуществления связи во временном слоте 104. Хотя приведенное ниже обсуждение относится к каналу радиосвязи DMR, который делится на два временных слота (TDMA 2:1), представленные сведения о настоящем изобретении могут быть применены к другим устройствам, таким как TDMA 4:1 или TDMA 6:1. В устройстве, показанном на фиг. 1, каждый тракт связи является активным в течение половины времени в 12,5 кГц полосе пропускания канала радиосвязи. Это позволяет радиостанциям 106-116 функционировать с существующими каналами с лицензированной шириной полосы пропускания 12,5 кГц, удваивая пропускную способность канала 101 радиосвязи DMR. Также следует отметить, что хотя обсуждение ориентировано на использование протокола TDMA, некоторые варианты осуществления могут использовать протокол множественного доступа с частотным разделением каналов (FDMA) или другой подобный протокол.
В одной иллюстративной реализации, радиостанции 106-116 функционируют в прямом режиме TDMA 2:1 6.25e (то есть, по два временных слота 102 и 104 на физический канал, каждый временной слот имеет продолжительность 30 мс), при этом функционирование 6.25e относится к эквивалентной спектральной эффективности 6,25 килогерц (кГц) (при которой один канал TDMA с шириной полосы пропускания 12,5 кГц поддерживает два канала связи). Поэтому радиостанции 106-116 также могут упоминаться в данном документе как радиостанции прямого режима. Пример продолжительностей временных слотов TDMA, соотношений распределения слотов и ширины полосы пропускания канала, отмеченный выше, никоим образом не предназначен для ограничения объема представленных сведений о настоящем изобретении, и сведения о настоящем изобретении применимы к другим соотношениям распределения слотов и размерам полосы пропускания канала.
В каждом канале радиосвязи одна радиостанция выбирается как ведущая радиостанция (также упоминаемая в данном документе как лидер согласования по времени). Ведущая радиостанция передает сообщения согласования по времени канала (CT) на другие радиостанции, функционирующие на этом канале радиосвязи. Ведущая радиостанция передает сообщения CT после своего выравнивания временного слота TDMA DMR. Каждая радиостанция, функционирующая на канале радиосвязи, включает в себя таймер временных слотов TDMA и алгоритм синхронизации, при этом выравнивание временного слота ведущей радиостанции поддерживается ее таймером временных слотов TDMA и алгоритмом синхронизации. Таймер временных слотов TDMA и алгоритм синхронизации радиостанции определяют, например, границы согласования по времени для временного слота 102 и временного слота 104. Когда другие радиостанции, функционирующие на этом канале радиосвязи, принимают сообщения CT от ведущей радиостанции, на каждой из других радиостанций используется алгоритм синхронизации, чтобы определять согласование по времени синхронизирующей комбинации, которая присутствует в середине каждого сообщения CT. Согласование по времени синхронизирующей комбинации на каждой из других радиостанций поступает в связанный таймер временных слотов TDMA. Таймер временных слотов TDMA на каждой из других радиостанций сравнивает принятое согласование по времени синхронизирующей комбинации с ожидаемым согласованием по времени синхронизирующей комбинации. Если между принятым согласованием по времени синхронизирующей комбинации и ожидаемым согласованием по времени синхронизирующей комбинации существует различие, таймер временных слотов TDMA на каждой из других радиостанций корректирует свое согласование по времени, чтобы привести его в соответствие с согласованием по времени ведущей радиостанции.
В варианте осуществления, радиостанции 106-116 функционируют в "широкой" области, в которой по меньшей мере одна радиостанция имеет диапазон передачи, который не перекрывается с диапазоном передачи другой радиостанции в системе. Также, каждая радиостанция 106-116 характеризуется номером или значением поколения, которое обеспечивает индикацию относительно того, как далеко радиостанция находится от лидера согласования по времени. Как было отмечено выше, лидер согласования по времени устанавливает согласование по времени канала для канала радиосвязи. Поэтому, лидер согласования по времени является единственной радиостанцией, функционирующей на данном физическом канале (канале радиосвязи), которому присваивается нулевой (0) идентификатор номера поколения. Другими словами, лидер согласования по времени играет роль, подобную тактовому сигналу уровня-1 в том смысле, что он не корректирует свой тактовый сигнал на основании принимаемых сообщений, за исключением, возможно, того момента, когда лидер согласования по времени впервые присоединяется к системе. Однако, другие радиостанции корректируют свои тактовые сигналы, чтобы оставаться синхронизированными, насколько возможно, с тактовым сигналом лидера согласования по времени.
Радиостанция нулевого (0) поколения или лидер согласования по времени выбирается для данного физического канала с использованием любого подходящего процесса выбора. Подходящее правило выбора может включать в себя, например, выбор в качестве лидера радиостанции с самым высоким идентификатором (ID), выбор в качестве лидера радиостанции с самым низким ID, или выбор в качестве лидера радиостанции с атрибутом самого высокого предусмотренного приоритета, среди прочих параметров. Все другие номера поколений, ассоциированные с физическим каналом, определяются относительно радиостанции нулевого (0) поколения. В частности, радиостанции с присвоенными идентификаторами первого (1) поколения являются теми радиостанциям, которые могут принимать сообщения CT непосредственно от лидера согласования по времени. Радиостанции с присвоенными идентификаторами второго (2) поколения являются теми радиостанциями, которые могут принимать сообщения CT непосредственно от радиостанции первого (1) поколения. Радиостанции с присвоенными идентификаторами третьего (3) поколения являются теми радиостанциями, которые могут принимать сообщения CT непосредственно от радиостанций второго (2) поколения, и так далее. В общем, радиостанции с присвоенными идентификаторами N+l поколения являются теми радиостанциями, которые могут принимать передачи непосредственно от радиостанций N поколения и не могут принимать передачи непосредственно от любой радиостанции с идентификатором ниже, чем N поколение. Соответственно, более высокий номер или значение поколения (или проще говоря, более высокое поколение) для радиостанции указывает, что эта радиостанция находится дальше от лидера согласования по времени, чем радиостанция, имеющая более низкое поколение.
В соответствии с вариантом осуществления, для приема сообщений CT, передаваемых от лидера согласования по времени, каждая не ведущая радиостанция прямого режима выполнена с возможностью сканирования только предназначенного для CT канала на предмет сообщений CT, передаваемых от лидера согласования по времени. Следует отметить, что сообщения CT могут быть сообщениями CT, которые были приняты и повторно переданы (распространены) другими не ведущими радиостанциям (радиостанциям со значениями поколения больше, чем ноль). В некоторых вариантах осуществления, предназначенный для CT канал является выбранным каналом, который выбирается оператором радиосвязи через переключение селектора режима канала на каждой не ведущей радиостанции. В других вариантах осуществления предназначенный для CT канал является последним достигаемым каналом (каналом, используемым последним для передачи или приема сканирующей радиостанцией). В другом варианте осуществления предназначенный для CT канал является другим каналом, который определяется оператором радиосвязи или системным администратором (не являющимся выбранным каналом или последним достигаемым каналом).
В варианте осуществления, если радиостанция 106 выбирается в качестве лидера согласования по времени, каждая не ведущая радиостанция 108-116 отслеживает только свой предназначенный для CT канал для передаваемых сообщений CT, направляемых от радиостанции 106 или распространяемых другими не ведущими радиостанциями 108-116. Поэтому, сообщения CT от радиостанции 106 должны приниматься на предназначенном для CT канале, чтобы избегать "проблемы скрытого узла" (то есть ситуации, при которой узел не видим для других узлов в сети, и два или более узлов пытаются передавать данные одновременно, приводя к помехам на приемной радиостанции), когда не ведущая радиостанция передает на предназначенном для CT канале.
Сообщение CT, передаваемое от лидера согласования по времени (например, от радиостанции 106), может быть одним или более групповыми сообщениями сигнализации управления (CSBK) CT. В некоторых вариантах осуществления лидер согласования по времени периодически, например, каждые двести семьдесят (270) секунд, передает радиомаяк CSBK CT, который информирует о согласовании по времени канала. Период, в течение которого ведущая радиостанция передает радиомаяк CSBK CT, известен под названием интервал радиомаяка. Другие радиостанции (например, радиостанции 108-116), принимающие радиомаяк CSBK CT, повторно передают радиомаяк CSBK CT в виде принудительного распространения CSBK CT. Радиомаяк и принудительное распространение CSBK CT передаются, только когда РЧ канал свободен от всех других передач (в любом временном слоте). Поэтому передачи радиомаяка и принудительного распространения CSBK CT могут быть задержаны, и передачи радиомаяка и принудительного распространения CSBK CT могут не происходить в установленное время в предварительно определенном интервале радиомаяка, когда должна происходить передача.
Вследствие этого, окно распространения создается в начале каждого интервала радиомаяка. Окно распространения (также упоминаемое в данном документе как период распространения) является предварительно определенным периодом в начале каждого интервала радиомаяка, когда согласование по времени канала распространяется от лидера согласования по времени к другим радиостанциям на канале и когда радиомаяк или принудительное распространение CSBK CT наиболее вероятно будет на предназначенном для CT канале. Поэтому, во время окна распространения каждого интервала радиомаяка, радиостанции, в которые включено устройство сканирования, или радиостанции, которые "выполняют сканирование", выполнены с возможностью "активно" сканировать предназначенный для CT канал на предмет радиомаяка или принудительного распространения CSBK CT на предназначенном для CT канале. В варианте осуществления, активное сканирование означает, что в течение периода распространения, радиостанция посещает/сканирует предназначенный для CT канал во время каждого второго интервала сканирования (и это означает, что радиостанция поочередно выполняет сканирование между предназначенным для CT каналом и другим каналом, идентифицированным списком сканирования радиостанции). В других вариантах осуществления, активное сканирование означает, что в течение периода распространения, радиостанция посещает/сканирует предназначенный для CT канал во время каждого третьего или четвертого интервала сканирования. В любом случае, в течение периода распространения радиостанция посещает/сканирует предназначенный для CT канал более часто, чем это может быть вне периода распространения.
Рассмотрим следующий пример, если радиостанция на данный момент выполнена с возможностью сканирования четырех каналов с равным приоритетом, радиостанция обычно сканирует один канал за другим и повторяет эту схему сканирования на протяжении всего интервала радиомаяка. Соответственно, радиостанция будет сканировать первый (1) канал, затем второй (2) канал, затем третий (3) канал и после этого четвертый (4) канал, и радиостанция будет повторять эту схему сканирования на протяжении всего интервала радиомаяка. В соответствии с вариантом осуществления, в течение периода распространения радиостанция активно сканирует предназначенный для CT канал. Это означает, что в течение периода распространения, с использованием приведенного выше примера, радиостанция сканирует первый (1) канал, затем предназначенный для CT канал, затем второй (2) канал, затем предназначенный для CT канал и так далее. Следует отметить, что предназначенный для CT канал может быть или не быть одним из четырех каналов с равным приоритетом сканирования (например, канал 3 может быть таким же, как предназначенный для CT канал). Радиостанция повторяет активную схему сканирования до тех пор, пока не истекает период распространения. Это увеличивает до максимума вероятность приема не ведущими радиостанциями 108-116 согласования по времени канала, так как в течение периода распространения радиомаяк или принудительное распространение CSBK CT наиболее вероятно будет на предназначенном для CT канале. Вне периода распространения, радиостанция выполнена с возможностью возвращения к обычной схеме сканирования, при которой радиостанция может сканировать предназначенный для CT канал как нормальный канал с равным приоритетом (то есть, если один из каналов с равным приоритетом является таким же, как предназначенный для CT канал, то его сканирование продолжается, иначе вне периода распространения он не сканируется).
Для того чтобы пакеты радиомаяка или принудительного распространения CSBK CT принимались радиостанциями 108-116, длина пакетов радиомаяка или принудительного распространения CSBK CT увеличивается. Например, длина пакетов радиомаяка или принудительного распространения CSBK CT может быть увеличена от единственного пакета передачи продолжительностью 27,5 мс до передачи десяти (10) пакетов, занимающей шестьсот (600) мс. Продолжительность может быть увеличена путем вставки префикса, например, с предварительно определенным количеством блоков CSBK преамбулы, пакетов радиомаяка или принудительного распространения CSBK CT. Следует отметить, что протоколы для создания CSBK преамбулы могут быть получены при обращении к Европейскому институту стандартов по телекоммуникациям (ETSI) в Секретариате ETSI, 650, Route des Lucioles, 06921 Sophia-Antipolis Cedex, Франция, и определяются в ETSI TS 102 361-2. Также следует отметить, что префикс может состоять из любого количества пакетов; однако хорошие функциональные характеристики обеспечивают десять (10) пакетов. Специалисты в данной области техники дополнительно могут отметить, что длина префикса обычно намного короче, чем длина стандартной известной преамбулы сканирования, которая может занимать несколько секунд, основываясь на количестве каналов, которые, как предполагают, находятся в списках сканирования сканирующих радиостанций. Точное вычисленное значение предварительно определенного префикса зависит, например, от вероятности неправомочной активности каналов на другом элементе списка сканирования, количества времени, необходимого для определения, что активность является неправомочной, или от необходимой вероятности приема радиомаяка или принудительного распространения CSBK CT, когда оно присутствует на предназначенном для CT канале, среди прочих параметров. В любом случае, длина пакета радиомаяка или принудительного распространения CSBK CT увеличивается с помощью достаточного количества преамбул, чтобы привлечь внимание радиостанций 108-116, при этом не вставляя слишком много преамбул, чтобы не забивать канал чрезмерно большими передачами.
В каждом сообщении CT обеспечивается поле срока давности синхронизации (sync age), чтобы указывать срок давности синхронизации ведущей радиостанции 106. Срок давности синхронизации указывает на прошедший период от момента, когда ведущая радиостанция в последний раз передала сообщение (сообщения) CT, чтобы обновить согласование по времени канала. Если передача радиомаяка CSBK CT задерживается, например, потому что канал занят, передаваемое значение срока давности синхронизации корректируется, чтобы отражать величину задержки. Это позволяет радиостанциям 108-116 определять начало следующего интервала радиомаяка и определять окно распространения в каждом интервале радиомаяка.
В начале окна распространения ведущая радиостанция, при сканировании, на мгновение прекращает сканирование и передает радиомаяк CSBK CT на радиостанции первого поколения для дальнейшего распространения на радиостанции более высоких поколений. Когда радиостанция принимает исходный пакет радиомаяка или принудительного распространения CSBK CT, она временно приостанавливает сканирование и запускает случайный таймер удержания (также называемый случайным окном удержания). Радиостанция передает исходный пакет принудительного распространения CSBK CT, когда время случайного таймера удержания истекает, или она отменяет случайный таймер удержания, если она принимает другой пакет CSBK CT эквивалентного (или лучшего) качества.
Чтобы определить, имеет ли вновь принятый CSBK CT эквивалентное (или лучшее) качество, радиостанция исследует параметры, содержащиеся во вновь принятом CSBK CT для получения значений для параметров, таких как идентификатор источника CSBK CT, ID лидера, срок давности синхронизации и поколение, и сравнивает значения этих параметров со значениями параметров в исходном пакете радиомаяка или принудительного распространения CSBK CT. Это предполагает, что исходный CSBK CT и вновь принятый CSBK CT оба имеют ненулевой ID лидера. Когда ID лидера является нулем, это означает, что лидер неизвестен, и производятся разного рода сравнения. Если радиостанция выполняет правило, которое определяет лучший или предпочтительный ID лидера как ID лидера с большим значением, если значение вновь принятого ID лидера или идентификатора источника больше, чем значение ID лидера или идентификатора источника в исходном CSBK CT, то определяется, что вновь принятый CSBK CT имеет лучшее качество. И наоборот, если значение вновь принятого ID лидера или идентификатора источника меньше, чем значение ID лидера или идентификатора источника в исходном CSBK CT, то определяется, что вновь принятый CSBK CT имеет более низкое качество. Однако, если значение вновь принятого ID лидера или идентификатора источника равно значению ID лидера или идентификатора источника в исходном CSBK CT, то определяется, что вновь принятый ID лидера или идентификатор источника (но не обязательно CSBK CT) имеет эквивалентное качество, и также исследуется другой параметр, например параметр срока давности синхронизации, чтобы определить, имеет ли вновь принятый CSBK CT эквивалентное (или лучшее) качество.
Если радиостанция также выполняет правило, которое определяет лучший или предпочтительный срок давности синхронизации как срок давности синхронизации с меньшим значением, если значение вновь принятого срока давности синхронизации меньше, чем значение срока давности синхронизации в исходном CSBK CT, то определяется, что вновь принятый CSBK CT имеет лучшее качество. С другой стороны, если значение вновь принятого срока давности синхронизации больше, чем значение срока давности синхронизации исходного CSBK CT, то определяется, что вновь принятый CSBK CT имеет более низкое качество. Если значение вновь принятого срока давности синхронизации равно значению срока давности синхронизации исходного CSBK CT, то определяется, что вновь принятый срок давности синхронизации (но не обязательно CSBK CT) имеет качество, эквивалентное сроку давности синхронизации исходного CSBK CT, и также исследуется другой параметр, такой как параметр поколения, чтобы определить, имеет ли вновь принятый CSBK CT эквивалентное (или лучшее) качество.
Если радиостанция дополнительно выполнена с возможностью выполнения правила, определяющего лучшее или предпочтительное поколение как поколение с меньшим значением, если значение вновь принятого поколения меньше, чем значение поколения исходного CSBK CT, то вновь принятый CSBK CT воспринимается как имеющий лучшее качество. Если значение вновь принятого поколения больше, чем значение поколения исходного CSBK CT, то вновь принятый CSBK CT воспринимается как имеющий более низкое качество. Если значение вновь принятого поколения равно значению поколения исходного CSBK CT, то вновь принятое поколение, а значит, и весь CSBK CT, определяется, как имеющий эквивалентное качество.
Специалистам в данной области техники должно быть понятно, что описываемые и сравниваемые выше параметры являются примерами параметров в CSBK CT, которые могут использоваться для определения качества CSBK CT. Другие параметры, не описанные выше, также могут использоваться для определения качества CSBK CT. На любой стадии этих сравнений параметров (первой, ID лидера/ID источника, второй, срока давности синхронизации, третьей, поколения), если определяется, что вновь принятый CSBK CT имеет лучшее качество, чем исходный CSBK CT, или если определяется, что вновь принятый CSBK CT имеет качество, эквивалентное исходному CSBK CT, то случайный таймер удержания отменяется, и принудительное распространение CSBK CT не передается. Соответственно, вновь принятый пакет радиомаяка или принудительного распространения CSBK CT определяется, как имеющий эквивалентное или лучшее качество относительно вновь принятого CSBK CT, если параметры во вновь принятом CSBK CT, например ID лидера, срок давности синхронизации и/или значение поколения, расцениваются как являющиеся эквивалентными или лучше, чем параметры исходного CSBK CT, в зависимости от правил, выполняемых радиостанцией. После отмены случайного таймера удержания или передачи пакета принудительного распространения CSBK CT, радиостанция возобновляет активное сканирование или нормальное сканирование, в зависимости от того, выполняет ли радиостанция сканирование в окне распространения или нет. Если радиостанция все еще находится в пределах окна распространения, то радиостанция использует активное сканирование, в противном случае радиостанция использует нормальное сканирование.
Фиг. 2 представляет блок-схему того, как сообщения согласования по времени передаются во время интервалов радиомаяка в соответствии с некоторыми вариантами осуществления. Радиостанции на фиг. 2 идентифицируются значениями поколения G0-Gy, где G0 является лидером согласования по времени, а Gy является радиостанцией (радиостанциями), самой дальней от лидера согласования по времени. Радиостанции поколения G1-Gy выполнены с возможностью активного сканирования предназначенного для CT канала в течение периодов распространения. Фиг. 2 показывает три интервала 202-206 радиомаяка, каждый с окном распространения, определяемым как окна 0-2 распространения, соответственно. Как отмечалось выше, каждое окно распространения является предварительно определенным периодом времени в начале интервалов 202-206 радиомаяка. В варианте осуществления, каждый интервал 202-206 радиомаяка определяется так, чтобы составлять приблизительно двести семьдесят (270) секунд, а каждое окно распространения определяется так, чтобы составлять приблизительно первые шестьдесят (60) секунд интервалов 202-206 радиомаяка. Точная продолжительность окна распространения определяется прежде всего количеством ожидаемых поколений (переходов от ведущей радиостанции) и размером случайного окна удержания. Во время окна распространения радиостанции поколения G1-Gy активно сканируют канал в течение каждого второго интервала сканирования, по меньшей мере каждого второго (то есть каждого 2-го) сканируемого элемента. Это эффективно дает предназначенный для CT канал с более высоким приоритетом, чем определяемые пользователем приоритетные каналы.
1
y
1
y
Как отмечалось выше, в дополнение к выполнению активных сканирований во время окон 0-2 распространения, радиостанции поколения G-G могут реализовывать устройство сканирования, которое требует, чтобы каждая радиостанция постоянно проверяла активность на множестве каналов в списке сканирования радиостанции. Например, каждой радиостанции G-G может потребоваться постоянно сканировать до шестнадцати каналов в своем уникальном списке сканирования. Поэтому схемы сканирования, реализуемые в вариантах осуществления, позволяют радиостанциям осуществлять мониторинг предназначенного для CT канала для согласования по времени канала, так же как реализовывать устройство сканирования.
Фиг. 3А-3F являются блок-схемами схем сканирования, реализуемых в течение окна распространения и за его пределами в соответствии с некоторыми вариантами осуществления. В частности, фиг. 3А, 3B и 3C показывают схемы сканирования вне окна распространения, а фиг. 3D, 3E и 3F показывают схемы сканирования в пределах окна распространения. На фиг. 3D, 3E и 3F предназначенный для CT канал обозначен как (CTDC). На фиг. 3А-3F, неприоритетный канал обозначен как (NP), а приоритетный канал обозначен как (P). Предназначенный для CT канал также может быть неприоритетным каналом, приоритетным первым (1) каналом (с назначенным пользователем самым высоким приоритетом), или приоритетным 2 каналом (с назначенным пользователем вторым самым высоким приоритетом). Следует отметить, что в других вариантах осуществления могут быть определены дополнительные уровни приоритета. В некоторых вариантах осуществления, каждый канал посещается или сканируется в течение приблизительно пятидесяти (50) - ста (100) мс, при условии, что никакой активности на посещаемом канале не найдено. В схеме, показанной на фиг. 3А, 3B и 3C, существуют четыре неприоритетных канала (NP1-NP4), каждый из которых может быть в уникальном списке сканирования радиостанции и один из которых может быть предназначенным для CT каналом.
В схеме, показанной на фиг. 3А, радиостанция неоднократно сканирует неприоритетные каналы в последовательном порядке. Соответственно, радиостанция сканирует NP1, затем NP2, NP3 и NP4 и повторяет эту схему сканирования на протяжении каждого интервала радиомаяка.
Сравнивая схему на фиг. 3А со схемой, показанной на фиг. 3D, отметим, что в течение периода распространения каждого интервала радиомаяка радиостанция активно сканирует предназначенный для CT канал. В частности, радиостанция посещает/сканирует предназначенный для CT канал во время каждого второго интервала сканирования для получения сообщений CT. Следует отметить, что предназначенный для CT канал может быть предназначенным для речи каналом передачи. Соответственно, радиостанция сканирует NP1, затем CTDC, затем NP2, затем CTDC и так далее. Вне окна распространения, радиостанция возвращается к схеме сканирования, показанной на фиг. 3А, то есть к многократному сканированию неприоритетных каналов в последовательном порядке в течение оставшейся части интервала радиомаяка.
В примере, показанном на фиг. 3B, радиостанция выполнена с возможностью сканирования четырех неприоритетных каналов (NP1-NP4) и приоритетного канала (P1). Приоритетный канал может быть, например, каналом программы-диспетчера. Радиостанция сканирует приоритетный канал во время каждого второго интервала сканирования. Следовательно, радиостанция сканирует NP1, затем P1, затем NP2, затем P1 и так далее, и повторяет эту схему сканирования на протяжении каждого интервала радиомаяка.
Сравнивая схему на 3B со схемой, показанной на фиг. 3E, отметим, что на ней радиостанция выполнена с возможностью сканирования каналов NP1-NP4, P1 и предназначенного для CT канала. Во время окна распространения в каждом интервале радиомаяка, радиостанция сканирует предназначенный для CT канал во время каждого второго интервала сканирования. Следовательно, радиостанция сканирует NP1, затем CTDC, затем P1, затем CTDC, затем NP2, затем CTDC, затем P1, CTDC и так далее. Вне окна распространения, радиостанция возвращается к схеме сканирования, показанной на фиг. 3B, то есть к многократному сканированию приоритетного канала во время каждого второго интервала сканирования.
В другом примере, на фиг. 3C радиостанция сканирует четыре неприоритетных канала (NP1-NP4) и два приоритетных канала (P1 и P2). Радиостанция чередует сканирование приоритетных каналов во время каждого второго интервала сканирования. Следовательно, радиостанция сканирует NP1, затем P1, затем NP2, затем P2, затем NP3, затем P1 и так далее, и повторяет эту схему сканирования на протяжении каждого интервала радиомаяка.
Сопоставляя схему на фиг. 3C со схемой, показанной на фиг. 3F, отметим, что на ней в дополнение к каналам NP1-NP4 и P1-P2, радиостанция также сканирует предназначенный для CT канал. Следовательно, во время окна распространения в каждом интервале радиомаяка, радиостанция сканирует NP1, затем CTDC, затем P1, затем CTDC, затем NP2, затем CTDC, затем P2, CTDC и так далее. Вне окна распространения, радиостанция возвращается к схеме сканирования, показанной на фиг. 3C, то есть чередует сканирование приоритетных каналов во время каждого второго интервала сканирования.
В схемах, показанных на фиг. 3А, 3B и 3C, радиостанция может проверять сообщения CT один раз в течение нескольких сотен мс, при условии, что никакой активности на посещаемом канале не найдено. С другой стороны, в схемах, показанных на фиг. 3D, 3E и 3F, радиостанции проверяют сообщения CT приблизительно каждые девяносто (90) мс при условии, что никакой активности на посещаемом канале не найдено. Методика активного сканирования, реализованная на фиг. 3d, 3e и 3f, нежелательно снижает скорость проверки приоритетных каналов в два раза, но в соответствии с желанием увеличивает скорость проверки сообщений CSBK CT на предназначенном для CT канале. Следовательно, в некоторых вариантах осуществления методика активного сканирования выполняется только во время окна распространения. Комбинируя методику активного сканирования с методиками неактивного сканирования, не ведущим радиостанциям обеспечивают возможность соответствующим образом осуществлять мониторинг предназначенного для CT канала для согласования по времени канала, так же как реализовывать устройство сканирования.
Фиг. 4 представляет блок-схему того, как устанавливается окно распространения после задержки передачи в соответствии с некоторыми вариантами осуществления. Как отмечалось выше, передача радиомаяка CSBK CT может быть задержана из-за состояния занятости канала. Если происходит задержка и значение срока давности синхронизации ведущей радиостанции равно продолжительности интервала радиомаяка, значение срока давности синхронизации ведущей радиостанции сбрасывается на нуль в запланированное время (например, в конце интервала радиомаяка). Во время передачи радиомаяка CSBK CT, значение счетчика срока давности синхронизации ведущей радиостанции включается в радиомаяк CSBK CT. Как правило, радиомаяки CSBK CT передаются с нулевым значением срока давности синхронизации. Однако, если передача радиомаяка CSBK CT задерживается на D секунд, передаваемый счетчик срока давности синхронизации будет установлен так, чтобы указывать D секунд, как показано в обведенной окружностью области на фиг. 4. Это позволяет не ведущей радиостанцией всегда определять местоположение окна распространения.
Если радиостанция (первая радиостанция) не принимает радиомаяк или принудительное распространение CSBK CT в течение предварительно определенного периода времени, например, в течение двух интервалов радиомаяка (которые в варианте осуществления составляют до пятисот сорока (540) секунд), первая радиостанция передает запрос CSBK CT на согласование по времени во время окна распространения, когда другие радиостанции, как известно, выполняют активное сканирование. Это увеличивает вероятность приема ответа. Первая радиостанция делает первый запрос CSBK CT без известной на данный момент преамбулы сканирования, и если ответ не принимается, первая радиостанция делает второй запрос CSBK CT с известной на данный момент преамбулой сканирования. В некоторых вариантах осуществления, первая радиостанция информирует о своем значении поколения в запросе CSBK CT. Когда вторая радиостанция принимает запрос CSBK CT, прежде чем ответить на запрос CSBK CT, она запускает случайный таймер удержания. Если третья радиостанция отвечает на запрос CSBK CT прежде, чем истекает время случайного таймера удержания второй радиостанции, вторая радиостанция может остановить свой случайный таймер удержания и не будет пытаться ответить на запрос CSBK CT, если третья радиостанция имеет такое же или более низкое поколение, чем вторая радиостанция.
Фиг. 5 является блок-схемой, которая иллюстрирует компоненты обычной беспроводной радиостанции, в соответствии с некоторыми вариантами осуществления. В соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения, радиостанция включает в себя пользовательский интерфейс 502, такой как клавиатура, устройство отображения или датчик касания; процессор 504 для управления рабочими функциями радиостанции; запоминающее устройство 506 для хранения, например, данных и компонентов кода компьютерных программ; и беспроводный сетевой интерфейс 508 связи, который обеспечивает возможность радиостанции осуществлять беспроводную связь с другими радиостанциями. Каждое устройство из пользовательского интерфейса 502, запоминающего устройства 506 и интерфейса 508 связи оперативно соединено с процессором 504. Специалистам в данной области техники должно быть понятно, что запоминающее устройство 502 может включать в себя различные типы запоминающих устройств, такие оперативное запоминающее устройство (например, статическое оперативное запоминающее устройство (SRAM)), постоянное запоминающее устройство (например, программируемое постоянное запоминающее устройство (PROM)), электрически стираемое программируемое постоянное запоминающее устройство (EPROM) или гибридное запоминающее устройство (например, флэш-память), как известно в данной области техники. Процессор 504 осуществляет доступ к компьютерно-читаемому носителю в запоминающем устройстве 502, при этом носитель включает в себя машиночитаемые компоненты кода программы, выполненные с возможностью предписывать радиостанции выполнять функции, описанные в данном документе.
Фиг. 6 представляет схему последовательности этапов способа обеспечения возможности радиостанции прямого режима отслеживать согласование по времени канала и поддерживать сканирование канала. На этапе 610 не ведущая радиостанция, функционирующая на канале связи, определяет период распространения, в течение которого согласование по времени канала должно распространяться от ведущей радиостанции к не ведущим радиостанциям, функционирующим на этом канале связи. На этапе 620 не ведущая радиостанция реализует первую схему сканирования в течение периода распространения для сканирования предназначенного для CT канала на предмет управляющего сообщения согласования по времени с сигналом согласования по времени, посылаемым от ведущей радиостанции. Первая схема сканирования включает в себя сканирование предназначенного для CT канала во время чередующихся интервалов и сканирование неприоритетных каналов и приоритетных каналов во время интервалов сканирования, не используемых на предназначенном для CT канале. На этапе 630 не ведущая радиостанция сканирует, вне периода распространения, предназначенный для CT канал, неприоритетные каналы и приоритетные каналы с использованием второй схемы сканирования, которая отличается от первой схемы сканирования. На этапе 640 при приеме управляющего сообщения согласования по времени не ведущая радиостанция приостанавливает сканирование на предмет управляющего сообщения согласования по времени и запускает случайный таймер удержания. На этапе 650 не ведущая радиостанция передает управляющее сообщение согласования по времени на радиостанции более высокого поколения после того, как время случайного таймера удержания истекает, или отменяет случайный таймер удержания до истечения времени при приеме эквивалентного управляющего сообщения согласования по времени. На этапе 660 не ведущая радиостанция возобновляет сканирование канала связи на предмет управляющего сообщения согласования по времени, и одна или более не ведущих радиостанций используют сигнал согласования по времени для синхронизации передач, выполняемых на этом канале связи.
В вышеизложенном описании были описаны конкретные варианты осуществления. Однако специалистам в данной области техники должно быть понятно, что могут быть сделаны различные модификации и изменения без отступления от объема изобретения, которое изложено в формуле изобретения ниже. Соответственно, описание и чертежи должны рассматриваться в иллюстративном, а не ограничительном смысле, и все такие модификации должны быть включены в объем представленных сведений о настоящем изобретении.
Выгоды, преимущества, решения проблем и любой элемент (элементы), который может привести к возникновению какой-либо выгоды, преимущества или решения или привести к тому, что они станут более явными, не должны быть истолкованы как критические, необходимые или существенные признаки или элементы какого-нибудь или всех пунктов формулы изобретения. Изобретение определяется исключительно прилагаемой формулой изобретения, включая любые изменения, вносимые во время нахождения этой заявки на рассмотрении, и всеми эквивалентами этой формулы изобретения, как они опубликованы.
Помимо этого, в этом документе, относительные термины, такие как первый и второй, верхний и нижний и т.п., могут быть использованы исключительно для того, чтобы отличать один объект или действие от другого объекта или действия, не обязательно требуя или подразумевая при этом какое-либо такое фактическое взаимоотношение или порядок между такими объектами или действиями. Термины "содержит", "содержащий", "имеет", "имеющий", "включает в себя", "включающий в себя", "вмещает", "вмещающий" или любое другое их видоизменение предназначены для обозначения неисключительного включения, так что процесс, способ, изделие или устройство, которое содержит, имеет, включает в себя, вмещает перечень элементов, включает в себя не только эти элементы, но может включать в себя другие элементы, не перечисленные явно или присущие такому процессу, способу, изделию или устройству. Элемент, за которым следует "содержит...", "имеет...", "включает в себя...", "вмещает....", не исключает существование, без дальнейших ограничений, дополнительных идентичных элементов в процессе, способе, изделии или устройстве, которое содержит, имеет, включает в себя, вмещает этот элемент. Единственное число определяется как один или более, если в данном документе явно не указано иное. Термины "практически", "по существу", "приблизительно", "примерно" или их любая другая версия определяются как "близко к", как должно быть понятно специалистам в данной области техники, и в одном не имеющем ограничительного характера варианте осуществления этот термин определяется, как находящийся в пределах 10%, в другом варианте осуществления в пределах 5%, в другом варианте осуществления в пределах 1% и в еще одном варианте осуществления в пределах 0,5%. Термин "связан", при использовании в данном документе, определяется как "соединен", хотя не обязательно непосредственно и не обязательно механически. Устройство или структура, которая "выполнена" определенным способом, выполнена по меньшей мере этим способом, но также может быть выполнена способами, которые не перечислены.
Следует понимать, что некоторые варианты осуществления могут состоять из одного или более универсальных или специализированных процессоров (или "устройств обработки информации"), таких как микропроцессоры, процессоры для цифровой обработки сигналов, специализированные процессоры и программируемые пользователем вентильные матрицы (FPGA), и уникальных хранящихся программных команд (включающих в себя и программное обеспечение, и встроенное микропрограммное обеспечение), которые управляют одним или более процессорами, чтобы реализовывать, вместе с конкретными не процессорными схемами, некоторыми, большинством или всеми функциями способа и/или устройства, описанными в данном документе. В качестве альтернативы, некоторые или все функции могут быть реализованы посредством конечного автомата, который не имеет сохраненных программных команд, или в одной или более интегральных схемах прикладной ориентации (ASIC), в которых каждая функция или некоторые комбинации определенных из функций реализуются в виде заказных логических схем. Конечно, может использоваться комбинация из этих двух подходов.
Кроме того, вариант осуществления может быть реализован как компьютерно-читаемый запоминающий носитель, имеющий компьютерно-читаемый код, хранящийся на нем для программирования компьютера (например, содержащего процессор), чтобы выполнять способ, который описан и заявлен в данном документе. Примеры таких компьютерно-читаемых запоминающих носителей включают в себя жесткий диск, CD-ROM (компакт-диск, доступный только для чтения), оптическое запоминающее устройство, магнитное запоминающее устройство, ROM (постоянное запоминающее устройство), PROM (программируемое постоянное запоминающее устройство), EPROM (стираемое программируемое постоянное запоминающее устройство), EEPROM (электрически стираемое программируемое постоянное запоминающее устройство) и флэш-память, но не ограничиваются этим. Кроме того, ожидается, что специалисты в данной области техники, несмотря на, возможно, значительные усилия и множество проектных решений, мотивированных, например, доступным временем, современной технологией и экономическими соображениями, руководствуясь идеями и принципами, раскрытыми в данном документе, будут способны без труда производить такие команды и программы и IC (интегральные схемы) с минимальным экспериментированием.
Реферат обеспечен для того, чтобы позволить читателю быстро установить сущность технического раскрытия. Он представлен с пониманием того, что он не будет использоваться для интерпретации или ограничения объема или смысла формулы изобретения. Помимо этого, в вышеизложенном подробном описании можно заметить, что различные признаки в различных вариантах осуществления группируются с целью оптимизации раскрытия. Этот способ раскрытия не должен быть интерпретирован как отражение намерения требовать для заявляемых вариантов осуществления больше признаков, чем явно изложено в каждом пункте формулы изобретения. Скорее, как отражено в последующих пунктах формулы изобретения, объект изобретения заключается меньше, чем во всех признаках единственного раскрытого варианта осуществления. Таким образом, последующая формула изобретения тем самым включена в подробное описание, с каждым пунктом формулы изобретения, представляющим из себя отдельно заявленный объект изобретения.