РЕГУЛИРОВАНИЕ МОЩНОСТИ И УПРАВЛЕНИЕ РЕСУРСАМИ В ОРТОГОНАЛЬНЫХ БЕСПРОВОДНЫХ СИСТЕМАХ
POWER ADJUSTMENT AND RESOURCE CONTROL IN ORTOGHOHAL WIRELESS SYSTEMS

По данной заявке испрашивается приоритет по дате подачи предварительной заявки на патент США серийный номер 60/786464, зарегистрированной 27 марта 2006 года и озаглавленной "A Method of Power Control Algorithm for DFMA Systems", которая полностью содержится в данном документе по ссылке.
Область техники, к которой относится изобретение
Настоящая заявка относится, в общем, к системам и способам связи, а более конкретно, к системам и способам, которые используют компоненты регулирования мощности для того, чтобы уменьшать помехи между беспроводными сотами и в пределах данной соты.
Уровень техники
Системы беспроводной связи применяются практически во всех областях обмена информацией между людьми. От сотовых телефонов до систем обмена текстовыми сообщениями, технологии связи в этой сфере деятельности постоянно изменяются, совершенствуются и эволюционируют в другие формы. Одна такая технология включает в себя объем используемых цифровых данных, таких как Интернет-информация, которая сегодня передается в мобильные беспроводные системы. Многие системы в настоящее время доставляют такую цифровую информацию, когда есть множество стандартов, чтобы задавать то, как доставлять требуемое цифровое содержимое соответствующим пользователям. Один такой стандарт включает в себя IEEE 802.20, который задает нормативы проектирования беспроводных систем, которые передают различные типы данных.
В общем, нормативы, изложенные в 802.20, служат в качестве технических условий для PHY- и MAC-уровней радиоинтерфейса для взаимодействующих мобильных широкополосных систем с беспроводным доступом с коммутацией пакетов. В типичном варианте эти системы работают в лицензированных полосах частот ниже 3,5 ГГц, поддерживают пиковые скорости передачи данных в расчете на пользователя свыше 1 Мбит/с, поддерживают классы передвижной мобильности вплоть до 250 км/ч и охватывают размеры сот, соответствующих повсеместным городским вычислительным сетям. Это включает в себя позиционирование спектральных эффективностей, которые используют скорости передачи пользовательских данных с числом активных пользователей, значительно выше достигаемых посредством существующих мобильных систем.
Другие признаки 802.20 включают в себя предоставление возможности глобального развертывания недорогих, спектрально эффективных, всегда активных и взаимодействующих мобильных широкополосных систем с беспроводным доступом, чтобы разрешать различные пользовательские потребности. Эти потребности включают в себя мобильный и повсеместный доступ в Интернет, прозрачную поддержку Интернет-приложений, доступ к службам корпоративных сетей интранет, наряду с прозрачным доступом к информационно-развлекательным услугам и услугам определения местоположения. Таким образом, технические условия 802.20 заполняют зазор производительности между услугами с низкой мобильностью и высокой скоростью передачи данных, разработанными в общих технических условиях 802, и сотовыми сетями с высокой мобильностью.
Техническая осуществимость беспроводных систем 802.20 продемонстрирована посредством внутренних проприетарных систем, в настоящее время находящихся в разработке и пробном использовании. Эти системы используют технологические компоненты, широко развернутые сегодня, такие как модемы, радиостанции, антенны и PHY/MAC-протоколы. Эти решения могут использовать согласованные технологии расширенного спектра (такие как перескок частоты), радиотехнологии (такие как OFDM), усовершенствованные технологии обработки сигналов (такие как адаптивные антенны) и сотовые архитектуры. Также, эти технологии успешно тестировались и развертывались в прошлом и находят все большее применение, к примеру, в LAN/MAN- и сотовых окружениях. Коммерческое развертывание сотовых беспроводных сетей в полосах, лицензированных на предмет мобильных услуг, демонстрирует то, что поддержка радиоинтерфейсов для высоконадежных сетей фактически пригодна для коммерческого развертывания.
Одна область интереса текущих стандартов проектирования, таких как 802.20, относится к тому, как данная беспроводная сота передает данные в абонентское оборудование или терминалы в пределах этой соты и как одна беспроводная сота может оказывать влияние на одну или более других сот. Это включает в себя то, как задавать величину помех, которые могут вызываться посредством одного или более беспроводных терминалов в соте, и влияние, которое эти терминалы могут иметь на другие терминалы, работающие в соседних сотах. В общем, желательно регулировать величину мощности, формируемую в какой-либо соте так, чтобы уменьшать помехи в других сотах, которые находятся в заданной близости, а также то, как на соты можно оказывать влияние. Также, терминалы в рамках любой данной соты могут оказывать влияние на другие терминалы в рамках той же соты, поскольку может быть невозможным иметь идеальную ортогональность в соте, тем самым вызывая определенные потери или помехи в соте. В настоящее время, один способ, предлагаемый посредством 802.20, влечет за собой регулирование мощности, которая передается внутри соты. Этот способ включает в себя регулирование относительной спектральной плотности мощности из абонентского оборудования в сотах. Проблема этого способа состоит в том, что нет обратной связи или информации для того, чтобы определять то, есть ли влияние одной соты на другую. Также, помимо средств регулирования относительной спектральной плотности мощности, могут быть более эффективные способы того, чтобы регулировать величину помех между сотами и/или потенциал помех в рамках данной соты.
Сущность изобретения
Далее представлена упрощенная сущность различных вариантов осуществления, для того чтобы предоставить базовое понимание некоторых аспектов вариантов осуществления. Это краткое изложение не является исчерпывающим общим представлением. Оно не имеет намерением идентифицировать ключевые/критические составные части или устанавливать границы объема вариантов осуществления в данном документе. Ее единственная цель - представить некоторые понятия в упрощенной форме в качестве вступления в более подробное описание, которое изложено далее.
Предоставляются системы и способы регулирования мощности восходящей линии связи в беспроводных сетевых сотах, чтобы уменьшать помехи между сотами и/или помехи в данной соте. Различные способы используют параметры, которые поддерживаются и передаются между базовой станцией (иногда упоминаемой как узел B) и одним или более компонентов/устройств или пользовательским оборудованием, которое обменивается данными с базовой станцией и формирует соответствующую соту. В общем, соты работают, практически не зная о том, что другая сота также может быть совсем рядом и тем самым являться потенциальным источником помех. Таким образом, базовые станции, работающие в данной соте, могут передавать некоторые общие параметры состояния, включая то, есть или нет каких-либо устройств, в данный момент передающих в соте. Таким образом, один параметр, который может передаваться между сотами, указывает общее понятие нагрузки в соте, при этом индикатор нагрузки может сообщать помехи, испытываемые сотой. Из этих и других параметров, помехи между сотами могут быть уменьшены за счет использования параметров для того, чтобы снижать мощность передачи в соответствующих устройствах, работающих в данной соте. За счет снижения мощности передачи исходя из определенных параметров шумовое влияние между сотами может быть снижено, как и влияние посредством таких факторов, как потери сигнала между устройствами.
В варианте осуществления, компонент регулирования мощности использует индикатор нагрузки и другой параметр, такой как запас мощности, причем этот запас может быть функцией от опорного сигнала плюс максимальная номинальная мощность от данного терминала. На основе этих параметров мощности передачи могут быть приспособлены в передающем устройстве соты так, чтобы снижать влияние на устройства в сотах или устройства, ассоциативно связанные с другими сотами. В другом варианте осуществления компонент регулирования плотности мощности регулирует параметр запаса мощности (или относительную допустимую мощность передачи) наряду с параметром, упоминаемым как абсолютная спектральная плотность мощности, в устройстве. На основе этой комбинации запаса мощности и/или абсолютной спектральной плотности мощности устройства, работающие в данной соте, могут регулировать данную выходную мощность передачи, чтобы уменьшать помехи в беспроводной сети.
Для осуществления вышеупомянутых и связанных целей определенные иллюстративные аспекты вариантов осуществления описаны в данном документе в связи с нижеследующим описанием и прилагаемыми чертежами. Эти аспекты указывают на различные способы, которыми могут быть использованы на практике варианты осуществления, все из которых предназначены для того, чтобы быть охваченными.
Краткое описание чертежей
Фиг.1 - это схематичная блок-схема, иллюстрирующая компоненты регулирования мощности в беспроводной сети.
Фиг.2 - блок-схема, иллюстрирующая процесс регулирования относительной мощности.
Фиг.3 - блок-схема, иллюстрирующая процесс регулирования относительной мощности, имеющий средство регулирования абсолютной спектральной плотности мощности.
Фиг.4 - схема, иллюстрирующая процесс регулирования относительной спектральной плотности мощности.
Фиг.5 - схема, иллюстрирующая комбинации компонентов регулирования мощности.
Фиг.6 - схема, иллюстрирующая регулирование мощности и регулирования спектральной плотности мощности в беспроводных сетях.
Фиг.7 - иллюстрация примерной системы связи (к примеру, системы сотовой связи), реализованной в соответствии с различными аспектами.
Фиг.8 - иллюстрация примерного конечного узла (к примеру, мобильного узла), ассоциативно связанного с различными аспектами.
Фиг.9 - иллюстрация примерного узла доступа, реализованного в соответствии с различными аспектами, описанными в данном документе.
Фиг.10 - иллюстрация системы регулирования мощности в соответствии с беспроводным терминалом.
Фиг.11 - иллюстрация системы регулирования мощности в соответствии с базовой станцией.
Подробное описание изобретения
Предусмотрены системы и способы уменьшения помех в беспроводной сети за счет регулирования уровней мощности передающего устройства в сети. В одном варианте осуществления предусмотрен способ регулирования мощности в беспроводной сети. Способ включает в себя определение параметра относительной мощности в беспроводном устройстве, таком как мобильный беспроводной терминал, и прием параметра нагрузки в беспроводном устройстве, при этом параметр нагрузки ассоциативно связан, по меньшей мере, с одной другой беспроводной сотой. Способ включает в себя регулирование мощности передачи беспроводного устройства согласно параметру относительной мощности и параметру нагрузки. В другом варианте осуществления мощность передачи может регулироваться согласно параметру абсолютной спектральной плотности мощности. В еще одном другом варианте осуществления, наряду с параметрами относительной мощности и абсолютной спектральной плотности мощности, мощность передачи может регулироваться согласно параметру относительной спектральной плотности мощности.
При использовании в данной заявке термины "компонент", "сеть", "система" и т.п. означают связанный с компьютером объект, будь то аппаратные средства, комбинация аппаратных средств и программного обеспечения, программное обеспечение либо программное обеспечение в ходе приведения в исполнение. Например, компонент может быть, но не только, процессом, запущенным на процессоре, процессором, объектом, исполняемым файлом, потоком исполнения, программой и/или компьютером. В качестве иллюстрации, и приложение, запущенное на устройстве связи, и устройство может быть компонентом. Один или более компонентов могут храниться внутри процесса и/или потока исполнения, и компонент может быть локализован на компьютере или распределен между двумя и более компьютерами. Кроме того, эти компоненты могут приводиться в исполнение с различных машиночитаемых носителей, в которых хранятся различные структуры данных. Компоненты могут обмениваться данными посредством локальных и/или удаленных процессов, например, в соответствии с сигналом, имеющим один или более пакетов данных (к примеру, данных из одного компонента, взаимодействующего с другим компонентом в локальной системе, распределенной системе и/или по проводной или беспроводной сети, например по Интернету).
Фиг.1 иллюстрирует беспроводную сетевую систему 100, имеющую компоненты регулирования для уменьшения помех в системе. Система 100 включает в себя множество сот, проиллюстрированных ссылочными позициями 110-120, где каждая из соответствующих сот включает в себя станцию (ссылочные позиции 124-130), которая обменивается данными по беспроводным сетям (ссылочные позиции 134-140) с одним или более пользовательских устройств (ссылочные позиции 144-150) в пределах соответствующих сот. Пользовательские устройства 144-150 могут включать в себя практически любой тип устройства беспроводной связи, такой как сотовый телефон, компьютер, персональное устройство, карманные или дорожные устройства и т.п.
В одном варианте осуществления компонент 160 регулирования мощности (или компоненты) предусмотрен для того, чтобы регулировать мощность пользовательских устройств 144-150, причем такое регулирование основано на относительной мощности передачи устройств. В другом варианте осуществления компонент 170 регулирования мощности предусмотрен для того, чтобы регулировать мощность как функцию от относительной мощности устройства и параметра абсолютной спектральной плотности мощности, ассоциативно связанного с устройствами. Компоненты 160 и 170 регулирования мощности могут приводиться в исполнение как алгоритм, к примеру, который совместно используется станциями 124-130 и пользовательскими устройствами 144-150. Например, станция 124 может использовать все или части компонентов 160 и/или 170 с пользовательскими устройствами 144, тогда как станция 126 может использовать все или части компонентов 160 и/или 170 с пользовательскими устройствами 146. В общем, пользовательские устройства 144-150 (или терминалы) сообщают набор параметров вместе с запросом на передачу данных в пределах соответствующих сот 110-120. Таким образом, соответствующая обслуживающая сота 110-120 регулирует изменение относительной мощности передачи пользовательского устройства 144-150 и/или абсолютное значение абсолютной спектральной плотности мощности пользовательского устройства, при этом другие соты 110-120 влияют на изменение мощности передачи устройства посредством передачи информации по нагрузке соты, как подробнее описано ниже.
В общем, компоненты 160 и 170 регулирования мощности предоставляют возможность регулирования мощности восходящей линии связи в сотах 110-120 для того, чтобы уменьшить помехи между сотами и/или помехи в пределах данной соты. Различные процессы используют параметры, которые поддерживаются и передаются между станциями 124-130 (иногда упоминаемыми как узел B) и ассоциативно связанными пользовательскими устройствами 144-150. В общем, соты 110-120 работают, практически не зная о том, что другая сота также может быть совсем рядом и тем самым являться потенциальным источником помех. Таким образом, станции 124-130, работающие в данной соте 110-120, могут передавать некоторые общие параметры состояния, включая то, есть или нет каких-либо устройств 144-150, в данный момент передающих в данной соте. Таким образом, один параметр, который может передаваться между сотами 110-120, указывает общее понятие нагрузки в соте, при этом бит индикатора нагрузки, к примеру, может сообщать то, что, по меньшей мере, одно устройство 144-150 выполняет передачу в соте. Из этих и других параметров помехи между сотами 110-120 могут быть уменьшены за счет использования параметров для того, чтобы снижать мощность передачи в соответствующих устройствах 144-150, работающих в данной соте. За счет снижения мощности передачи исходя из определенных параметров влияние между сотами 110-120 может быть снижено, как и влияние от таких факторов, как потери сигнала между устройствами, работающими в данной соте.
В варианте осуществления компонент 160 регулирования мощности использует биты индикатора нагрузки, указанные выше, и еще один параметр, такой как запас мощности, причем этот запас может быть функцией от опорного сигнала, поддерживаемого в станциях 124-130, плюс максимальная номинальная мощность от данных устройств 144-150. На основе этих параметров передачи мощности могут быть приспособлены в передающем устройстве 144-150 соты 124-130 так, чтобы снижать влияние на устройства в сотах или устройства, ассоциативно связанные с другими сотами. В другом варианте осуществления компонент 170 регулирования плотности мощности регулирует параметр запаса мощности (или относительную допустимую мощность передачи) наряду с параметром, упоминаемым как абсолютная спектральная плотность мощности в устройствах 144-150. На основе этой комбинации запаса мощности и/или абсолютной спектральной плотности мощности, устройства 144-150, работающие в данной соте 124-130, могут регулировать данную выходную мощность передачи, чтобы уменьшать помехи.
Следует отметить, что компоненты 160 регулирования мощности и компоненты 170 регулирования спектральной плотности мощности могут быть комбинированы с существующими способами, чтобы регулировать мощность в данной соте 110-120. Например, один существующий способ использует параметр относительной спектральной плотности мощности, чтобы регулировать мощность в данной соте. Эти параметры относительной спектральной плотности мощности могут быть использованы с параметрами записи и параметрами абсолютной спектральной плотности мощности для того, чтобы дополнительно уменьшать помехи в пределах или между сотами 110-120. Эти идеи подробнее описаны ниже, где фиг.2 иллюстрирует способ, который регулирует относительную мощность устройства, фиг.3 иллюстрирует способ, который регулирует абсолютную спектральную плотность мощности и относительную мощность устройства, а фиг.4 иллюстрирует существующий способ, который регулирует относительную спектральную плотность мощности, при этом фиг.5 иллюстрирует комбинации регулирования, которые могут быть использованы из способов, проиллюстрированных на фиг.2-4.
Прежде чем продолжить, одно или более из следующих соображений может быть применено при применении компонентов 160 и/или 170 регулирования мощности. Как упоминалось выше, компоненты 160 или 170 могут быть предусмотрены как алгоритм регулирования мощности, к примеру, для систем множественного доступа с частотным разделением каналов (FDMA). В общем, эти компоненты 160 и 170 используются для того, чтобы уменьшать межсотовые помехи и предоставлять гибкость диспетчера в пределах сот, чтобы выделять полосу пропускания различным пользователям, при этом диспетчер используется в станциях 124-130 для того, чтобы определять, какая полоса пропускания доступна данному пользователю. В одном примерном варианте применения компонентов 160 и 170 могут быть использованы следующие допущения. В типичном варианте каждое устройство 144-150 имеет одну обслуживающую соту 110-120 в канале восходящей линии связи. Обслуживающая сота 110-130 в типичном варианте не знает о помехах, вызываемых посредством передачи от своих устройств 144-150 в другие соты. В общем, каждая сота периодически передает в широковещательном режиме индикатор нагрузки в восходящей линии связи (к примеру, бит, сообщающий занятость или нет) по каналу нисходящей линии связи соответствующему пользовательскому устройству 144-150 с определенной периодичностью. Также, в общем, каждое устройство 144-150 декодирует биты индикатора нагрузки из всех сот 110-120 в своем наборе вариантов и уменьшает свою мощность передачи и/или спектральную плотность мощности (PSD) соответствующим образом.
Фиг.2, 3 и 4 иллюстрируют процессы регулирования мощности и процессы регулирования спектральной плотности мощности для беспроводных систем. Хотя в целях упрощения пояснения методологии показаны и описаны как последовательность действий, необходимо понимать и принимать во внимание, что процессы, описанные в данном документе, не ограничены порядком действий, поскольку некоторые действия могут осуществляться в другом порядке и/или параллельно с действиями, отличными от действий, показанных и описанных в данном документе. Например, специалисты в данной области техники должны понимать и принимать во внимание, что методология может быть альтернативно представлена как последовательность взаимосвязанных состояний или событий, к примеру, на диаграмме состояний. Более того, не все проиллюстрированные действия могут быть необходимы для того, чтобы реализовывать методологию в соответствии с настоящими методологиями, раскрытыми в данном документе.
Фиг.2 иллюстрирует процесс 200 регулирования мощности в беспроводной системе, при этом процесс может быть реализован как алгоритм при необходимости. Переходя к этапу 210, опорный сигнал поддерживается в базовой станции. В этом случае опорное соотношение "сигнал-шум" (SNR) поддерживается в базовой станции или узле B на основе периодически передаваемого сигнала и/или на основе качества обслуживания (QoS) передаваемого трафика. На этапе 220 пользовательское оборудование (UE) или устройство периодически сообщает параметр запаса мощности на основе мощности передачи (Tx) опорного сигнала. В общем, запас мощности - это функция от максимальной Tx-мощности UE и любых команд индикации нагрузки, декодированных от других необслуживающих сот. На этапе 230 базовая станция предоставляет выделение восходящей лини связи в UE. Например, узел B предоставляет выделение восходящей лини связи, которое может включать в себя следующую информацию:
a. полоса пропускания;
i. число тонов;
b. формат пакетов;
i. размер пакетов и модуляция.
На 240 UE передает отформатированный пакет в соответствии с назначением на этапе 230 с указанной максимальной мощностью передачи. Следующие примерные уравнения предоставлены для того, чтобы более подробно проиллюстрировать процесс 200.
Могут применяться следующие обозначения:
P
(i,t)=
ref
опорная Tx-мощность для UE i во время t;
W
=
ref
опорная полоса пропускания;
P
i
max
()=максимальная Tx-мощность для UE i на основе характеристик UE;
P
(i,t)=
max
максимальная допустимая Tx-мощность для UE i во время t;
Δ(i,t)=
максимальный поддерживаемый запас Tx-мощности для UE
L(i,t)=
команда индикатора полезной нагрузки для UE i во время t;
f
(•)=функция, чтобы преобразовывать команду индикатора нагрузки в снижение Tx-мощности (дБ);
g(•)=функция, чтобы учитывать предыдущую и текущую опорную мощности (дБ);
E
=
s,i
Rx-энергия на символ модуляции для пользователя i;
N
t
=тепловые плюс другие помехи PSD.
При этом UE сообщает:
При условии, что UE передает с ограниченной мощностью по опорной полосе пропускания, максимальное SNR на символ модуляции может быть записано следующим образом:
Диспетчер в станции или узле B теперь может гибко выделять полосу пропускания другим пользователям,
W
(i)=
assign
где выделенная полоса пропускания для UE i;
TF
(i)=
assign
выделенный транспортный формат для UE i.
Таким образом, каждый выделенный пользователь передает данные с уровнем мощности, заданным посредством следующего:
Фиг.3 иллюстрирует процесс 300 регулирования спектральной плотности мощности (PSD) для беспроводных сетей. Аналогично процессу 200 выше, процесс 300 включает в себя поддержание опорного сигнала в базовой станции на этапе 310. В отличие от процесса 300, есть отличие в регулировании на этапе 320, которое влечет за собой сообщение посредством UE дополнительной переменной, а именно максимальной допустимой Tx-мощности, задаваемой следующим образом:
С помощью дополнительной информации по максимальной допустимой Tx-мощности базовая станция или узел B может регулировать Tx PSD и SNR приемного устройства (Rx) от каждого диспетчеризованного пользователя. В общем, этапы 330 и 340 аналогичны процессу 200, описанному выше. А именно, на этапе 330 базовая станция предоставляет выделение восходящей линии связи в UE, которое может включать в себя полосу пропускания и формат пакетов, как описано выше. На этапе 340, UE передает отформатированный пакет в соответствии с назначением на этапе 330 с указанной максимальной мощностью передачи и дополнительным параметром максимальной допустимой мощности передачи.
Фиг.4 иллюстрирует процесс 400 регулирования относительной спектральной плотности мощности (PSD) для беспроводных сетей. На этапе 410, опорная PSD поддерживается в базовой станции или узле B на основе периодически передаваемого сигнала и/или на основе QoS передаваемого трафика. На этапе 420, UE периодически сообщает дельту опорной PSD и ассоциативно связанную полосу пропускания, где Tx PSD - это функция от опорной PSD и любых команд индикации нагрузки, декодированных от других необслуживающих сот; и ассоциативно связанная полоса пропускания вычисляется для максимальной мощности передачи и Tx PSD. На этапе 430, базовая станция или узел B предоставляет выделение восходящей лини связи, включающее в себя следующую информацию:
a. полоса пропускания;
i. число тонов;
b. формат пакетов;
i. размер пакетов и модуляция.
На этапе 440, UE передает пакет в соответствии с назначением Tx PSD. Следующие примерные уравнения предоставлены для того, чтобы более подробно проиллюстрировать процесс 400.
Могут применяться следующие обозначения:
ref
Ф(i)=опорная PSD для UE i;
tx
Ф(i)=Tx PSD для UE i;
Δ
i
t)
psd
(, =повышение опорной PSD (дБ) для UE i во время t;
W
(i)
tx
=ассоциативно связанная полоса пропускания Tx для UE i.
UE сообщает:
где
Опорная PSD задается следующим образом:
Диспетчер использует следующие критерии для того, чтобы выделять полосу пропускания различным пользователям со следующим ограничением:
W
(i)
W
(i)
assign
tx
=выделенная полоса пропускания для UE i≤
tx
Таким образом, каждое выделенное UE передает PSD в Ф(i) и передает данные на уровне мощности, задаваемом следующим образом:
Следует отметить, что базовая станция или узел B не регулирует абсолютное значение Tx PSD из каждого UE. Вместо этого она регулирует разность Tx PSD и опорной PSD. Дополнительные сведения, касающиеся различий между регулированием мощности, регулированием абсолютной спектральной плотности мощности и регулированием относительной спектральной плотности мощности, описываются ниже со ссылкой на фиг.6.
На фиг.5 проиллюстрированы комбинации компонентов 500 регулирования мощности. В этом варианте осуществления показано, что различные комбинации алгоритмов регулирования могут быть реализованы или динамически выбраны между соответствующими базовыми станциями и ассоциативно связанными пользовательскими устройствами или оборудованием. В позиции 510 показаны средства регулирования мощности и они, в общем, связаны с процессами, проиллюстрированными на фиг.2. В позиции 520 средства регулирования мощности используют средства регулирования абсолютной спектральной плотности мощности (PSD), проиллюстрированные на фиг.3, а в позиции 530 предусмотрены средства регулирования PSD, которые используют средства регулирования относительной PSD передающего устройства. Таким образом, в одном случае можно использовать один компонент, такой как средства 510 регулирования мощности. В другом примере, могут быть использованы средства 510 регулирования мощности и средства 520 регулирования мощности. В еще одном другом примере средства 510, 520 и 530 регулирования мощности могут быть использованы для того, чтобы уменьшать мощность пользовательских устройств и уменьшать помехи в беспроводной сети или между сетями. Можно принимать во внимание, что различные комбинации компонентов 510, 520 и 530 могут быть использованы в различное время или согласно различным вариантам применения.
Фиг.6 иллюстрирует соображения 600 регулирования мощности и регулирования спектральной плотности мощности в беспроводных сетях. Следует отметить, что:
- процесс или алгоритм 200 регулирует относительную Tx-мощность UE;
- процесс или алгоритм 300 регулирует относительную Tx-мощность UE и абсолютную Tx PSD; и
- процесс или алгоритм 400 регулирует относительную Tx PSD UE.
В нижеследующем описании анализируются различия между этими соответствующими процессами.
Без потери общности можно предположить, что опорное Rx SNR для всех пользователей практически одинаковое (к примеру, один канал, одна частота стирания/ошибок). В типичном сценарии это не обязательно должно иметь место, и Rx SNR может варьироваться как функция от точно соответствующего канала. Дополнительно, можно предположить, что максимальная Tx-мощность каждого UE является одинаковой (к примеру, один класс UE в сети). В позиции 610, рассматриваются изолированные соты, при этом различия регулирования мощности рассматриваются в позиции 620 для изолированной соты. Ниже предоставляется примерный анализ регулирования мощности.
В вышеприведенном процессе каждое UE сообщает:
и выделение восходящей линии связи таково, что
Каждый выделенный пользователь передает данные с уровнем мощности, заданным посредством следующего:
Следовательно, каждый пользователь может передавать на текущей максимальной допустимой мощности. Тем не менее, конкретная для пользователя Tx PSD варьируется в зависимости от выделения полосы пропускания и может сжато регулироваться, если используется процесс 300.
В позиции 630 по фиг.6 рассматриваются различия PSD, при этом следующий примерный анализ предоставляется.
В алгоритме регулирования PSD каждое UE сообщает
и
Выделение восходящей линии связи таково, что
Равенство сохраняется, если и только если:
Таким образом, UE не передает на максимальной мощности до тех пор, пока ей не выделена полоса пропускания для передачи, которая сообщается в диспетчер, ассоциативно связанный с базовой станцией.
В позиции 640 по фиг.6 рассматриваются межсотовые помехи, при этом следующий примерный анализ может применяться.
PSD передачи от UE, когда применяется процесс 200 или 300, может быть записана следующим образом:
PSD передачи от UE, когда применяется процесс 400, может быть записана следующим образом:
В общем, обе схемы приводят к идентичному PSD, если
Тем не менее, процесс 200 или 300 не накладывает явных ограничений для UE на выбор полосу пропускания выделения, тогда как в процессе 400:
В общем, процесс 300 регулирует Tx-мощность и PSD UE и не накладывает никаких ограничений на выбор узлом B выделения полосы пропускания. Объем служебной информации обратной связи восходящей линии связи аналогичен в процессах или алгоритмах 300 и 400 и меньше для алгоритма или процесса 200.
Со ссылкой на фиг.7 проиллюстрирована примерная система 700 связи (к примеру, сеть сотовой связи), реализованная в соответствии с различными аспектами, которая содержит множество узлов, соединенных между собой посредством линий связи. Узлы в примерной системе 700 связи обмениваются информацией с помощью сигналов (к примеру, сообщений) на основе протоколов связи (к примеру, Интернет-протокола (IP)). Линии связи системы 700 могут быть реализованы, например, с помощью проводов, оптоволоконных кабелей и/или методик беспроводной связи. Примерная система 700 связи включает в себя множество конечных узлов 744, 746, 744', 746', 744", 746", которые осуществляют доступ к системе 700 связи посредством множества узлов 740, 740' и 740" доступа. Конечными узлами 744, 746, 744', 746', 744", 746" могут быть, к примеру, устройства или терминалы беспроводной связи, а узлами 740, 740', 740" доступа могут быть, к примеру, маршрутизаторы беспроводного доступа или базовые станции. Примерная система 700 связи также включает в себя ряд других узлов 704, 706, 709, 710 и 712, используемых для того, чтобы предоставлять взаимосвязность либо предоставлять конкретные услуги или функции. В частности, примерная система 700 связи включает в себя сервер 704, используемый для того, чтобы поддерживать перенос и хранение состояния, относящегося к конечным узлам. Серверным узлом 704 может быть AAA-сервер, сервер переноса контекста, сервер, включающий в себя функциональность AAA-сервера и функциональность сервера переноса контекста.
Примерная система 700 связи иллюстрирует сеть 702, которая включает в себя сервер 704, узел 706 и узел 709 домашнего агента, которые подключены к промежуточному сетевому узлу 710 посредством соответствующих сетевых линий 705, 707 и 708 связи соответственно. Промежуточный сетевой узел 710 в сети 702 также предоставляет взаимосвязность с сетевыми узлами, которые являются внешними с точки зрения сети 702, посредством сетевой линии 711 связи. Сетевая линия 711 связи соединена с другим промежуточным сетевым узлом 712, который предоставляет дополнительную связность множеству узлов 740, 740', 740" доступа посредством сетевых линий 741, 741', 741" связи соответственно.
Каждый узел 740, 740', 740" доступа проиллюстрирован как предоставляющий связность множеству из N конечных узлов (744, 746), (744', 746'), (744", 746") соответственно посредством соответствующих линий (745, 747), (745', 747'), (745", 747") связи для доступа соответственно. В примерной системе 700 связи каждый узел 740, 740', 740" доступа проиллюстрирован как использующий беспроводную технологию (к примеру, линии связи для беспроводного доступа), чтобы предоставлять доступ. Зона покрытия радиосвязи (к примеру, соты 748, 748' и 748" связи) каждого узла 740, 740', 740" доступа соответственно проиллюстрирована как окружность, окружающая соответствующий узел доступа.
Примерная система 700 связи представлена в качестве основы для описания различных аспектов, изложенных в данном документе. Дополнительно, различные несравнимые сетевые технологии предназначены для того, чтобы попадать в рамки области применения заявляемого предмета изобретения, при этом число и тип сетевых узлов, число и тип узлов доступа, число и тип конечных узлов, число и тип серверов и других агентов, число и тип линий связи и взаимосвязность между узлами могут отличаться от означенного в примерной системе 700 связи, проиллюстрированной на фиг.7. Дополнительно, функциональные объекты, проиллюстрированные в примерной системе 100 связи, могут быть опущены или комбинированы. Также, местоположение или размещение функциональных объектов в сети может варьироваться.
Фиг.8 иллюстрирует примерный конечный узел 800 (к примеру, мобильный узел), ассоциативно связанный с различными аспектами. Примерным конечным узлом 800 может быть устройство, которое может быть использовано в качестве любого из конечных узлов 744, 746, 744', 746', 744", 746", проиллюстрированных на фиг.7. Как проиллюстрировано, конечный узел 800 включает в себя процессор 804, интерфейс 830 беспроводной связи, интерфейс 840 пользовательского ввода/вывода и запоминающее устройство 810, соединенные вместе посредством шины 806. Соответственно, различные компоненты конечного узла 800 могут обмениваться информацией, сигналами и данными посредством шины 806. Компоненты 804, 806, 810, 830, 840 конечного узла 800 могут размещаться в корпусе 802.
Интерфейс 830 беспроводной связи предоставляет механизм, посредством которого внутренние компоненты конечного узла 800 могут отправлять и принимать сигналы в/из внешних устройств и сетевых узлов (к примеру, узлов доступа). Интерфейс 830 беспроводной связи включает в себя, например, модуль 832 приемного устройства с соответствующей приемной антенной 836 и модуль 834 передающего устройства с соответствующей передающей антенной 838, используясь для подключения конечного узла 800 к другим сетевым узлам (к примеру, посредством каналов беспроводной связи).
Примерный конечный узел 800 также включает в себя устройство 842 пользовательского ввода (к примеру, клавиатуру) и устройство 844 пользовательского вывода (к примеру, дисплей), которые подключаются к шине 806 посредством интерфейса 840 пользовательского ввода/вывода. Таким образом, устройство 842 пользовательского ввода и устройство 844 пользовательского вывода могут обмениваться информацией, сигналами и данными с другими компонентами конечного узла 800 посредством интерфейса 840 пользовательского ввода/вывода и шины 806. Интерфейс 840 пользовательского ввода/вывода 840 и ассоциативно связанные устройства (к примеру, устройство 842 пользовательского ввода, устройство 844 пользовательского вывода) предоставляют механизм, посредством которого пользователь может оперировать с конечным узлом 800 для того, чтобы выполнять различные задачи. В частности, устройство 842 пользовательского ввода и устройство 844 пользовательского вывода предоставляют функциональность, которая позволяет пользователю контролировать конечный узел 800 и приложения (к примеру, модули, программы, процедуры, функции и т.д.), которые приводятся в исполнение в запоминающем устройстве 810 конечного узла 800.
Процессор 804 может быть под управлением различных модулей (к примеру, процедур), включенных в запоминающее устройство 810, и может управлять работой конечного узла 800, чтобы выполнять различную передачу служебных сигналов и обработку, описанную в данном документе. Модули, включенные в запоминающее устройство 810, приводятся в исполнение при запуске или по мере вызова посредством других модулей. Модули могут обмениваться данными, информацией и сигналами, когда приводятся в исполнение. Модули также могут совместно использовать данные и информацию, когда приводятся в исполнение. Запоминающее устройство 810 конечного узла 800 может включать в себя модуль 812 передачи служебных сигналов/управления и данные 814 служебных сигналов/управления.
Модуль 812 передачи служебных сигналов/управления управляет обработкой, связанной с приемом и отправкой сигналов (к примеру, сообщений) для управления хранением, извлечением и обработкой информации состояния. Данные 814 служебных сигналов/управления включают в себя информацию состояния, такую как, к примеру, параметры, состояние и/или другую информацию, относящуюся к работе конечного узла. В частности, данные 814 служебных сигналов/управления могут включать в себя конфигурационную информацию 816 (к примеру, идентификационную информацию конечного узла) и операционную информацию 818 (к примеру, информацию о текущем состоянии обработки, состоянии ожидающих запросов и т.д.). Модуль 812 передачи служебных сигналов/управления может осуществлять доступ и/или модифицировать данные 814 служебных сигналов/управления (к примеру, обновлять конфигурационную информацию 816 и/или операционную информацию 818).
Фиг.9 предоставляет иллюстрацию примерного узла 900 доступа, реализованного в соответствии с различными аспектами, описанными в данном документе. Примерным узлом 900 доступа может быть устройство, используемое в качестве любого из узлов 740, 740', 740" доступа, проиллюстрированных на фиг.7. Узел 900 доступа включает в себя процессор 904, запоминающее устройство 910, сетевой/межсетевой интерфейс 920 и интерфейс 930 беспроводной связи, соединенные вместе посредством шины 906. Соответственно, различные компоненты узла 900 доступа могут обмениваться информацией, сигналами и данными через шину 906. Компоненты 904, 906, 910, 920, 930 узла 900 доступа могут размещаться в корпусе 902.
Сетевой/межсетевой интерфейс 920 предоставляет механизм, посредством которого внутренние компоненты узла 900 доступа могут отправлять и принимать сигналы в/из внешних устройств и сетевых узлов. Сетевой/межсетевой интерфейс 920 включает в себя модуль 922 приемного устройства и модуль 924 передающего устройства, используемые для подключения узла 900 доступа к другим сетевым узлам (к примеру, посредством медных проводов или оптоволоконных линий). Интерфейс 930 беспроводной связи также предоставляет механизм, посредством которого внутренние компоненты узла 900 доступа могут отправлять и принимать сигналы в/из внешних устройств и сетевых узлов (к примеру, конечных узлов). Интерфейс 930 беспроводной связи включает в себя, например, модуль 932 приемного устройства с соответствующей приемной антенной 936 и модуль 934 передающего устройства с соответствующей передающей антенной 938. Интерфейс 930 беспроводной связи может быть использован для подключения узла 900 доступа к другим сетевым узлам (к примеру, посредством каналов беспроводной связи).
Процессор 904 под управлением различных модулей (к примеру, процедур), включенных в запоминающее устройство 910, управляет работой узла 900 доступа, чтобы выполнять различную передачу служебных сигналов и обработку. Модули, включенные в запоминающее устройство 910, могут приводиться в исполнение при запуске или по мере вызова посредством других модулей, которые могут присутствовать в запоминающем устройстве 910. Модули могут обмениваться данными, информацией и сигналами, когда приводятся в исполнение. Модули также могут совместно использовать данные и информацию, когда приводятся в исполнение. В качестве примера, запоминающее устройство 910 узла 900 доступа может включать в себя модуль 912 управления состоянием и модуль 914 передачи служебных сигналов/управления. Согласно каждому из этих модулей, запоминающее устройство 910 также включает данные 913 управления состоянием и данные 915 служебных сигналов/управления.
Модуль 912 управления состоянием управляет обработкой принимаемых сигналов от конечных узлов или других сетевых узлов, касающихся хранения и извлечения состояния. Данные 913 управления состоянием включают в себя, например, связанную с конечными узлами информацию, такую как состояние или часть состояния, или местоположение текущего состояния конечного узла, если сохранено в каком-либо другом сетевом узле. Модуль 912 управления состоянием может осуществлять доступ и/или модифицировать данные 913 управления состоянием.
Модуль 914 передачи служебных сигналов/управления управляет обработкой сигналов в/из конечных узлов по интерфейсу 930 беспроводной связи и в/из других сетевых узлов посредством сетевого/межсетевого интерфейса 920, как требуется для других операций, таких как базовая беспроводная функция, управление сетью и т.д. Данные 915 служебных сигналов/управления включают в себя, например, связанные с конечным узлом данные, касающиеся назначения беспроводного канала для базовой работы, и другие связанные с сетью данные, такие как адрес серверов поддержки/администрирования, конфигурационная информация для базовых конфигураций сети. Модуль 914 передачи служебных сигналов/управления может осуществлять доступ и/или модифицировать данные 915 служебных сигналов/управления.
Следует отметить, что в системе множественного доступа (к примеру, FDMA, OFDMA, CDMA, TDMA и т.д.) несколько терминалов могут передавать параллельно по восходящей линии связи. В этой системе контрольные подполосы могут совместно использоваться различными терминалами. Методики оценки каналов могут быть использованы в случаях, когда контрольные подполосы для каждого терминала охватывают всю рабочую полосу (возможно, за исключением границ полосы). Такая структура контрольных подполос должна быть желательной для того, чтобы получить частотное разнесение для каждого терминала.
Описанные в данном документе методики могут быть реализованы различными средствами. Например, эти методики могут быть реализованы в аппаратных средствах, программном обеспечении или их сочетании. При реализации в аппаратных средствах блоки обработки, используемые для оценки канала, могут быть реализованы в одной или нескольких специализированных интегральных схемах (ASIC), процессорах цифровых сигналов (DSP), устройствах цифровой обработки сигналов (DSPD), программируемых логических устройствах (PLD), программируемых пользователем матричных БИС (FPGA), процессорах, контроллерах, микроконтроллерах, микропроцессорах, других электронных устройствах, предназначенных для того, чтобы выполнять описанные в данном документе функции, или в их комбинациях.
При реализации в программном обеспечении описанные в данном документе методики могут быть реализованы с помощью модулей (к примеру, процедур, функций и т.п.), которые выполняют описанные в данном документе функции. Программные коды могут быть сохранены в запоминающем устройстве и приведены в исполнение процессором. Запоминающее устройство может быть реализовано в процессоре или внешне по отношению к процессору, причем во втором случае оно может быть функционально подсоединено к процессору с помощью различных средств, известных в данной области техники.
Фиг.10 - это иллюстрация системы 1000 регулирования мощности в соответствии с беспроводным терминалом. В общем, система 1000 связана с устройством беспроводной связи, чтобы регулировать передаваемую мощность. Она включает в себя логический компонент 1002 для приема параметров нагрузки, ассоциативно связанных с беспроводными сетевыми сотами. Например, она может включать в себя схему приемного устройства в беспроводном терминале или другие компоненты приемного устройства. В позиции 1004 предоставлен логический компонент для формирования параметра запаса мощности на основе принимаемого опорного сигнала. Он может включать в себя процессор, ассоциативно связанный с беспроводным терминалом. В позиции 1006 предоставлен логический компонент для регулирования мощности, по меньшей мере, частично на основе параметров нагрузки и параметра запаса мощности. Он может включать в себя, например, команды процессора или аппаратные средства, чтобы приводить в исполнение алгоритм регулирования мощности. В позиции 1008 предоставлен логический компонент для регулирования мощности на основе параметра абсолютной спектральной плотности мощности, причем этот модуль также может включать в себя компоненты алгоритма.
Фиг.11 - это иллюстрация системы 1100 регулирования мощности в соответствии с базовой станцией. Система 1100 связана с устройством беспроводной связи, чтобы регулировать передаваемую мощность, и включает в себя логический компонент 1102 для формирования параметров нагрузки, ассоциативно связанных с одной или более беспроводных сетевых сот. Он может включать в себя, к примеру, передающее устройство базовой станции. В позиции 1104 предоставлен логический компонент для определения опорного сигнала на основе соотношения "сигнал-шум" (SNR) или параметра качества обслуживания (QoS). Он может включать в себя, например, компонент процессора в базовой станции, чтобы определять опорный сигнал. В позиции 1106 предоставлен логический компонент для передачи параметров нагрузки и опорного сигнала, чтобы упрощать регулирование мощности в беспроводной сети. Он может включать в себя запоминающее устройство для сохранения параметров. В позиции 1108 предоставлен логический компонент для регулирования мощности на основе параметра абсолютной спектральной плотности мощности. Он может включать в себя беспроводной терминал, который регулирует свою мощность на основе таких параметров.
То, чтобы было описано выше, включает в себя примерные варианты осуществления. Конечно, невозможно описать каждую вероятную комбинацию компонентов или методологий в целях описания вариантов осуществления, но специалисты в данной области техники могут признавать, что многие дополнительные комбинации и перестановки допустимы. Следовательно, эти варианты осуществления предназначены для того, чтобы охватывать все подобные преобразования, модификации и разновидности, которые попадают под дух и область применения прилагаемой формулы изобретения. Более того, в пределах того, как термин "включает в себя" используется либо в подробном описании, либо в формуле изобретения, этот термин используется аналогично термину "содержит", когда используется в качестве промежуточного слова в формуле изобретения.