СПОСОБ И ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ УСТАНОВЛЕНИЯ МИЛЛИМЕТРОВОГО СОЕДИНЕНИЯ
METHOD AND EQUIPMENT FOR THE ESTABLISHMENT OF THE MILLIMETER BAND CONNECTION

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Настоящее изобретение относится к области беспроводных сетей и к способам, и оборудованию для использования в таких сетях, и в частности для установления миллиметрового соединения для того, чтобы отслеживать мобильный терминал с радиосвязью миллиметровой волны.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Миллиметровая волна представляет собой электромагнитную волну (радиоволну) с длиной волны от 1 мм до 10 мм. Частота миллиметровой волны составляет 30 ГГц - 300 ГГц. Иногда радиоволны с частотой от 3 ГГц и выше альтернативно называют миллиметровыми радиоволнами.
Традиционно миллиметровые волны используются для обратного соединения в мобильной сети. Поскольку низкочастотная область становится переполненной всевозможными видами служб радиодоступа, миллиметровая волна становится все более и более интересной научному сообществу и беспроводной промышленности в целях установления соединения доступа между точкой доступа и мобильным терминалом.
Существует два специальных аспекта миллиметровой радиоволны с точки зрения конструкции антенны. Одним из них является то, что миллиметровые радиоволны будут захватывать меньшее количество энергии из-за более высокой частоты волн. Кроме того, миллиметровые радиоволны будут иметь большую мощность шума из-за пропускной способности канала миллиметровой радиоволны, являющейся, как правило, более широкой. Миллиметровая радиоволна будет искажаться от более низкого отношения сигнал-шума из-за упомянутых выше свойств, однако, это может быть компенсировано за счет более высокого коэффициента усиления антенны с более высокой направленностью антенны. Из-за меньшей длины волны миллиметровых волн размер антенны меньше для миллиметровых радиоволн. Передатчик и приемник миллиметровой радиоволны могут вместить больше антенных элементов и более узкие лучи могут, следовательно, быть получены с большим количеством антенных элементов, что приводит к более высокому усилению антенны. Луч может быть сформирован с помощью системы управления фазой так, что направление, а также ширина луча могут быть скорректированы.
Более узкий луч является полезным с целью обеспечения более высокого усиления антенны, в результате чего снижается многолучевое замирание, а также минимизируются перекрестные помехи связи. Для того чтобы установить и поддерживать связь между передатчиком и приемником с помощью узких лучей, важно рассмотреть следующие аспекты управления направленностью узких лучей для проектирования, эксплуатации и оптимизации системы миллиметровых радио волн.
Известно в данной области техники, чтобы принять от пользователя сигнал восходящей линии связи используют множество узких лучей антенны и измеряют специфичную для луча экспериментальную мощность сигнала от восходящего сигнала для всех лучей. Измеренные мощности пилот-сигналов используются для определения того, какой или какие из лучей нисходящей линии связи должны использоваться для нисходящего сигнала для пользователя. В этом известном способе существует проблема, которая не предусматривает никакого решения о том, как предикативно компенсировать изменения, вызванные движением мобильного терминала.
В системах на основе миллиметровых радиоволн мобильный терминал может передвигаться по различным шаблонам мобильности. Существует целый ряд проблем, вытекающих от этого движения терминала, например, но, не обязательно ограничиваясь, движение терминала может быть отслежено и использовано в установлении связи миллиметровой волны с высоким коэффициентом усиления и может поддерживаться как связь доступа миллиметровой волны. Кроме того, это проблема заключается в выборе следующего наилучшего направления луча от текущего наилучшего направления луча. Более того, это проблема заключается в адаптивной стратегии отслеживания, когда терминал находится в другой среде или с иным шаблоном движения, таким как, например, когда терминал переносится пешеходом, с высокой скоростью движения автомобиля или даже если терминал представляет собой фиксированный узел, который качается из-за сильного ветра.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ
На основании вышеизложенного уровня техники настоящего изобретения обеспечивается способ и оборудование, с помощью которого можно устанавливать и поддерживать высокий коэффициент усиления связи миллиметровых волн между точкой доступа/базовой станцией и подвижным терминалом.
Следующей задачей настоящего изобретения является обеспечение способа и оборудования, что дает возможность определять следующий наилучший высокий коэффициент усиления связи миллиметровых волн между точкой доступа и подвижным терминалом по сравнению с текущей наилучшей связью.
Следующей задачей настоящего изобретения является обеспечение способа и оборудования, которые могут устанавливать и поддерживать наилучшую возможную связь между точкой доступа и подвижным терминалом, когда характеристики передачи изменяются с течением времени, как, например, когда терминал переносится пешеходом, с высокой скоростью движения автомобиля или даже если терминал является фиксированным узлом, который качается, например, из-за сильного ветра.
Вышеуказанные и другие задачи и преимущества, в соответствии с настоящим изобретением, решаются и достигаются посредством изменения расположения передаваемых направленных лучей точки доступа и принимаемых направленных лучей мобильного терминала в процессе оценивания канала, в ответ на характеристики движения передатчика точки доступа, или приемника мобильного терминала, или как передатчика точки достыупа, так и приемника мобильного терминала для того, чтобы увеличить показатель успешности оценивания канала и/или сократить период оценивания канала, и/или для экономии ресурсов, используемых в процессе оценивания канала. Обеспеченное способом и оборудованием настоящее изобретение приводит к повышенной гибкости/адаптивности процесса оценивания канала. В соответствии с изобретением с целью установления и поддержания наилучшей пары диаграммы направленности антенны передатчика и диаграммы направленности антенны приемника адаптивно модифицируется операция подготовки/отслеживания. В соответствии со способом оценивания канала, согласно изобретению, передатчик излучает множество лучей, которые могут быть распределены вокруг самого сильного передаваемого направленного луча, используемого в настоящее время, и приемник использует различные диаграммы направленности антенны, чтобы протестировать диаграмму направленности антенны передатчика, и затем обеспечить обратную связь с передатчиком, на основе которого может быть определена обратная связь последующего наилучшего направления луча в следующем сообщении. Далее, диаграмма направленности передатчика и диаграмма направленности направленной антенны приемника могут быть использованы взаимозаменяемо с передаваемым направленным лучом и принимаемым направленным лучом. Передаваемый направленный луч и принимаемый направленный луч могут быть использованы с целью оценивания канала и с целью передачи данных полезной нагрузки. Самые сильные лучи, как правило, рассматриваются как наилучшие лучи и будут использоваться для передачи полезной нагрузки после процесса оценивания канала.
В соответствии с первым аспектом настоящего изобретения обеспечивается способ установления соединения, при этом способ содержит этапы, на которых:
в приемнике принимают первое количество направленных лучей, передаваемых передатчиком в различных направлениях относительно упомянутого приемника через различные поддиапазоны;
определяют первый направленный луч, имеющий самый сильный сигнал;
устанавливают первое соединение между упомянутым приемником и передатчиком с использованием первого направления направленного луча;
в упомянутом приемнике принимают второе количество направленных лучей, передаваемых упомянутым передатчиком в различных направлениях относительно упомянутого приемника через различные поддиапазоны, при этом различные направления второго количества направленных лучей находятся в непосредственной близости от направления первого направленного луча;
определяют второй направленный луч, имеющий самый сильный сигнал; и
устанавливают второе соединение между упомянутым приемником и передатчиком с использованием второго направленного луча.
В соответствии с первым аспектом настоящего изобретения, предпочтительно обеспечивается установленное соединение с более сильной интенсивностью сигнала для того, чтобы отслеживать движение приемника или передатчика. Когда либо приемник, либо передатчик представляет собой мобильный терминал, простой и надежный способ, который позволяет адаптивно отслеживать мобильный терминал с радиосвязью посредством установления и/или поддержания связи между одним терминалом, который может быть подвижным или неподвижным, таким как, точка доступа или базовая станция, и другим терминалом, который также может быть подвижным или неподвижным.
В первой возможной форме осуществления способа, в соответствии с первым аспектом, упомянутая выше радиосвязь является радиосвязью миллиметровой волны.
Во второй возможной форме осуществления способа, в соответствии с первым аспектом как таковым или с первой формой осуществления, приемник является приемником мобильного терминала.
В третьей возможной форме осуществления способа, в соответствии с первым аспектом как таковым или в соответствии с любой из предыдущих форм осуществления первого аспекта, множество передаваемых направленных лучей и/или множество принимаемых направленных лучей используются для первоначального установления упомянутой связи.
В четвертой возможной форме осуществления способа, в соответствии с первым аспектом как таковым или в соответствии с любой из предыдущих форм осуществления первого аспекта, используется множество передаваемых направленных лучей, которые расположены в непосредственной близости от самого сильного передаваемого направленного луча, первого набора передаваемых направленных лучей.
В пятой возможной форме осуществления способа, в соответствии с первым аспектом как таковым или в соответствии с любой из предыдущих форм осуществления первого аспекта, приемник мобильного терминала использует различные принимаемые направленные лучи для тестирования передаваемых направленных лучей. Это могут быть, например, различные узкие лучи, указывающие на различные стороны. Направление и ширина лучей могут быть адаптированы совместно или по отдельности. Всенаправленный луч представляет собой один специальный пример в качестве диаграммы направленности антенны, который представляет собой единственный круг.
В шестой возможной форме осуществления способа, в соответствии с первым аспектом как таковым или в соответствии с любой из предыдущих форм осуществления первого аспекта, приемник мобильного терминала использует более широкие принимаемые направленные лучи для тестирования передаваемых направленных лучей. В седьмой возможной форме осуществления способа, в соответствии с первым аспектом как таковым или в соответствии с любой из предыдущих форм осуществления первого аспекта, приемник мобильного терминала использует всенаправленный принимаемый направленный луч для тестирования передаваемых направленных лучей.
В восьмой возможной форме осуществления способа, в соответствии с первым аспектом как таковым или в соответствии с любой из предыдущих форм осуществления первого аспекта, более широкие лучи первоначально используются передатчиком и/или приемником для обеспечения первоначального грубого оценивания канала.
В девятой возможной форме осуществления способа, в соответствии с первым аспектом как таковым или в соответствии с любой из предыдущих форм осуществления первого аспекта, посредством первоначального грубого оценивания канала с последующим оцениванием канала на основе, либо более узких передаваемых направленных лучей, либо более узких принимаемых направленных лучей, или на основе и узких передаваемых направленных лучей, и принимаемых направленных лучей, получают более точные результаты оценивания канала.
В десятой возможной форме осуществления способа, в соответствии с первым аспектом как таковым или в соответствии с любой из предшествующих форм осуществления первого аспекта, используется низкочастотный спектральный диапазон посредством направленной передачи и одновременно принимаемой, вместо высокочастотного спектрального диапазона для того, чтобы получить грубые результаты оценивания канала, так как обычно низкочастотный спектральный диапазон будет производить более широкие лучи.
В одиннадцатой возможной форме осуществления способа, в соответствии с первым аспектом как таковым или в соответствии с любой из предыдущих форм осуществления первого аспекта, количество передаваемых направленных лучей и количество принимаемых направленных лучей изменяются адаптивно.
В двенадцатой возможной форме осуществления способа, в соответствии с первым аспектом как таковым или в соответствии с любой из предыдущих форм осуществления первого аспекта, отклонения передаваемых направленных лучей оценивания канала от текущего наилучшего передаваемого направленного луча адаптируются в соответствии с характеристиками движения передатчика или приемника, или как передатчика, так и приемника.
В тринадцатой возможной форме осуществления способа, в соответствии с первым аспектом как таковым или в соответствии с любой из предыдущих форм осуществления первого аспекта, отклонения принимаемых направленных лучей оценивания канала от текущего наилучшего принимаемого направленного луча адаптированы в соответствии с характеристиками движения передатчика или приемника, или как передатчика, так и приемника.
В четырнадцатой возможной форме осуществления способа, в соответствии с первым аспектом как таковым или в соответствии с любой из предыдущих форм осуществления первого аспекта, характеристики движения получаются из информационного хранилища транспортного средства, например, содержащего информацию, относящуюся к пути следования транспортного средства, расписанию транспортного средства и скорости, и/или местонахождению транспортного средства.
В пятнадцатой возможной форме осуществления способа, в соответствии с первым аспектом как таковым или в соответствии с любой из предыдущих форм осуществления первого аспекта, характеристики движения выводятся из измерений датчиков.
В шестнадцатой возможной форме осуществления способа, в соответствии с первым аспектом как таковым или в соответствии с любой из предыдущих форм осуществления первого аспекта, характеристики движения используются для определения или изменения продолжительности процесса оценивания канала до фактической передачи или приема данных полезной нагрузки.
В семнадцатой возможной форме осуществления способа, в соответствии с первым аспектом как таковым или в соответствии с любой из предыдущих форм осуществления первого аспекта, осуществляют способ в соответствии с изобретением, в котором используются характеристики движения для инициирования запуска/остановки процесса оценивания канала.
В восемнадцатой возможной форме осуществления способа, в соответствии с первым аспектом как таковым или в соответствии с любой из предыдущих форм осуществления первого аспекта, осуществляют способ в соответствии с изобретением, в котором этап первого оценивания канала использует первое количество лучей для покрытия окрестности текущим наилучшим лучом и, если этап первого оценивания канала испытывает сбой, то используется второе количество лучей для покрытия окрестности текущим наилучшим лучом, при этом упомянутое второе количество лучей больше, чем упомянутое первое количество лучей таким образом, что количество лучей, используемое с целью оценивания канала, адаптируется в соответствии с исходом оценивания канала.
В девятнадцатой возможной форме осуществления способа, в соответствии с первым аспектом как таковым или в соответствии с любой из предыдущих форм осуществления первого аспекта, осуществляют способ в соответствии с изобретением, в котором количество лучей оценивания канала уменьшается, когда оценивание канала удалось таким образом, что количество лучей, используемое с целью оценивания канала, адаптируется в соответствии с исходом оценивания канала.
В двадцатой возможной форме осуществления способа, в соответствии с первым аспектом как таковым или в соответствии с любой из предыдущих форм осуществления первого аспекта, осуществляют способ в соответствии с изобретением, в котором происходит изменение в широких лучах и/или низкочастотных сигналов, когда процесс оценивания канала не удалось по истечении заранее определенного периода времени оценивания канала.
В двадцать первой возможной форме осуществления способа, в соответствии с первым аспектом как таковым или в соответствии с любой из предыдущих форм осуществления первого аспекта, осуществляют способ в соответствии с изобретением, в котором передаваемые лучи оценивания канала и принимаемые лучи оценивания канала расположены в последовательном порядке.
В двадцать второй возможной форме осуществления способа в соответствии с первым аспектом как таковым или в соответствии с любой из предыдущих форм осуществления первого аспекта, осуществляют способ в соответствии с изобретением, в котором расположение последовательности оценивания канала передается между передатчиком и приемником.
В двадцать третьей возможной форме в осуществления способа, в соответствии с первым аспектом как таковым или в соответствии с любой из предыдущих форм осуществления первого аспекта, осуществляют способ в соответствии изобретением, в котором лучи многоканального оценивания канала передаются одновременно, в результате чего длительность процесса оценивания канала уменьшается.
В двадцать четвертой возможной форме осуществления способа, в соответствии с первым аспектом как таковым или в соответствии с любой из предыдущих форм осуществления первого аспекта, осуществляют способ в соответствии с изобретением, в котором различные передаваемые направленные лучи используют различные поддиапазоны используемого спектрального диапазона. Обычно спектральный диапазон содержит множество поддиапазонов.
В двадцать пятой возможной форме в осуществления способа, в соответствии с первым аспектом как таковым или в соответствии с любой из предыдущих форм осуществления первого аспекта, осуществляют способ в соответствии с изобретением, в котором используется передача полезной нагрузки с целью оценивания канала.
В двадцать шестой возможной форме в осуществления способа, в соответствии с первым аспектом как таковым или в соответствии с любой из предыдущих форм осуществления первого аспекта, осуществляют способ в соответствии с изобретением, в котором передача полезной нагрузки является адаптивной.
В соответствии со вторым аспектом настоящего изобретения, обеспечивается система для установления соединения между упомянутыми приемником и передатчиком. Система содержит приемник, выполненный с возможностью:
- с использованием первого набора принимаемых направленных лучей тестировать интенсивности сигнала первого набора передаваемых направленных лучей в разных направлениях, которые передаются через различные поддиапазоны передатчиком;
- передавать результат тестирования интенсивностей сигнала первого набора передаваемых направленных лучей к передатчику;
- принимать индикацию первой пары направленных лучей, имеющих самую сильную интенсивность сигнала, при этом первая пара направленных лучей содержит принимаемый направленный луч первого набора принимаемых направленных лучей и передаваемый направленный луч первого набора направленных передаваемых лучей;
- устанавливать первое соединение между приемником и передатчиком с использованием первой пары направленных лучей;
- с использованием второго набора принимаемых направленных лучей тестировать интенсивности сигналов второго набора передаваемых направленных лучей в различных направлениях, которые передаются через различные поддиапазоны упомянутым передатчиком, при этом различные направления второго набора передаваемых направленных лучей находятся в непосредственной близости от направления передаваемого направленного луча первой пары направленных лучей;
- передавать результат тестирования интенсивностей сигнала второго набора передаваемых направленных лучей к передатчику;
- принимать индикацию второй пары направленных лучей, имеющих самую сильную интенсивность сигнала, при этом интенсивность сигнала второй пары направленных лучей сильнее интенсивности сигнала первой пары направленных лучей; причем вторая пара направленных лучей содержит принимаемый направленный луч второго набора принимаемых направленных лучей и передаваемый направленный луч второго набора передаваемых направленных лучей; и
- устанавливать второе соединение между приемником и передатчиком, используя вторую пару направленных лучей.
В соответствии со вторым аспектом настоящего изобретения, обеспечивается преимущество в обеспечении установления соединения с более сильной интенсивностью сигнала для того, чтобы отслеживать движение приемника или передатчика. Когда либо приемник, либо передатчик представляет собой мобильный терминал, то простая и надежная система, которая позволяет адаптивно отслеживать мобильный терминал с радиосвязью посредством установления и/или поддержания связи между одним терминалом, который может быть подвижным или неподвижным, таким как точка доступа или базовая станция и другим терминалом, который также может быть подвижным или неподвижным.
В первой возможной форме осуществления системы, в соответствии со вторым аспектом, упомянутая выше радиосвязь является радиосвязью миллиметровой волны.
Во второй возможной форме осуществления системы, в соответствии со вторым аспектом как таковым или в соответствии с любой из предыдущих форм осуществления второго аспекта, приемник является приемником мобильного терминала.
В третьей возможной форме осуществления системы, в соответствии со вторым аспектом как таковым или в соответствии с любой из предыдущих форм осуществления второго аспекта, соответствующий передатчик и приемник содержат антенны, выполненные с возможностью излучать и принимать, соответственно, радиоволну во множестве лучей.
В четвертой возможной форме осуществления системы, в соответствии со вторым аспектом как таковым или в соответствии с любой из предыдущих форм осуществления второго аспекта, система выполняет алгоритмы формирования лучей на основе сигналов, обеспечиваемых передатчику и/или приемнику.
В пятой возможной форме осуществления системы, в соответствии со вторым аспектом как таковым или в соответствии с любой из предыдущих форм осуществления второго аспекта, приемник мобильного терминала обеспечен антенными средствами для создания всенаправленного принимаемого направленного луча для тестирования передаваемых направленных лучей.
В шестой из возможных форм осуществления системы, в соответствии со вторым аспектом как таковым или в соответствии с любой из предыдущих форм осуществления второго аспекта изобретения, система содержит средства определения характеристик движения, сконфигурированные для определения характеристик движения передатчика в точке доступа или базовой станции, или характеристик движения приемника в мобильном терминале или характеристик движения передатчика и приемника.
В седьмой возможной форме осуществления системы, в соответствии со вторым аспектов как таковым или в соответствии с любой из предыдущих форм осуществления второго аспекта, характеристики движения получаются из хранилища информации транспортного средства, например, содержащего информацию, относящуюся к маршруту транспортного средства, расписанию транспортного средства и скорости, и/или местонахождению транспортного средства.
В восьмой возможной форме осуществления системы, в соответствии со вторым аспектом как таковым или в соответствии с любой из предыдущих форм осуществления второго аспекта, характеристики движения выводятся из измерений датчиков, предусмотренных датчиками, подключенных для точки доступа или базовой станции или для мобильного терминала или, как для точки доступа или базовой станции, так и для мобильного терминала.
В девятой возможной форме осуществления системы, в соответствии со вторым аспектом как таковым или в соответствии с любой из предшествующих форм осуществления второго аспекта, передатчик и приемник, соответственно, содержат средства расположения луча, выполненные с возможностью располагать передаваемые лучи оценивания канала и принимаемые лучи оценивания канала, соответственно, в последовательном порядке.
В десятой возможной форме осуществления системы, в соответствии со вторым аспектом как таковым или в соответствии с любой из предыдущих форм осуществления второго аспекта, передатчик и приемник, соответственно, обеспечены средствами связи, которые передают расположение последовательности оценивания канала между передатчиком и получателем.
В соответствии с третьим аспектом настоящего изобретения обеспечивается точка доступа или базовая станция, обеспеченные передатчиком для установления и/или поддержания радиосвязи между указанной точкой доступа или базовой станцией, и мобильный терминал, в котором передатчик обеспечен антенной, выполненной с возможностью изменения расположения передаваемых направленных лучей точки доступа или базовой станции в процессе оценивания канала в ответ на движение характеристик точки доступа или базовой станции или мобильного терминала, или как точки доступа или базовой станции, так и мобильного терминала.
В первой возможной форме осуществления точки доступа или базовой станции, в соответствии с третьим аспектом, радиосвязь является радиосвязью миллиметровой волны.
Во второй возможной форме осуществления точки доступа или базовой станции, в соответствии с третьим аспектом как таковым или в соответствии с любой из предшествующих форм осуществления третьего аспекта, передатчик содержит антенну, выполненную с возможностью излучать указанные радиоволны во множестве лучей.
В третьей возможной форме осуществления точки доступа или базовой станции, в соответствии с третьим аспектом как таковым или в соответствии с любой из предшествующих форм осуществления третьего аспекта, передатчик выполняет алгоритмы формирования лучей по сигналам, обеспечиваемым к передатчику.
В четвертой возможной форме осуществления точки доступа или базовой станции, в соответствии с третьим аспектом как таковым или в соответствии с любой из предшествующих форм реализации третьего аспекта, точка доступа или базовая станция содержит характеристики движения средств определения, сконфигурированных для определения характеристик движения передатчика в точке доступа или базовой станции.
В пятой возможной форме осуществления точки доступа или базовой станции, в соответствии с третьим аспектом как таковым или в соответствии с любой из предшествующих форм осуществления третьего аспекта, характеристики движения выводятся из измерений датчиков, предусмотренных датчиками, подключенных к точке доступа или базовой станции.
В седьмой возможной форме осуществления точки доступа или базовой станции, в соответствии с третьим аспектом как таковым или в соответствии с любой из предшествующих форм осуществления третьего аспекта, передатчик содержит средства расположения лучей, выполненные с возможность располагать передаваемые лучи оценивания канала последовательным способом.
В восьмой возможной форме осуществления точки доступа или базовой станции, в соответствии с третьим аспектом как таковым или в соответствии с любой из предшествующих форм осуществления третьего аспекта, передатчик обеспечивается средствами связи, которые передают расположение последовательности оценивания канала между передатчиком и приемником в мобильном терминале.
В соответствии с четвертым аспектом настоящего изобретения обеспечивается мобильный терминал, обеспеченный приемником для установления и/или поддержания радиосвязи между мобильным терминалом и точкой доступа или базовой станцией, при этом приемник обеспечивается антенной, выполненной с возможностью изменять расположение принимаемых направленных лучей в процессе оценивания канала, в ответ на характеристики движения мобильного терминала или точки доступа, или базовой станции, или как точки доступа или базовой станцией, так и мобильного терминала.
В первой возможной форме осуществления мобильного терминала, в соответствии с четвертым аспектом, радиосвязь является радиосвязью миллиметровой волны.
Во второй возможной форме осуществления мобильного терминала, в соответствии с четвертым вариантом осуществления как таковым или в соответствии с любой из предшествующих форм осуществления четвертого аспекта, приемник содержит антенну, выполненную с возможностью принимать указанную радиоволну во множестве лучей.
В третьей возможной форме осуществления мобильного терминала, в соответствии с четвертым вариантом осуществления как таковым или в соответствии с любой из предшествующих форм осуществления четвертого аспекта, мобильный терминал выполняет алгоритмы формирования лучей для того, чтобы сформировать различные диаграммы направленности или диаграммы антенн приемника.
В четвертой возможной форме осуществления мобильного терминала, в соответствии с четвертым вариантом осуществления как таковым или в соответствии с любой из предшествующих форм осуществления четвертого аспекта, приемник мобильного терминала обеспечивается антенными средствами для создания всенаправленного принимаемого направленного луча или антенной диаграммой направленности, или антенной диаграммой для тестирования передаваемых направленных лучей.
В пятой возможной форме осуществления мобильного терминала, в соответствии с четвертым вариантом осуществления как таковым или в соответствии с любой из предшествующих форм осуществления четвертого аспекта, мобильный терминал содержит средства определения характеристики движения, выполненные с возможностью определять характеристики движения мобильного терминала.
В шестой возможной форме осуществления мобильного терминала, в соответствии с четвертым вариантом осуществления как таковым или в соответствии с любой из предшествующих форм осуществления четвертого аспекта, характеристики движения получаются из информационного хранилища транспортного средства, например, содержащего информацию, относящуюся к маршруту транспортного средства, расписанию транспортного средства и скорости, и/или местонахождению транспортного средства.
В седьмой возможной форме осуществления мобильного терминала, в соответствии с четвертым вариантом осуществления как таковым или в соответствии с любой из предшествующих форм осуществления четвертого аспекта, характеристики движения выводятся от измерений предусмотренных датчиков, подключенных к мобильному терминалу.
В восьмой возможной форме осуществления мобильного терминала, в соответствии с четвертым вариантом осуществления как таковым или в соответствии с любой из предшествующих форм осуществления четвертого аспекта, приемник содержит средство расположения лучей, выполненное с возможностью располагать принимаемые лучи оценивания канала в последовательном порядке.
В девятой возможной форме осуществления мобильного терминала в соответствии с четвертым вариантом осуществления как таковым или в соответствии с любой из предшествующих форм осуществления четвертого аспекта, приемник обеспечивается средствами связи, которые передают расположения последовательности оценивания канала между приемником и точкой доступа или базовой станцией.
Дополнительные цели, признаки, преимущества и свойства способа, системы, точки доступа или базовой станции и мобильного терминала в соответствии с изобретением станут очевидными из следующего подробного описания.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
В последующей подробной части настоящего изобретения, настоящее изобретение будет описано более подробно со ссылкой на примерные варианты осуществлений, показанные на чертежах, на которых:
Фиг. 1 показывает схематическое представление, которое иллюстрирует, что точка доступа должна изменить направление луча для того, чтобы поддерживать соединение с мобильным терминалом в соответствии с вариантом воплощения настоящего изобретения;
Фиг. 2 показывает схематическое представление, которое иллюстрирует основную концепцию работы в соответствии с вариантом воплощения настоящего изобретения;
Фиг. 3 показывает схему последовательности операций, иллюстрирующую управление лучом оценивания канала в соответствии с вариантом воплощения настоящего изобретения;
Фиг.4а иллюстрирует схематическую структуру приемника в соответствии с вариантом воплощения настоящего изобретения;
Фиг.4б иллюстрирует схематическую структуру приемника в соответствии с другим вариантом воплощения настоящего изобретения;
Фиг. 5а иллюстрирует схематическую структуру передатчика в соответствии с одним вариантом воплощения настоящего изобретения;
Фиг. 5б иллюстрирует схематическую структуру передатчика в соответствии с другим вариантом воплощения настоящего изобретения;
Фиг. 6 показывает блок-схему последовательности операций установления миллиметрового соединения в соответствии с вариантом воплощения настоящего изобретения; и
Фиг. 7 показывает блок-схему последовательности операций установления миллиметрового соединения в соответствии с другим вариантом воплощения настоящего изобретения.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ
Следующее подробное описание относится к конкретному, но не ограничивающему, примерному варианту воплощения настоящего изобретения.
Что касается Фиг. 1, здесь показано схематическое представление, которое иллюстрирует преимущество точки доступа 1, изменяющей направление луча (от 4 до 5), чтобы поддерживать соединение с мобильным терминалом 2, который перемещается по траектории 3 из первого положения I во второе положение II.
Что касается Фиг. 2, здесь показано схематическое представление, которое иллюстрирует основную концепцию работы в соответствии с настоящим изобретением.
В соответствии с изобретением, с целью установления и поддержания наилучшей пары диаграммы направленности антенны передатчика и диаграммы направленности антенны приемника, операция подготовки/отслеживания адаптивно модифицируется. Согласно процессу оценивания канала изобретения передатчик испускает диаграмму направленности множества лучей, которые могут быть распределены вокруг используемого в настоящее время самого сильного передаваемого направленного луча, и приемник использует различные диаграммы направленности направленной антенны, чтобы протестировать диаграмму направленности передатчика и затем обеспечить обратную связь передатчику, на основе которой обратная связь может определить направление последующего наилучшего луча в следующей передачи. Далее, диаграмма направленности антенны передатчика и диаграмма направленности антенны приемника могут использоваться наравне с передаваемым направленным лучом и принимаемым направленным лучом.
В соответствии с изобретением во время начального установления связи миллиметровой волны, количество лучей оценивания канала может быть больше для того, чтобы охватить большую возможную область. Приемник может использовать различные диаграммы направленности антенны приемника для тестирования возможного направления передачи для того, чтобы найти наилучшую пару направления луча антенны передатчика и направления луча антенны приемника, после чего может быть установлено радио соединение.
После того, как радио соединение установлено, количество передаваемых направленных лучей оценивания канала может передаваться в непосредственной близости от текущего наилучшего (или используемого в данный момент) передаваемого направленного луча. Приемник может оценивать различные передаваемые направленные лучи оценивания канала и обеспечить обратную связь к передатчику. В качестве примера передаваемые направленные лучи оценивания канала могут быть созданы вокруг используемого в настоящее время передаваемого направленного луча. В следующем обновлении наилучшее направление передаваемого направленного луча определяется на основании результатов оценивания оценивания канала.
Приемник может использовать различные принимаемые направленные лучи для тестирования передаваемых направленных лучей. В качестве альтернативы приемник может использовать более широкие лучи или диаграмма направленности всенаправленной антенны.
Более широкие лучи могут быть использованы передатчиком и приемником для получения грубых результатов оценивания, которые могут сопровождаться операцией оценивания канала с более узкими лучами для получения более тончайших/более точных результатов оценивания.
Низкочастотные спектральные лучи могут быть использованы передатчиком и приемником одновременно вместо высокочастотного спектрального диапазона для получения грубых результатов оценивания, так низкочастотный спектральный диапозон будет обеспечивать более широкие лучи для передатчика и приемника.
Количество передаваемых лучей оценивания канала и их отклонение от текущего наилучшего передаваемого направленного луча (то есть угловой сдвиг), а также количество принимаемых лучей оценивания канала и их отклонение от текущего наилучшего принимаемого направленного луча, могут быть адаптированы в соответствии с характеристиками движения терминала. Характеристики движения (скорость, маршрут и т.д.) могут быть получены из информационного хранилища транспортного средства или базы данных, где маршрут транспортного средства, расписание транспортного средства, скорость и/или информация о местоположении регистрируются в такой информационной базе данных транспортного средства. Ассоциация между терминалом и транспортным средством может быть определена способами связи по стандарту связи малого радиуса действия или другими средствами. Характеристики движения могут быть получены от измерений датчиков, которые встроены в терминал, например, гироскопа, акселерометра, датчика GPS; или от измерений датчиков, таких как спидометр соответствующего транспортного средства, измеритель скорости ветра или другие типы датчиков. Для терминала с более высокими скоростями/интенсивностью движения, количество лучей оценивания канала может быть увеличено; отклонение лучей оценивания канала от текущего наилучшего луча может быть больше. Наоборот, для терминала с низкой скоростью/угловой скоростью, к примеру, можно было бы использовать четыре луча вокруг текущего наилучшего луча и для терминала с высокой скоростью/ угловой скоростью, к примеру, можно было использовать 16 лучей оценивания канала вокруг текущего наилучшего луча. Уровень скорости/угловой скорости также может быть использован для настройки продолжительности операции оценивания канала перед передачей реальных данных полезной нагрузки.
Измерения датчиков могут быть использованы для запуска/ остановки процедуры оценивания канала. Когда терминал представляет собой фиксированный узел, например, беспроводной узел обратного соединения, количество лучей оценивания канала и отклонение, запуск/остановка процесса оценивания канала могут зависеть от измерения датчика скорости ветра и/или датчика гироскопа. Например, для фиксированной связи обратного соединения точка-точка обычно не требуется очень частое оценивание канала. В случае сильного ветра, дрожащая опорная конструкция обратного соединения (например, фонарный столб) и/или окружающая листва могут оказывать влияние на направление наилучшего луча между передатчиком и получателем, и датчик, такой как, гироскоп или спидометр ветра может запустить процедуру оценивания канала.
В одном из вариантов воплощения настоящего изобретения может использоваться многоэтапный, эвристический процесс оценивания канала: изначально используются небольшое количество лучей для оценивания близости от используемого в данный момент луча. Если первый этап оценивания канала не удался, то используют большее количество лучей для оценивания большей близости. Соответственно количество лучей оценивания канала может быть уменьшено, когда достигается успешное оценивание канала. Многоэтапный, эвристический процесс оценивания канала не может эффективно использоваться в случае, когда нет прототипа канала и/или терминала.
Изменение на более широкий луч или лучи и/или на сигнал с более низкой частотой может быть схемой ʺнейтрализацииʺ, когда процесс оценивания канала перестает работать после завершения предопределенного периода времени оценивания канала.
В соответствии с вариантом воплощения изобретения, вместо того, чтобы использовать предопределенный период оценивания канала, с целью оценивания канала может использоваться передача полезной нагрузки. Передача полезной нагрузки может происходить, используя множество лучей вокруг предыдущего ʺнаилучшего лучаʺ. Количество избыточных лучей передачи и их направления должны быть адаптивно настроены таким же образом, как и для лучей оценивания канала.
Множество лучей оценивания канала могут передаваться одновременно, что сокращает процесс оценивания канала или передаваться последовательно, что сохраняет энергию.
Со ссылками на Фиг. 3, показывающую блок-схему, которая иллюстрирует управление лучом оценивания канала в соответствии с вариантом воплощения изобретения.
В одном из вариантов воплощения изобретения, передаваемые лучи оценивания канала могут быть расположены последовательно, и принимаемые лучи оценивания канала могут быть расположены в последовательном порядке. Расположение последовательности оценивания канала может быть передано между передатчиком и приемником заранее.
В альтернативном варианте воплощения настоящего изобретения, многочисленные передаваемые направленные лучи могут передаваться одновременно посредством передатчика. Различные передаваемые направленные лучи могут использовать различные поддиапазоны используемого спектрального диапазона, чтобы различать множество передаваемых направленных лучей. Приемник, который охватывает все используемые поддиапазоны используемого спектрального диапазона, использует лучи оценивания канала в последовательном порядке. Цель такого расположения состоит в том, чтобы сократить период оценивания канала.
Вместо того чтобы использовать предопределенный период оценивания канала, также может использоваться с целью оценивания канала передача полезной нагрузки.
Фиг. 4a иллюстрирует схематическую структуру приемника как показано в Фиг. 2. Приемник 400 содержит:
- модуль 420 тестирования, выполненный с возможностью использовать первый набор интенсивностей сигнала тестирования принимаемых направленных лучей 11, 12, 13 первого набора передаваемых направленных лучей 8, 9, 10 в различных направлениях, которые передаются через различные поддиапазоны передатчиком 500;
- антенну 410, выполненную с возможностью передавать результат тестирования интенсивностей сигнала первого набора передаваемых направленных лучей 8, 9, 10 к передатчику 500;
при этом антенна 410 дополнительно выполнена с возможностью принимать индикацию первой пары направленных лучей, имеющих самую сильную интенсивность сигнала, при этом первая пара направленных лучей содержит принимаемый направленный луч первого набора принимаемых направленных лучей 11, 12, 13 и передаваемый направленный луч первого набора передаваемых направленных лучей 8, 9, 10; и
- модуль 430 установления соединения, выполненный с возможностью устанавливать первое соединение между приемником 400 и передатчиком 500 с помощью первой пары направленных лучей;
- при этом модуль тестирования дополнительно выполнен с возможностью использовать второй набор интенсивностей сигнала тестирования принимаемых направленных лучей второго набора передаваемых направленных лучей в различных направлениях, которые передаются через различные поддиапазоны упомянутым передатчиком 500, причем различные направления второго набора передаваемых направленных лучей находятся в непосредственной близости от направления передаваемого направленного луча первой пары направленных лучей;
- при этом антенна 410 дополнительно выполнена с возможностью передавать результат тестирования интенсивностей сигнала второго набора передаваемых направленных лучей 8, 9, 10 к передатчику 500;
- при этом антенна 410 дополнительно выполнена с возможностью принимать индикацию второй пары направленных лучей, имеющих самую сильную интенсивность сигнала, где интенсивность сигнала второй пары направленных лучей сильнее интенсивности сигнала первой пары направленных лучей; при этом вторая пара направленных лучей содержит принимаемый направленный луч второго набора принимаемых направленных лучей и передаваемый направленный луч второго набора передаваемых направленных лучей; и
- при этом модуль установления соединения дополнительно выполнен с возможностью устанавливать второе соединение между приемником 400 и передатчиком 500, используя вторую пару направленных лучей.
В возможной форме осуществления приемника 400, первый набор передаваемых направленных лучей 8, 9, 10 находится в более широкой части ширины луча, чем второй набор передаваемых направленных лучей; и/или первый из принимаемых направленных лучей 11, 12, 13 находятся в более широкой части ширины луча, чем второй набор принимаемых направленных лучей.
В соответствии другой возможной формы осуществления приемника 400, частота первого набора передачи направленных лучей 8, 9, 10 меньше частоты второго набора передаваемых направленных лучей; и/или частота первого набора принимаемых направленных лучей 11, 12, 13 меньше частоты второго набора принимаемых направленных лучей.
В другой возможной форме осуществления приемника 400, приемник 400 является мобильным терминалом. Количество передаваемых направленных лучей во втором наборе передаваемых направленных лучей связано с характеристиками движения мобильного терминала; и/или количество принимаемых направленных лучей второго набора принимаемых направленных лучей связано с характеристиками движения мобильного терминала.
Характеристики движения могут быть получены из измерений датчиков, которые встроены в мобильный терминал, например, гироскоп, акселерометр, датчик GPS; или из измерений датчиков, таких как спидометр соответствующего транспортного средства, измеритель скорости ветра или другие типы датчиков.
В другой возможной форме осуществления приемника 400, характеристики движения содержат скорость движения, когда мобильный терминал перемещается с более высокой скоростью, при этом количество передаваемых направленных лучей во втором наборе передаваемых направленных лучей больше, чем число передаваемых направленных лучей в первом наборе передаваемых направленных лучей 8, 9, 10; и/или количество принимаемых направленных лучей во втором наборе принимаемых направленных лучей больше, чем количество принимаемых направленных лучей в первом наборе принимаемых направленных лучей 11, 12, 13.
В другой возможной форме осуществления приемника 400, первый набор принимаемых направленных лучей 11, 12, 13 находится в более широкой части ширины луча, чем первый набор  передаваемых направленных лучей 8, 9, 10; и/или второй набор принимаемых направленных лучей находится в более широкой части ширины луча, чем второй набор передаваемых направленных лучей.
В другой возможной форме осуществления приемника 400, первый/второй набор принимаемых направленных лучей являются всенаправленными лучами.
Фиг.4б иллюстрирует еще одну структурную схему приемника, как показано на Фиг. 2. Приемник 400 в альтернативном варианте содержит: антенну 420, как показано на Фиг. 4a и процессор 440, реализующий модуль 420 тестирования, и модуль 430 установления соединения, показанный на Фиг. 4a.
Фиг. 5а иллюстрирует схематическую структуру передатчика 500, как показано на Фиг. 2. Передатчик 500 содержит:
- антенну 510, выполненную с возможностью передавать через различные поддиапазоны первый набор передаваемых направленных лучей 8, 9, 10 в различных направлениях к первому набору принимаемых направленных лучей в приемнике 400, и принимать результат тестирования интенсивностей сигналов первого набора передаваемых направленных лучей 8, 9, 10 от приемника 400;
- модуль 520 определения, выполненный с возможностью определять первую пару направленных лучей, имеющих самую сильную интенсивность сигнала, при этом первая пара направленных лучей содержит принимаемый направленный луч первого набора принимаемых направленных лучей 11, 12, 13 и передаваемый направленный луч первого набора передаваемых направленных лучей 8, 9, 10;
- при этом антенна 510 дополнительно выполнена с возможностью передавать индикацию первой пары направленных лучей; и
- модуль 530 установления соединения, выполненный с возможностью устанавливать первое миллиметровое соединение между приемником 400 и передатчиком 500 с помощью первой пары направленных лучей;
- при этом антенна 510 дополнительно выполнена с возможностью передавать через различные поддиапазоны второй набор передаваемых направленных лучей в разных направлениях второму набору принимаемых направленных лучей в приемнике 400. Направления второго набора передаваемых направленных лучей находятся в непосредственной близости от направления передаваемого направленного луча первой пары направленных лучей. Антенна 510 дополнительно выполнена с возможностью принимать результат тестирования интенсивностей сигнала второго набора передаваемых направленных лучей 8, 9, 10 от приемника 400;
- при этом модуль 520 определения дополнительно выполнен с возможностью определять вторую пару направленных лучей, имеющих самую сильную интенсивность сигнала, при этом интенсивность сигнала второй пары направленных лучей сильнее интенсивности сигнала первой пары направленных лучей; причем вторая пара направленных лучей содержит принимаемый направленный луч второго набора принимаемых направленных лучей 11, 12, 13 и передаваемый направленный луч второго набора передаваемых направленных лучей 8, 9, 10;
- при этом антенна 510 дополнительно выполнена с возможностью передавать индикацию второй пары направленных лучей; и
- модуль 530 установления соединения дополнительно выполнен с возможностью устанавливать второе миллиметровое соединение между приемником 400 и передатчиком 500, используя вторую пару направленных лучей.
Фиг. 5б иллюстрирует еще одну структурную схему передатчика 500, как показано на Фиг. 2. Передатчик 500 содержит антенну 520, как показано на Фиг. 5а, и процессор 540, реализующий модуль 520 определения и модуль 530 установления соединения, показанный на Фиг. 5а.
Обеспечивается система в соответствии с аспектом. Система содержит приемник 400, как показано на Фиг. 4а или 4b; и/или передатчик 500, как это показано на Фиг. 5а или 5b. На Фиг. 2, в качестве примера, передатчик 400 представляет собой базовую станцию или точку 6 доступа, приемник 500 представляет собой мобильную станцию 14. Тем не менее, приемник 400 может быть точкой доступа или базовой станцией, когда передатчик 500 представляет собой мобильную станцию, также упоминаемую как мобильный терминал или мобильное устройство.
Фиг. 6 показывает блок-схему последовательности операций установления миллиметрового соединения в соответствии с вариантом воплощения настоящего изобретения. Способ, показанный на фиг.6 иллюстрирует обратный процесс нахождения пары направленных лучей с более сильной интенсивностью сигнала с тем, чтобы отслеживать мобильную станцию с использованием найденной пары направленных лучей. Фиг. 6 в качестве примера берет два раза рекурсию, чтобы найти еще более сильную пару направленных лучей, повтор рекурсии не ограничен, может быть три, может быть четыре, или еще более. Способ может быть выполнен приемником 400, при этом содержит этапы, на которых:
блок 610: в приемнике 400 с использованием первого набора принимаемых направленных лучей 11, 12, 13 тестируют интенсивности сигнала первого набора передаваемых направленных лучей 8, 9, 10, передаваемые через различные поддиапазоны передатчиком 500;
блок 620: передают результат тестирования интенсивностей сигнала первого набора передаваемых направленных лучей 8, 9, 10 к передатчику 500;
блок 630: принимают индикацию первой пары направленных лучей, имеющих самую сильную интенсивность сигнала, при этом первая пара направленных лучей содержит принимаемый направленный луч первого набора принимаемых направленных лучей 11, 12, 13 и передаваемый направленный луч первого набора передаваемых направленных лучей 8, 9, 10;
блок 640: устанавливают первое миллиметровое соединение между приемником 400 и передатчиком 500, используя первую пару направленных лучей;
блок 650: в упомянутом приемнике 400, с использованием второго набора принимаемых направленных лучей тестируют интенсивности сигналов второго набора передаваемых направленных лучей в различных направлениях, которые передаются через различные поддиапазоны упомянутым передатчиком 500, при этом направления второго набора передаваемых направленных лучей находятся в непосредственной близости от направления передаваемого направленного луча первой пары направленных лучей;
блок 660: передают результат тестирования интенсивностей сигнала второго набора передаваемых направленных лучей 8, 9, 10 к передатчику 500;
блок 670: принимают индикацию второй пары направленных лучей, имеющих самую сильную интенсивность сигнала, при этом интенсивность сигнала второй пары направленных лучей сильнее интенсивности сигнала первой пары направленных лучей; причем вторая пара направленных лучей содержит принимаемый направленный луч второго набора принимаемых направленных лучей и передаваемый направленный луч второго набора передаваемых направленных лучей; и
блок 680: устанавливают второе миллиметровое соединение между приемником 400 и передатчиком 500, используя вторую пару направленных лучей.
Фиг. 7 показывает блок-схему последовательности операций установления миллиметрового соединения в соответствии с вариантом воплощения настоящего изобретения. Способ, показанный на фиг.7 иллюстрирует обратный процесс нахождения пары направленных лучей с более сильной интенсивностью сигнала с тем, чтобы отслеживать мобильную станцию с использованием найденной пары направленных лучей. Фиг. 7 качестве примера берет два раза рекурсию, чтобы найти еще более сильную пару направленных лучей, повтор рекурсии не ограничен, может быть три, может быть четыре, или еще более. Способ может быть выполнен с помощью передатчика 500, при этом содержит этапы, на которых:
блок 710: передачи через различные поддиапазоны первый набор передаваемых направленных лучей 8, 9, 10 в различных направлениях первому набору принимаемых направленных лучей в приемнике 400;
блок 720: принимают результат тестирования интенсивностей сигнала первого набора передаваемых направленных лучей 8, 9, 10 от приемника 400;
блок 730: определяют первую пару направленных лучей, имеющих самую сильную интенсивность сигнала, при этом первая пара направленных лучей содержит принимаемый направленный луч первого набора принимаемых направленных лучей 11, 12, 13 и передаваемый направленный луч первого набора передаваемых направленных лучей 8, 9, 10;
блок 730: передают индикацию первой пары направленных лучей;
блок 740: устанавливают первое миллиметровое соединение между приемником 400 и передатчиком 500 с помощью первой пары направленных лучей;
блок 750: передают через различные поддиапазоны второй набор передаваемых направленных лучей в разных направлениях второму набору принимаемых направленных лучей в приемнике 400, причем направления второго набора передаваемых направленных лучей находятся в непосредственной близости от направления передаваемого направленного луча первой пары направленных лучей;
блок 760: принимают результат тестирования интенсивностей сигнала второго набора передаваемых направленных лучей 8, 9, 10 от приемника 400;
блок 770: определяют 770 вторую пару направленных лучей, имеющих самую сильную интенсивность сигнала, при этом интенсивность сигнала второй пары направленных лучей сильнее интенсивности сигнала первой пары направленных лучей; при этом вторая пара направленных лучей содержит принимаемый направленный луч второго набора принимаемых направленных лучей 11, 12, 13 и передаваемый направленный луч второго набора передаваемых направленных лучей 8, 9, 10;
блок 770: передают индикацию второй пары направленных лучей; и
блок 780: устанавливают второе миллиметровое соединение между приемником 400 и передатчик 500, используя вторую пару направленных лучей.
В настоящем описании термин "содержащий", используемый в формуле изобретения, не исключает присутствие других элементов или этапов. Формы единственного числа, используемые в формуле изобретения, не исключают множественности.
Ссылочные обозначения, используемые в формуле изобретения, не должны быть истолкованы как ограничивающие объем изобретения.
Хотя настоящее изобретение было подробно описано с целью иллюстрации, следует понимать, что такие подробности приводятся исключительно с этой цели, и могут быть сделаны в нем изменения специалистом в данной области техники, не выходя за пределы объема настоящего изобретения.