СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ СБЕРЕЖЕНИЯ ЭНЕРГИИ ПОСРЕДСТВОМ НАЗНАЧЕНИЯ ЧЕРЕДОВАНИЙ КАДРОВ В СИСТЕМАХ СВЯЗИ
METHOD AND DEVICE FOR ENERGY SAVING BY ASSIGNMENT OF FRAMES ALTERNATION IN COMMUNICATION SYSTEMS

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится в общем к области связи и более конкретно к способам осуществления энергосбережения посредством эффективного назначения нескольких чередований кадров в системе связи.
Уровень техники
Системы связи широко используются для предоставления различных услуг связи, таких как голосовая связь, пакетная передача данных и т.д. Эти системы могут быть системами многостанционного доступа с временным, частотным и/или кодовым разделением каналов, которые способны поддерживать связь с множеством пользователей одновременно за счет совместного использования имеющихся системных ресурсов. Примерами таких систем многостанционного доступа являются системы многостанционного доступа с кодовым разделением каналов (CDMA), системы CDMA с несколькими несущими (MC-CDMA), CDMA с широкополосным доступом (W-CDMA), системы высокоскоростной пакетной передачи в нисходящем канале (HSDPA), системы многостанционного доступа с временным разделением каналов (TDMA), системы многостанционного доступа с частотным разделением каналов (FDMA) и системы многостанционного доступа с ортогональным частотным разделением (OFDMA).
Для передачи информации в системе связи могут использоваться чередования кадров. Поэтому в области связи существует потребность в методах назначения оптимального количества чередований кадров, которое бы позволило оптимизировать энергопотребление.
Сущность изобретения
Предложены способы и системы для назначения по меньшей мере одного чередования кадров из набора чередований кадров путем идентификации первого количества чередований кадров, чтобы позволить передавать информацию в идентифицированных чередованиях кадров, и назначения идентифицированных чередований кадров по меньшей мере одному терминалу доступа, чтобы он мог сберегать мощность, контролируя только назначенные чередования кадров.
Варианты изобретения также предусматривают способы и системы для запроса нескольких чередований кадров посредством идентификации нескольких чередований кадров, которые может контролировать терминал доступа, на основании по меньшей мере располагаемой мощности в точке доступа, и предоставления идентифицированного количества чередований кадров точке доступа.
Также предложены способы и системы для изменения назначенного набора чередований кадров с первого количества на второе количество посредством приема запроса на изменение назначенного набора чередований кадров с первого количества на второе количество, идентификации второго набора чередований кадров и назначения идентифицированного второго количества чередований кадров точке доступа, чтобы терминал доступа мог сберегать мощность, контролируя только назначенное второе количество чередований кадров.
Краткое описание чертежей
Существенные признаки и свойства настоящего изобретения станут более очевидными из представленного ниже подробного описания в совокупности с чертежами, на которых использованы одинаковые ссылочные обозначения.
Фиг.1 изображает один вариант выделения чередований кадров;
фиг.2 изображает последовательность операций назначения чередований кадров;
фиг.3 изображает структурные схемы точки доступа и терминала доступа;
фиг.4 изображает вариант терминала доступа;
фиг.5 изображает вариант точки доступа;
фиг.6 изображает последовательность операций для терминала доступа и
фиг.7 изображает последовательность операций для точки доступа.
Подробное описание изобретения
Термин "примерный" в данном контексте используется в значении "служащий в качестве примера, варианта или иллюстрации". Любой описанный вариант или конструкция являются "примерными" и не должны рассматриваться как предпочтительные или обладающие преимуществами относительно других вариантов или конструкций.
Термин "терминал доступа" относится к устройству, обеспечивающему голосовую связь и/или передачу данных для пользователя. Терминал доступа может быть связан с вычислительным устройством, таким как портативный или стационарный компьютер, или же он может быть автономным устройством, таким как персональный цифровой помощник. Терминал доступа может также называться абонентский узел, мобильная станция, мобильный аппарат, удаленная станция, удаленный терминал, пользовательский терминал, пользовательский агент или пользовательская аппаратура. Терминал доступа может быть абонентской станцией, беспроводным устройством, сотовым телефоном, PCS-телефоном, радиотелефоном, телефоном на основе протокола инициирования сеанса (SIP), станцией местной радиосвязи (WLL), персональным цифровым помощником (PDA), ручным устройством с возможностью беспроводного соединения или другим устройством для обработки, связанным с беспроводным модемом.
Термин "точка доступа" относится к устройству в сети доступа, которое осуществляет связь с терминалами доступа по радиоинтерфейсу через один или более секторов. Точка доступа действует как маршрутизатор между терминалом доступа и остальной частью сети доступа, которая может содержать IP-сеть, посредством преобразования полученных по радиоинтерфейсу кадров в IP-пакеты. Точка доступа также координирует управление атрибутами для радиоинтерфейса.
В одном варианте терминал доступа и точка доступа могут работать в одном из двух режимов: режиме "включенного выбранного чередования" и режиме "выключенного выбранного чередования". В режиме "включенного выбранного чередования" точка доступа посылает определенные предоставления каналов терминалу доступа только в наборе назначенных чередований кадров, называемом "набор выбранных чередований". В режиме "выключенного выбранного чередования" на кадры, которыми точка доступа может обмениваться с терминалом доступа, не налагается никаких ограничений.
В одном варианте точка доступа может входить в режим "включенного выбранного чередования" после отправки сообщения "выбранное чередование", в котором "бит включения" установлен на "1", а терминал доступа может входить в режим "включенного выбранного чередования" после приема сообщения "выбранное чередование", в котором "бит включения" установлен на 1. Терминал доступа может входить в режим "выключенного выбранного чередования" после приема сообщения "выбранное чередование", в котором "бит включения" установлен на "0", или после переключения канала связи. Точка доступа может входить в режим "выключенного выбранного чередования" после отправки сообщения "выбранное чередование", в котором "бит включения" установлен на "0", или после переключения канала. Когда терминал доступа получает сообщение "выключенное выбранное чередование" с "битом включения", установленным на "0", он может ответить сообщением "подтверждение выбранного чередования".
Для изменения действующего назначения выбранного чередования для терминала доступа точка доступа может сначала отключить действующий режим "выбранного чередования" и затем послать новое сообщение "выбранного чередования". После вхождения в режим "включенного выбранного чередования" терминал доступа и точка доступа могут сформировать индикаторы "включенного выбранного чередования", а после вхождения в режим "выключенного выбранного чередования" они могут сформировать индикаторы "выключенного выбранного чередования".
На фиг.1 изображен один вариант назначения чередований кадров для передачи предоставлений каналов в выбранных кадрах. Точка доступа (ТЧД) может передать предоставление канала для ТРД в одном или более назначенных чередований кадров. Чередование кадров может содержать периодическую или непериодическую группу кадров. Например, чередование кадров "0" может включать в себя кадры {0,6,12,…} чередование кадров "1" может включать в себя кадры {1,7,13,…}, чередование кадров "2" может включать в себя кадры {2,8,14,…} и чередование кадров "5" может включать в себя кадры {5,11,17,…}. В одном варианте ТЧД может использовать одно или более чередований кадров для передачи информации для ТРД. Например, после отправки кадра "0" чередования кадров "0", если ТЧД получает подтверждение (АСК) от целевого ТРД, то она посылает в кадре "6" новую информацию. В противном случае ТЧД может снова отправить в кадре "6" ту же самую информацию.
В одном варианте ТЧД может использовать некоторые или все имеющиеся чередования кадров, как показано на фиг.1, для передачи предоставлений каналов. Однако ТРД должен прочесть все кадры, чтобы определить возможное наличие предоставлений каналов. В этом случае ТРД будет тратить ценную мощность. Следовательно, мощность ТРД можно сберечь, если ТРД и ТЧД согласуют, какие чередования кадров будет использовать данная ТЧД. Например, если согласовано, что ТЧД будет посылать предоставления канала только в чередованиях кадров "0" и "2", то ТРД должен будет контролировать и читать только кадры 0,2,6,8,12,14 и т.д.
В одном варианте количество и обозначение выбранных чередований кадров определяются путем согласования между ТЧД и ТРД. Например, ТРД может запросить первое количество чередований кадров, которое он сможет контролировать, на основании располагаемой мощности или других факторов. ТРД может также запросить увеличение или уменьшение количества чередований кадров, которые уже были назначены ТЧД. В ответ ТЧД выполняет запрос, полученный от ТРД, и информирует его о назначенном втором количестве выбранных чередований кадров.
ТЧД может назначить несколько чередований кадров на основании нескольких факторов. В одном варианте точка доступа избегает назначать одинаковые чередования кадров двум или более ТРД. В другом варианте ТЧД может совместить назначенное чередование кадров с кадрами, которые несут канал управления мощностью. Например, как показано на фиг.1, если канал управления мощности передается в чередовании кадров "2", то одно из чередований кадров, которые назначит ТЧД, будет чередованием кадров "2". В другом варианте ТЧД может совместить назначенное чередование кадров с кадрами, смежными или наиболее близкими к кадрам, которые несут канал управления мощностью. Например, как показано на фиг.1, если канал управления мощностью передается в чередовании кадров "2", то вторым чередованием кадров, которые назначит ТЧД, будет либо чередование кадров "1", либо чередование кадров "3".
На фиг.2 показана последовательность операций назначения чередований кадров. На этапе 202 ТРД может отправить запрос на выбранное чередование (ЗВЧ), чтобы запросить режим выбранного чередования кадров. Этот запрос может содержать ИД сообщения, идентификатор целевой ТЧД или сектора, к которому обращен запрос, например PilotPN целевого сектора, и/или количество чередований кадров, которое может быть основано на располагаемой мощности ТРД. На этапе 204 ТЧД может отправить сообщение назначения выбранного чередования (СНВЧ) для назначения режима выбранного чередования для ТРД. Сообщение СНВЧ может содержать ИД сообщения, количество назначенных чередований, выделенных ТРД, ИД, назначенный каждому назначенному чередованию, и/или идентификатор ТЧД или сектора, который отправил это сообщение, например PilotPN отправившего сектора. На этапе 206 ТРД может отправить подтверждение выбранного чередования (ПВЧ) после приема сообщения СНВЧ. Сообщение ПВЧ может содержать ИД сообщения, идентификатор целевой ТЧД или сектора, к которому обращено сообщение ПВЧ, например PilotPN целевого сектора, и индикацию, что ТРД включил свой режим выбранного чередования.
На фиг.3 показаны структурные схемы точки 110х доступа и терминала 120х доступа, предназначенных для реализации выделения и назначения чередований кадров, как обсуждалось выше в связи с фиг.1 и 2. Для обратной линии связи в терминале 120х процессор 314 данных передачи (ТХ) принимает данные трафика из буфера 312 данных, обрабатывает каждый пакет данных (например, кодирует, перемежает и отображает символами) на основании выбранной схемы кодирования и модуляции и формирует символы данных. Символ данных - это символ модуляции для данных, а пилот-символ - это символ модуляции для пилот-сигнала (который известен заранее). Модулятор 316 принимает символы данных, пилот-символы и, возможно, сигналы для обратной линии, выполняет модуляцию OFDM и/или другую обработку, заданную системой, и формирует выходной поток элементов сигнала. Передающий блок (TMTR) 318 обрабатывает выходной поток элементов сигнала (например, преобразует в аналоговую форму, фильтрует, усиливает и повышает частоту) и формирует модулированный сигнал, который передается с антенны 320.
В точке 110х доступа модулированные сигналы, передаваемые терминалом 120х и другими терминалами, осуществляющими связь с точкой 110х доступа, принимаются антенной 352. Приемный блок (RCVR) 354 обрабатывает (например, адаптирует и цифрует) сигнал, принятый с антенны 352, и формирует принятые выборки. Демодулятор (Demod) 356 обрабатывает (например, демодулирует и детектирует) принятые выборки и формирует символы детектированных данных, которые представляют собой зашумленную оценку символов данных, передаваемых терминалами точке 110х доступа. Процессор 358 принятых данных (RX) обрабатывает (например, выполняет обратное отражение, обратное перемежение и декодирование) детектированных символов данных для каждого терминала и формирует декодированные данные для этого терминала.
Для прямой линии связи в точке 110х доступа данные трафика обрабатываются процессором 360 данных ТХ для формирования символов данных. Модулятор 362 принимает символы данных, пилот-символы и сигналы для прямой линии, выполняет OFDM модуляцию и/или другую соответствующую обработку и формирует выходной поток элементов сигнала, который затем приводится к соответствующим условиям передающим блоком 364 и передается с антенны 352. Сигналы прямой линии связи могут содержать команды управления мощностью, выработанные контроллером 370 для всех терминалов, осуществляющих передачу на обратной линии связи в сторону базовой станции 110х. В терминале 120х модулированный сигнал, переданный базовой станцией 110х, принимается антенной 320, приводится к соответствующим условиям и оцифровывается приемным блоком 322, а затем обрабатывается демодулятором 324 для получения детектированных символов данных. Процессор 326 данных RX обрабатывает детектированные символы данных и формирует декодированные данные для терминала и сигналы для прямой линии связи. Контроллер 330 принимает команды управления мощностью, управляет передачей данных и передает мощность по обратной линии связи точке 110х доступа. Контроллеры 330 и 370 соответственно управляют работой терминала 120х и точки 110х доступа. Запоминающие устройства 332 и 372 хранят программные коды и данные, используемые контроллерами 330 и 370, соответственно для реализации выделения и назначения чередований кадров, как обсуждалось выше.
На фиг.4 показан вариант терминала доступа. Блоки обработки в ТРД могут включать в себя первый модуль 402, который идентифицирует несколько чередований кадров, например, на основании по меньшей мере мощности, располагаемой ТРД; второй модуль 404, который запрашивает несколько чередований кадров у ТЧД; третий модуль 406, который принимает и обрабатывает назначенные чередования кадров, и четвертый модуль 408, который посылает сообщение ACK после приема назначенных чередований кадров.
На фиг.5 показан вариант точки доступа. Блоки обработки в ТЧД могут включать в себя первый модуль 502, который принимает запрос от одного или более ТРД на несколько чередований кадров; второй модуль 504, который идентифицирует несколько чередований кадров; третий модуль 506, который назначает идентифицированные чередования кадров, и четвертый модуль 508, который отправляет назначенные чередования кадров одному или более ТРД.
На фиг.6 показана последовательность операций, выполняемых терминалом доступа. В одном варианте ТРД может контролировать несколько факторов в ТРД, таких как располагаемая мощность, на этапе 602. ТРД может также идентифицировать на этапе 604 несколько чередований кадров, которые он способен поддерживать, например, на основании определенной располагаемой мощности ТРД. Независимо от того, выполняет ли ТРД вначале этапы 602 и 604 или нет, ТРД запрашивает несколько чередований кадров на этапе 606. ТРД может принять несколько назначенных чередований кадров на этапе 608, факультативно отправить сообщение ACK после приема назначенных чередований кадров на этапе 610 и начать контролировать только назначенные чередования кадров на этапе 612, тем самым сберегая мощность.
На фиг.7 показана последовательность операций, выполняемых точкой доступа. В одном варианте ТЧД может принимать запросы на выбранные чередования кадров, этап 702, от одного или более ТРД. Независимо от того, принимает ли ТЧД запрос или нет, она идентифицирует и назначает несколько чередований кадров на этапе 704 и отправляет назначенное количество назначенных чередований кадров в сторону ТРД на этапе 706. ТЧД может принять на этапе 708 сообщение АСК, если оно было отправлено ТРД. ТЧД отправляет предоставления каналов целевому РТД только в назначенных чередованиях кадров на этапе 710.
В описанных выше вариантах изобретения ТЧД и ТРД могут согласовать между собой набор назначенных чередований кадров, который ТЧД сможет использовать для передачи информации, чтобы позволить ТРД контролировать только назначенные кадры. Следовательно, целевому ТРД не нужно будет тратить ограниченную мощность для контролирования всех кадров.
Описанные варианты изобретения можно использовать с любой одной или нескольких из следующих технологий, реализованных в системах многостанционного доступа с кодовым разделением каналов (CDMA), системах CDMA с несколькими несущими (MC-CDMA), CDMA с широкополосным доступом (W-CDMA), системах высокоскоростной пакетной передачи в нисходящем канале (HSDPA), системах многостанционного доступа с временным разделением каналов (TDMA), системах многостанционного доступа с частотным разделением каналов (FDMA) и системах многостанционного доступа с ортогональным частотным разделением (OFDMA).
Для реализации описанных методов передачи сигналов можно использовать различные средства. Например, эти методы можно реализовать в аппаратных средствам, программных средствах или их комбинации. При аппаратной реализации узлы, используемые для обработки сигналов (например, для сжатия и кодирования) можно воплотить в одной или нескольких интегральных схемах специального назначения (ASIC), процессорах цифровой обработки сигналов (DSP), устройствах для цифровой обработки сигналов (DSPD), программируемых логических ИС (PLD), вентильных матрицах, программируемых пользователем (FPGA), процессорах, контроллерах, микроконтроллерах, микропроцессорах, других электронных устройствах, предназначенных для выполнения описанных функций, или в их комбинации. Обрабатывающие блоки, используемые для декодирования и декомпрессии сигналов, также можно реализовать в одной или более ASIC, DSP и т.п.
При программной реализации методы передачи сигналов можно реализовать с помощью модулей (например, процедур, функций и т.п.), которые выполняют описанные функции. Программные коды можно хранить в запоминающем устройстве (например, ЗУ 332 или 372 на фиг.3) и исполнять процессором (например, контроллером 330 или 370). Запоминающее устройство может быть реализовано в процессоре или быть внешним по отношению к процессору.
Представленное выше описание вариантов позволит любому специалисту в данной области осуществить или использовать настоящее изобретение. Для специалистов будут очевидны различные изменения, которые можно внести в эти варианты, и описанные общие принципы изобретения можно применить в других вариантах, не выходя за рамки объема изобретения. Таким образом, настоящее изобретение не ограничено описанными вариантами и имеет самый широкий объем в соответствии с раскрытыми принципами и новыми существенными признаками.