СПОСОБЫ И УСТРОЙСТВО БЕСПРОВОДНОГО ТЕРМИНАЛА ДЛЯ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ В СИСТЕМЕ БЕСПРОВОДНОЙ СВЯЗИ, КОТОРАЯ ИСПОЛЬЗУЕТ МНОГОРЕЖИМНУЮ БАЗОВУЮ СТАНЦИЮ
METHODS AND DEVICES FOR WIRELESS STATION FOR USAGE IN WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM, WHICH USE MULTIMODE BASIC STATION

Область техники
Настоящее изобретение относится к способу и устройству для реализации систем беспроводной связи, где устройство может включать в себя, например, базовые станции, которые поддерживают множество режимов работы, и/или беспроводные терминалы для взаимодействия с базовыми станциями, которые поддерживают множество режимов работы.
Предшествующий уровень техники
В типовом случае в системах беспроводной связи базовые станции включены и непрерывно работают в активном режиме работы. В этом активном режиме работы базовая станция работает в соответствии с временной и частотной структурой нисходящей линии, например, с повторяющейся временной и частотной структурой. Сигналы синхронизации, такие как сигналы маяка, и пилот-сигналы передаются на запланированной основе на ассоциированных предварительно определенных уровнях мощности. Уровни мощности и скорости передачи этих сигналов синхронизации обычно не изменяются, независимо от числа и/или состояния пользователей, в текущий момент обслуживаемых базовой станцией. В районах сотового покрытия с высокой плотностью населения это не является значительным фактором, поскольку обычно в любой данный момент времени имеется, по меньшей мере, один или более активных пользователей, использующих базовую станцию в качестве своей точки подключения к сети и передающих пользовательские данные. Эти активные беспроводные терминалы требуют полного уровня сигналов синхронизации, чтобы поддерживать точную временную синхронизацию и поддерживать точные оценки текущих каналов.
Однако в некоторых областях сотового покрытия, таких как удаленные сельские районы, имеющие низкие плотности населения, и/или районы, имеющие изменяющиеся в широких пределах требования к нагрузке как функции времени или планирования, было бы предпочтительным, если бы были разработаны способы и устройство, которые позволили бы управлять базовой станцией в определенное время и/или при определенных условиях таким образом, чтобы снижать мощность передачи и/или снижать взаимные помехи, создаваемые базовой станцией. Например, будем учитывать, что базовая станция, например базовая станция у железнодорожного пути в сельском районе, может иметь достаточные временные интервалы, в которых базовая станция не имеет никаких зарегистрированных беспроводных терминалов, которым необходимо обмениваться пользовательскими данными, например, принимать и/или передавать пользовательские данные. В такой ситуации в течение такого временного интервала мощность базовой станции расходуется впустую при передаче полного набора сигналов синхронизации при нормальных уровнях мощности. В дополнение, смежные сотовые ячейки, которые могут иметь высокие плотности населения и обычно имеют множество активных пользователей, будут испытывать отрицательное воздействие из-за помех, генерируемых от ненужной транслируемой сигнализации синхронизации. Путем снижения уровня помех, воспринимаемого в смежной сотовой ячейке, пропускная способность данных в такой смежной ячейке может быть повышена, например, обеспечивая возможность повышения скорости кодирования для заданного уровня мощности передачи и схемы модуляции.
Было бы желательно разработать способы и устройство, которые позволили бы сократить широковещательную передачу сигналов синхронизации в ответ на изменяющиеся условия в системе. Было бы полезно, если бы такие способы и устройство поддерживали, по меньшей мере, некоторые из следующих характеристик: быстрого возвращения к полному уровню сигналов синхронизации, если требуется, легко обнаруживаемой повторно активизированной сигнализации, непрерывных операций передачи обслуживания и возможности перехода между различными уровнями сигнализации синхронизации как функции информации планирования. Также было бы полезным разработать способы и устройство для поддержки множества уровней сигнализации синхронизации, которые могли бы поддерживать зарегистрированные беспроводные терминалы в неактивном состоянии беспроводного терминала независимо от уровня сигнализации синхронизации. Кроме того, было бы полезно, если бы низкий уровень сигнализации синхронизации все еще обеспечивал бы беспроводный терминал способностью обнаруживать присутствие базовой станции и/или сравнивать принятый уровень сигнала базовой станции с другими базовыми станциями, которые потенциально могли бы быть использованы в качестве точек подключения к сети.
Ввиду вышеуказанного, имеется потребность в новых способах и устройстве для реализации и поддержки операций многорежимной базовой станции.
Сущность изобретения
Настоящее изобретение относится к способам и устройству для реализации систем беспроводной связи, где устройство может включать в себя, например, базовые станции, которые поддерживают множество режимов работы, и/или беспроводные терминалы для взаимодействия с базовыми станциями, которые поддерживают множество режимов работы.
Различные способы и устройство согласно изобретению направлены на беспроводные терминалы, которые предназначены для использования с базовой станцией, которая поддерживает множество режимов работы, например первый режим, такой как режим полного включения, и второй режим, такой как неактивный режим. Может иметь место более двух режимов работы, и в некоторых вариантах осуществления они поддерживаются базовой станцией, при этом каждый режим соответствует, например, различным скоростям сигнализации, по меньшей мере, одного периодического сигнала и/или различным уровням мощности, используемым для передачи некоторых конкретных периодических сигналов, таких как группа пилотных тонов или сигналов маяка.
За счет поддержки множества режимов работы передачи базовой станцией сигналов управления могут быть уменьшены, если высокий уровень сигнализации не требуется, например, если в ячейке нет активных беспроводных терминалов. Путем уменьшения передач базовой станции в аспекте частоты и/или уровня мощности можно снизить взаимные помехи с передачами в соседних сотовых ячейках. Это позволяет достичь лучшей пропускной способности в системе с множеством базовых станций, где передачи смежных базовых станций могут создавать взаимные помехи друг другу. В зависимости от конкретного режима работы базовая станция может поддерживать сигнализацию нисходящей линии, например широковещательную передачу данных, передачи данных восходящей линии, которые могут потребовать более высокого уровня сигнализации управления. Режимы, которые поддерживают передачи пользовательских данных как нисходящей линии, так и восходящей линии, например, текстовых данных, данных изображения, аудиоданных и/или пользовательских данных приложений, между беспроводными терминалами и базовой станцией, обычно соответствуют одному или нескольким более высоким, например полного включения, режимам работы базовой станции.
В течение различных режимов работы базовой станции различные уровни и/или скорости сигнализации и/или выходной мощности передачи поддерживаются в зависимости от режима работы. Например, в некоторых вариантах осуществления пилот-сигналы и/или различные сигналы управления, которые нормально передаются с первой периодической скоростью в состоянии полного включения, передаются при пониженной скорости в течение неактивного режима работы базовой станции по сравнению с режимом работы полного включения базовой станции. В некоторых вариантах осуществления число пилот-сигналов, передаваемых в течение неактивного режима, уменьшено в течение индивидуальных периодов времени передачи символов в течение неактивного режима работы по сравнению с режимом работы полного включения. В некоторых вариантах осуществления число индивидуальных периодов времени передачи символов, в течение которых передаются пилот-сигналы в течение неактивного режима работы, уменьшено относительно числа индивидуальных периодов времени передачи символов, в течение которых пилот-сигналы передаются в режиме работы полного включения, по отношению к тому же числу периодов времени передачи символов OFDM, например, тому же числу последовательных периодов времени передачи символов OFDM, представляющих группирование в повторяющейся временной структуре нисходящей линии связи. В некоторых вариантах осуществления в течение режима частичного включения или неактивного режима работы уровень мощности, при котором передаются конкретные сигналы, снижен по сравнению с уровнем мощности, используемым в течение режима работы полного включения.
Переход базовой станции между режимами работы может запускаться множеством способов. Базовая станция может работать в разных режимах в соответствии с предварительно определенным графиком, например, расписанием поездов, расписанием пригородного транспорта или графиком другого типа. Такое расписание может быть спроектировано таким образом, что базовая станция будет работать в состоянии полного включения в конкретные моменты времени, о которых известно, что они нормально соответствуют периодам активности передачи данных беспроводных терминалов. Альтернативно или дополнительно к планируемым режимам работы базовой станции, в некоторых вариантах осуществления базовые станции контролируют активность беспроводных терминалов сотовой ячейки, которую они обслуживают, и настраивают режим работы так, чтобы он соответствовал определенному уровню активности передач данных. Например, базовая станция может переходить от состояния полного включения к режиму работы пониженной активности с меньшей сигнализацией управления в ответ на определение периода, в котором никакие пользовательские данные, например, текст, речь или другие типы пользовательских данных приложений, не передаются в течение предварительно определенного периода времени, или если определено, что сотовая ячейка не включает в себя каких-либо активных или зарегистрированных беспроводных терминалов.
Переходы от неактивного режима работы базовой станции к режиму работы полного включения запускаются в некоторых вариантах осуществления приемом сигнала активизации от мобильного узла. Сигналы регистрации беспроводных терминалов и/или запросы мобильных узлов на переход из неактивного режима работы мобильного узла к активному режиму работы мобильного узла, в котором мобильный узел может передавать пользовательские данные в восходящей линии, могут служить в качестве сигналов активизации и/или сигналов управления, которые используются для запуска изменения в работе базовой станции от менее активного к более активному режиму работы базовой станции.
Способы и устройство согласно настоящему изобретению позволяют беспроводным терминалам взаимодействовать с базовыми станциями, которые поддерживают разные режимы активности. В то время как экономия мощности передачи в базовых станциях является одной пользой от поддержки множества режимов работы базовых станций, пониженный уровень сигналов взаимных помех, достигаемый путем поддержки режимов работы пониженной активности базовых станций, может повысить пропускную способность системы в целом путем снижения взаимных помех в соседних ячейках при работе в неактивном режиме или другом режиме работы пониженной активности базовых станций.
Преимущества от многочисленных дополнительных признаков и варианты осуществления настоящего изобретения поясняются в нижеследующем детальном описании.
Краткое описание чертежей
Фиг.1 - схематичное представление приведенной для примера системы связи, реализованной в соответствии с настоящим изобретением и использующей способы настоящего изобретения.
Фиг.2 - схематичное представление приведенной для примера базовой станции, реализованной в соответствии с настоящим изобретением и использующей способы настоящего изобретения.
Фиг.3 - схематичное представление приведенного для примера беспроводного терминала, реализованного в соответствии с настоящим изобретением и использующего способы настоящего изобретения.
Фиг.4 - чертеж примерной частотно-временной сетки, представляющей ресурсы радиолинии для нисходящей линии, доступные в базовой станции, реализованной в соответствии с настоящим изобретением, и индикации сигналов временной синхронизации, передаваемых базовой станцией, использующей эти ресурсы, при работе в активном режиме.
Фиг.5 - чертеж примерной частотно-временной сетки, представляющей ресурсы радиолинии нисходящей линии, доступные в базовой станции, реализованной в соответствии с настоящим изобретением, и индикации сигналов временной синхронизации, передаваемых базовой станцией, использующей эти ресурсы, при работе в режиме ожидания передачи, для примерного варианта осуществления.
Фиг.6 - чертеж примерной частотно-временной сетки, представляющей ресурсы радиолинии нисходящей линии, доступные в базовой станции, реализованной в соответствии с настоящим изобретением, и индикации сигналов временной синхронизации, передаваемых базовой станцией, использующей эти ресурсы, при работе в режиме ожидания передачи, для другого примерного варианта осуществления.
Фиг.7 - чертеж примерной частотно-временной сетки, представляющей ресурсы радиолинии нисходящей линии, доступные в базовой станции, реализованной в соответствии с настоящим изобретением, и индикации сигналов временной синхронизации, передаваемых базовой станцией, использующей эти ресурсы, при работе в режиме ожидания передачи, для еще одного примерного варианта осуществления.
Фиг.8 - схематичное представление приведенной для примера базовой станции, реализованной в соответствии с настоящим изобретением, в текущий момент работающей в активном режиме базовой станции, причем сотовая ячейка базовой станции включает в себя активные беспроводные терминалы.
Фиг.9 - схематичное представление приведенной для примера базовой станции, реализованной в соответствии с настоящим изобретением, в текущий момент работающей в режиме ожидания передачи базовой станции, причем сотовая ячейка базовой станции включает в себя беспроводные терминалы, которые выключены, но не включает в себя каких-либо беспроводных терминалов в неактивном состоянии или в активном состоянии.
Фиг.10 - схематичное представление приведенной для примера базовой станции, реализованной в соответствии с настоящим изобретением, в текущий момент работающей в режиме ожидания передачи базовой станции, причем сотовая ячейка базовой станции включает в себя беспроводный терминал, который выключен, и беспроводный терминал, который находится в неактивном состоянии, но не включает в себя каких-либо беспроводных терминалов в активном состоянии.
Фиг.11 - таблица, иллюстрирующая характеристики активного режима работы базовой станции и режима работы ожидания передачи базовой станции для примерного варианта осуществления в соответствии с настоящим изобретением.
Фиг.12 - диаграмма, иллюстрирующая приведенную для примера систему связи, включающая в себя поезд на маршруте через сотовые ячейки и информацию планирования, используемую в переключении рабочих режимов базовой станции, причем система связи реализована в соответствии с настоящим изобретением и использует способы настоящего изобретения.
Фиг.13 - содержит комбинацию фиг.13А, фиг.13В и фиг.13С и представляет собой блок-схему приведенного для примера способа работы базовой станции в соответствии с настоящим изобретением.
Фиг.14 - диаграмма состояний для приведенной для примера базовой станции, реализованной в соответствии с настоящим изобретением.
Фиг.15 - чертеж примерной частотно-временной сетки, представляющей ресурсы радиолинии нисходящей линии, доступные в базовой станции, реализованной в соответствии с настоящим изобретением, и индикации сигналов временной синхронизации, передаваемых базовой станцией, использующей эти ресурсы, при работе в режиме ожидания передачи, для еще одного примерного варианта осуществления.
Фиг.16 - представление, иллюстрирующее ряд последовательных во времени операций в варианте осуществления настоящего изобретения, причем операции включают в себя сигнализацию активизации базовой станции, передаваемую по беспроводной линии.
Фиг.17 - представление, иллюстрирующее часть примерной временной и частотной структуры восходящей линии OFDM для пояснения примерной сигнализации активизации базовой станции, в соответствии с различными вариантами осуществления настоящего изобретения.
Фиг.18 - представление, иллюстрирующее примерные ресурсы интервалов доступа радиолинии для восходящей линии, примерные сегменты и примерную сигнализацию, соответствующую активному режиму работы базовой станции и режиму работы ожидания передачи базовой станции, в соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения.
Фиг.19 - блок-схема примерного способа работы беспроводного терминала в соответствии с настоящим изобретением.
Детальное описание
На фиг.1 приведено схематичное представление приведенной для примера системы связи, реализованной в соответствии с настоящим изобретением и использующей способы настоящего изобретения. Иллюстративная система 100 связи может представлять собой, например, систему беспроводной связи множественного доступа с ортогональным частотным разделением (OFDM). Иллюстративная система 100 включает в себя множество базовых станций (BS1 106, BS M 108), причем каждая BS (106, 108) имеет соответствующую сотовую зону покрытия (сота 1 102, сота М 104). BS (106, 108) реализованы в соответствии с настоящим изобретением и поддерживают (i) активный режим работы и (ii) режим работы ожидания передачи. BS связаны вместе транзитной сетью. Система 100 также содержит сетевой узел 110, например маршрутизатор. Сетевой узел 110 связан с (BS1 106, BS M 108) через сетевые линии связи (120, 122) соответственно. Сетевая линия связи 124 связывает сетевой узел 110 с другими сетевыми узлами, например другими BS, маршрутизаторами, узлами аутентификации, авторизации и учета (ААА), узлами домашнего агента и т.д. и/или Интернетом. Сетевые линии связи (120, 122, 124) могут быть волоконно-оптическими линиями, кабельными линиями и/или радиолиниями высокой пропускной способности, такими как направленные микроволновые линии связи.
Система 100 также содержит множество беспроводных терминалов (WT 1 112, WT N 114, WT 1' 116, WT N' 118). По меньшей мере, некоторые из WT (112, 114, 116, 118) являются мобильными узлами, которые могут перемещаться в системе связи и устанавливать точку подключения к сети через базовую станцию в сотовой ячейке, в которой в текущий момент находится WT. WT (112, 114, 116, 118) могут представлять собой, например, сотовые телефоны, мобильные терминалы данных, персональные цифровые помощники (PDA), переносные компьютеры и/или другие устройства беспроводной связи, поддерживающие передачу речи, видео, текста, сообщений и/или файлов. WT (112, 114, 116, 118) реализованы в соответствии с настоящим изобретением для поддержки сигнализации беспроводной связи с многорежимными базовыми станциями (106, 108).
WT (112, 114) в текущий момент находятся в соте 1 102 и могут быть связаны с BS 1 106 через беспроводные линии связи (126, 128) соответственно. WT (116, 118) в текущий момент находятся в соте М 104 и могут быть связаны с BS М 108 через беспроводные линии связи (130, 132) соответственно. WT (112, 114, 116, 118) могут работать в различных состояниях, например в активном состоянии или неактивном состоянии. В некоторых вариантах осуществления активное состояние WT может быть дополнительно квалифицировано как WT, поддерживающий активное состояние включения (ON) и активное состояние удерживания (HOLD).
На фиг.2 схематично представлена приведенная для примера базовая станция, реализованная в соответствии с настоящим изобретением и использующая способы настоящего изобретения. Иллюстративная BS 200 может быть любой из BS (106, 108) системы 100 по фиг.1. Иллюстративная BS 200 включает в себя приемник 202, передатчик 204, процессор 206, интерфейс 208 ввода/вывода (I/O) и память 210, связанные вместе шиной 212, по которой разные компоненты могут обмениваться данными и информацией. Приемник 202 связан с приемной антенной 203, посредством которой базовая станция 200 может принимать сигналы восходящей линии от множества беспроводных терминалов. Принимаемые сигналы восходящей линии могут включать в себя, например, сигналы доступа, сигналы активизации базовой станции, сигналы передачи обслуживания, сигналы смены состояния WT, запросы ресурсов, пользовательские данные, информационные сигналы управления мощностью, информационные сигналы управления временными характеристиками (синхронизацией), сигналы квитирования. Приемник 202 содержит декодер 214 для декодирования принятых сигналов восходящей линии, которые были предварительно кодированы WT перед передачей, например, для декодирования кодированного блока пользовательских данных, переданных в сегменте канала трафика восходящей линии. Передатчик 204 связан с передающей антенной 205, через которую BS может передавать сигналы нисходящей линии на WT. Сигналы нисходящей линии могут включать в себя сигналы маяка, пилот-сигналы, сигналы управления мощностью, сигналы управления синхронизацией, сигналы регистрации, сигналы поискового вызова, сигналы назначения и сигналы пользовательских данных. Передатчик 204 включает в себя кодер 216 для кодирования данных/информации нисходящей линии, например, для кодирования блока пользовательских данных в сегмент канала трафика нисходящей линии. В различных режимах работы базовой станции могут передаваться различные наборы сигналов нисходящей линии, могут использоваться различные уровни мощности для того же самого типа сигналов нисходящей линии, и/или частота передачи различных сигналов может различаться. Интерфейс 208 I/O предоставляет базовой станции 200 интерфейс к транзитной сети, связывающей базовую станцию 208 с другими сетевыми узлами и/или Интернетом. Сигналы, передаваемые через интерфейс 208 I/O, могут включать в себя, например, информацию планирования относительно переключения режима работы BS 200, сигналы активизации BS, сигналы смены режима BS и сигналы передачи обслуживания WT.
Память 210 содержит подпрограммы 218 и данные/информацию 220. Процессор 206, например CPU (центральный процессорный блок), исполняет подпрограммы 218 и использует данные/информацию 220 в памяти 210 для управления работой базовой станции 200 и реализации способов согласно настоящему изобретению. Подпрограммы 218 включают в себя подпрограммы 222 связи и подпрограммы 224 управления базовой станцией. Подпрограммы 222 связи реализуют различные протоколы связи, используемые базовой станцией 200. Подпрограммы 224 управления базовой станцией включают в себя модуль 226 планирования, модуль 228 перехода режима базовой станции, модуль 230 активного режима, модуль 232 режима ожидания передачи, модуль 234 управления приемником, модуль 236 управления передатчиком, модуль 238 управления интерфейсом I/O.
Модуль 226 планирования, например планировщик, планирует сегменты восходящей линии и нисходящей линии для WT. Планирование является функцией режима работы BS 200. В некоторых вариантах осуществления, когда BS находится в активном режиме работы, BS может планировать сегменты каналов трафика восходящей линии и нисходящей линии для WT, а когда BS находится в режиме работы ожидания передачи, BS не планирует каких-либо сегментов каналов трафика восходящей линии или нисходящей линии для WT.
Модуль 228 перехода режима базовой станции управляет переходом BS 200 между активным режимом работы и режимом работы ожидания передачи. Модуль 228 перехода режима базовой станции использует данные/информацию 220 в памяти 210, включая критерии 270 перехода режимов, информацию 269 планирования перехода режимов, число активных пользователей 253, время 254 неактивности, принятые сигналы 255 доступа, принятые сигналы 256 активизации, принятые сигналы 257 передачи обслуживания, принятые сигналы 258 смены состояния, принятые сигналы 249 смены режима и/или текущего режима 252 для принятия решения, следует ли выполнить переход и в какое время осуществить переход между рабочими режимами базовой станции, например, из активного режима в режим ожидания передачи или из режима ожидания передачи в активный режим. Как часть процесса перехода режима, модуль 228 перехода режима активирует один из модуля 230 активного режима и модуля 232 режима ожидания передачи, при деактивировании другого.
Модуль 230 управления активного режима управляет операциями BS в активном режиме работы базовой станции. Модуль 230 активного режима включает в себя первый модуль 240 сигнализации синхронизации, модуль 242 сигнализации канала трафика и первый модуль 244 поискового вызова. Первый модуль 240 сигнализации синхронизации использует данные/информацию 220, включающую в себя информацию 272 сигнала синхронизации активного режима, для управления уровнем мощности и скоростью сигналов синхронизации, причем сигналы синхронизации включают в себя сигналы маяка и пилот-сигналы. В активном режиме работы, по меньшей мере, некоторые из сигналов синхронизации управляются для передачи с, по меньшей мере, одним из (i) более высокого уровня мощности и (ii) более высокой скорости, чем в том случае, когда базовая станция работает в режиме работы ожидания передачи. В активном режиме работы базовая станция 200 поддерживает сигнализацию каналов трафика восходящей линии и нисходящей линии в модуле 226 планирования, планирующем сегменты каналов трафика восходящей линии и нисходящей линии для активных WT, обслуживаемых базовой станцией BS 200, например, WT, в текущий момент зарегистрированных в BS 200, работающих в активном режиме работы, и в текущий момент имеющих присвоенный BS идентификатор активного пользователя WT. Сегменты каналов трафика восходящей линии и нисходящей линии используются для переноса пользовательских данных/информации. Модуль 242 сигнализации канала трафика управляет операциями, связанными с кодированием, модуляцией и передачи сигналов каналов трафика нисходящей линии, и управляет операциями, связанными с декодированием, демодуляцией и восстановлением сигналов каналов трафика восходящей линии. Первый модуль 244 поискового вызова управляет операциями поискового вызова в активном режиме работы базовой станции.
Модуль 232 управления режима ожидания передачи управляет операциями базовой станции в режиме работы ожидания передачи базовой станции. Модуль 232 режима ожидания передачи включает в себя второй модуль 246 сигнализации синхронизации и второй модуль 244 поискового вызова. Второй модуль 246 сигнализации синхронизации использует данные/информацию 220, включающую в себя информацию 279 сигнала синхронизации режима ожидания передачи, для управления уровнем мощности и скоростью сигналов синхронизации, причем сигналы синхронизации включают в себя, по меньшей мере, один из сигналов маяка и пилот-сигналов. В режиме работы ожидания передачи, по меньшей мере, некоторые из сигналов синхронизации управляются для передачи с, по меньшей мере, одним из (i) более низкого уровня мощности и (ii) более низкой скорости, чем в том случае, когда базовая станция работает в активном режиме работы.
Модуль 234 управления приемником управляет операциями приемника 202; модуль управления передатчиком управляет операциями передатчика 204; модуль управления интерфейсом I/O управляет операциями интерфейса 208 I/O. В некоторых вариантах осуществления модули 234, 236 и/или 238 действуют во взаимосвязи либо с модулем 230 активного режима, либо с модулем 232 ожидания передачи в зависимости от текущего режима 252 работы BS.
Данные/информация 220 включает в себя данные/информацию 250 WT, системные данные/информацию 251, текущий режим 252, число активных пользователей 253, время 254 неактивности и информацию 259 текущей мощности передачи. Иногда одно или более из следующего может быть включено в данные/информацию 220: информация 255 принятого сигнала доступа, информация 256 принятого сигнала активизации, информация 257 принятого сигнала передачи обслуживания, информация 258 принятого сигнала смены состояния и информация 249 принятого сигнала смены режима.
Данные/информация 250 WT включают в себя различные наборы информации в разное время в зависимости от WT, в текущий момент обслуживаемых BS 200. Иногда BS может не иметь пользователей в неактивном или активном состоянии, которые в текущий момент зарегистрированы и обслуживаются. В других случаях BS может иметь одного или более пользователей, которые обслуживаются BS 200, и данные/информация 250 WT включает в себя (данные/информацию 260 WT 1,…, данные/информацию 261 WT N), причем каждый набор данных/информации соответствует пользователю WT, обслуживаемого в текущий момент. Данные/информация 260 WT 1 включает в себя пользовательские данные 262, информацию 264 идентификации WT, информацию 263 ресурса/сеанса/устройства и информацию 265 состояния пользователя WT. Пользовательские данные 262 включают в себя, например, речь, видео, текст, данные файла данных и информацию, предназначенную для WT 1 и/или предназначенную для передачи на одноранговый узел WT 1 в коммуникационном сеансе с WT 1. Информация 264 идентификации WT включает в себя идентификаторы, ассоциированные с WT 1, например, уникальный идентификатор устройства, идентификатор зарегистрированного пользователя, присвоенный базовой станцией, и идентификатор активного пользователя, присвоенный базовой станцией. Информация 263 ресурса/сеанса/устройства включает в себя информацию, идентифицирующую тип устройства WT, например, мобильный телефон, терминал данных, модель, класс, уровень т.д., информацию сеанса, включающую в себя, например, информацию маршрутизации, информацию идентификации однорангового узла, информацию времени сеанса, например, назначенные сегменты каналов трафика восходящей и/или нисходящей линии, назначенные сегменты выделенных каналов управления, назначенные ресурсы для поискового вызова, направленного на WT1, и т.д. Информация 265 состояния пользователя WT включает в себя информацию, идентифицирующую текущее состояние работы WT1, например неактивное состояние, активное состояние удерживания включения или активное состояние удерживания.
Текущий режим 252 включает в себя информацию, идентифицирующую текущий режим работы BS 200, активный режим или режим ожидания передачи. Число активных пользователей 253 идентифицирует число WT, в текущий момент зарегистрированных в BS 200 в активном состоянии работы. Время 254 неактивности является счетчиком времени, поддерживаемым BS 200, интервала времени, пока, по меньшей мере, один WT был активным, с точки зрения BS 200. Если время 254 неактивности превышает порог в критериях 270 перехода режима, то модуль 228 перехода режима переводит BS 200 из активного режима в режим ожидания передачи.
Информация 255 принятого сигнала доступа представляет обнаруженный принятый запрос на доступ WT, например, запрос регистрации. В некоторых вариантах осуществления, при определенных условиях, принятый сигнал 255 доступа может быть использован модулем 228 регистрации для запуска перехода из режима ожидании передачи в активный режим работы. Например, WT может войти в сотовую ячейку BS 200 и пожелать передать пользовательские данные, BS может быть в режиме ожидания передачи, WT может послать сигнал доступа восходящей линии в течение интервала доступа на конкурентной основе, и этот принятый сигнал может быть использован для запуска модуля 228 перехода, чтобы активизировать переход BS 200 в активный режим.
Информация 256 принятых сигналов активизации представляет обнаруженный принятый запрос на переход базовой станции из режима ожидании передачи в активный режим. Например, беспроводный терминал путем контроля уровня мощности и/или скорости сигналов синхронизации широковещательной передачи нисходящей линии определяет, что BS 200 находится в режиме ожидании передачи, но принимает решение, что ему желательно стать активным пользователем, поэтому WT посылает сигнал активизации на BS. Например, в некоторых вариантах осуществления тон или тона в предварительно определенные моменты времени в частотно-временной структуре могут быть зарезервированы для приема сигнала активизации. В некоторых вариантах осуществления те же самые ресурсы радиолинии, зарезервированные для сигналов доступа, могут также использоваться для сигналов активизации. В некоторых вариантах осуществления сигнал активизации имеет характеристики, отличающиеся от сигнала доступа. В некоторых вариантах осуществления сигнал активизации является тем же самым, что и сигнал доступа, причем BS 200 обрабатывает принятый сигнал по-разному, в зависимости от ее текущего режима 252.
Принятый сигнал 257 передачи обслуживания включает в себя информацию, ассоциированную с операцией передачи обслуживания. В некоторых вариантах осуществления иногда сигнал передачи обслуживания может передаваться через беспроводную линию связи с WT. В некоторых вариантах осуществления иногда сигнал передачи обслуживания может передаваться через транзитную сеть через интерфейс 208 I/O, например, обеспечивая возможность более непрерывных и/или быстрых операций передачи обслуживания. Информация 257 принятого сигнала передачи обслуживания может быть использована BS 200 для обновления данных/информации WT и числа активных пользователей 253. Например, если информация 257 принятого сигнала передачи обслуживания указывает, что последний текущий активный пользователь передан на обслуживание к соседней базовой станции, то информация может быть использована для обновления числа активных пользователей 253 и запуска начала отсчета таймера 254 неактивности. В качестве другого примера, если информация 257 принятого сигнала передачи обслуживания указывает, что последний зарегистрированный в текущий момент пользователь в BS 200, например, пользователь в неактивном режиме передан на обслуживание соседней базовой станции, то информация 257 сигнала передачи обслуживания может быть использована для запуска перехода из активного режима в режим ожидания передачи без ожидания того, что таймер задержки неактивности достигнет критериев перехода. В качестве еще одного примера, если принятая информация 257 передачи обслуживания указывает, что активный WT дожжен быть передан на обслуживание от соседней BS к BS 200 и BS 200 в текущий момент находится в режиме ожидания передачи, то информация может быть использована для запуска перехода базовой станции 200 в активный режим, например, так, что BS 200 будет работать в активном режиме, когда WT выполнит передачу обслуживания, обеспечивая более непрерывную операцию передачи обслуживания.
Информация 249 принятого сигнала смены режима включает в себя информацию, принятую в сообщении смены заданного режима, например, от центрального задающего узла управления, предписывающем смену режима базовой станции. Например, центральный узел управления может предписывать смены режима в соответствии с графиком или в соответствии с общим уровнем помех, схемами нагрузки, факторами приоритета, экстренными соображениями и т.д. В качестве другого примера, соседняя базовая станция может послать сообщение смены заданного режима в BS 200.
Информация 258 принятого сигнала смены состояния включает в себя принятую информацию от WТ, указывающую запрос на смену состояния, например, из неактивного в активное или из активного к пользовательскому. Режим работы BS подвергается соответствующему воздействию. Например, если BS в текущий момент находится в режиме ожидания передачи и BS принимает сигнал, указывающий, что один из WT, зарегистрированный в текущий момент, но находящийся в неактивном состоянии, запрашивает о переходе в активное состояние, то модуль 228 перехода может перевести базовую станцию 200 в активный режим. В качестве другого примера, если BS 200 в текущий момент находится в активном режиме, с только одним активным WT, и этот активный WT запрашивает переход в неактивное состояние, то BS устанавливает число активных пользователей 253 в нуль и запускает счетчик неактивности, который приводит в результате к переходу базовой станции в режим ожидания передачи, если никакие другие WT не становятся активными до достижения критерия таймаута.
Информация 259 текущей мощности передачи является информацией, касающейся текущей передачи BS. В соответствии с изобретением в BS средняя мощность передачи, ассоциированная с передачей сигналов каналов не-трафика в течение режима работы ожидания передачи, снижена по сравнению со средней мощностью передачи, ассоциированной с передачей сигналов каналов не-трафика в течение активного режима работы. Например, путем снижения уровня мощности каждого пилот-сигнала в течение режима работы ожидания передачи средняя мощность передачи снижается. Альтернативно, путем снижения числа тонов пилот-сигнала на каждый интервал времени передачи символа OFDM, например, с четырех до одного, средняя мощность передачи снижается. Альтернативно, путем пропуска интервалов времени передачи символа OFDM, в течение которых передается пилот-сигнал, средняя мощность передачи снижается.
Системные данные/информация 251 включают в себя информацию 266 активного режима, информацию 267 режима ожидания передачи, информацию 268 временной и частотной структуры восходящей линии /нисходящей линии, информацию 269 планирования, информацию 270 критериев перехода режимов и информацию 271 мощности.
Информация 266 активного режима включает в себя информацию 272 сигналов синхронизации, включающую в себя информацию характеристик, ассоциированную с сигналами синхронизации, которые генерируются и передаются BS в активном режиме работы. Информация 272 сигналов синхронизации включает в себя информацию 273 сигнала маяка и информацию 274 пилот-сигнала. Информация 273 сигнала маяка включает в себя информацию 275 мощности, например, опорный уровень мощности, ассоциированный с тоном или тонами маяка для каждого сигнала маяка, информацию 276 скорости, например, информацию, идентифицирующую скорость передачи сигнала маяка в активном режиме. Информация 274 пилот-сигнала включает в себя информацию 277 мощности, например, опорный уровень мощности, ассоциированный с тонами пилот-сигнала, информацию 278 скорости, например, информацию, идентифицирующую, какие интервалы времени передачи OFDM должны использоваться для передачи тонов пилот-сигнала и сколько тонов пилот-сигнала передаются одновременно в каждом из интервалов времени передачи OFDM, в которых передаются тона пилот-сигнала, в активном режиме.
Информация 267 режима ожидания передачи включает в себя информацию 279 сигналов синхронизации, включающую в себя информацию характеристик, ассоциированную с сигналами синхронизации, которые генерируются и передаются BS в режиме работы ожидания передачи. Информация 279 сигналов синхронизации включает в себя информацию 280 сигнала маяка и информацию 281 пилот-сигнала. Информация 280 сигнала маяка включает в себя информацию 282 мощности, например, опорный уровень мощности, ассоциированный с тоном или тонами маяка для каждого сигнала маяка, информацию 283 скорости, например, информацию, идентифицирующую скорость передачи сигнала маяка в режиме ожидания передачи. Информация 281 пилот-сигнала включает в себя информацию 284 мощности, например, опорный уровень мощности, ассоциированный с тонами пилот-сигнала, информацию 285 скорости, например, информацию, идентифицирующую, какие интервалы времени передачи OFDM должны использоваться для передачи тонов пилот-сигнала и сколько тонов пилот-сигнала передаются одновременно в каждом из интервалов времени передачи OFDM, в которых передаются тона пилот-сигнала, в режиме ожидания передачи. В соответствии с настоящим изобретением, по меньшей мере, некоторые из сигналов синхронизации, передаваемые базовой станцией в режиме ожидания передачи, передаются при, по меньшей мере, одном из (i) пониженного уровня мощности и (ii) пониженной скорости по отношению к активному режиму работы. Это приводит к более низкой средней мощности передачи, выводимой базовой станцией в режиме ожидания передачи, что приводит к сниженным уровням взаимных помех с точки зрения соседних сотовых ячеек, которые используют те же самые частоты.
Информация 268 временной и частотной структуры восходящей линии/нисходящей линии включает в себя, например, несущую частоту восходящей линии, блок тонов восходящей линии, несущую частоту нисходящей линии, блок тонов нисходящей линии, информацию скачкообразной перестройки тонов восходящей линии, информацию скачкообразной перестройки тонов нисходящей линии, определения сегментов в повторяющейся временной и частотной структуре, информацию маяка, информацию пилот-сигнала, информацию временных характеристик передачи символов OFDM и группирование символов OFDM в, например, полусегменты, сегменты, суперсегменты, сегменты маяка, ультрасегменты и т.д. Информация 269 планирования включает в себя сохраненную информацию планирования, идентифицирующую, когда базовой станции следует переходить между активным режимом и режимом ожидания передачи. В различных вариантах осуществления информация 269 планирования включает в себя данные, время и соответствующую информацию режима для множества различных времен. Информация 269 планирования может включать в себя предварительно определенные графики и/или графики, которые могут настраиваться. Например, BS 200 может быть расположена в районе с низкой плотностью населения, и информация 269 планирования может базироваться на расписаниях поездов или расписаниях, координированных с переходом базовой станции в активный режим, совпадающий с ожидаемым присутствием поезда в сотовой ячейке базовой станции. Информация настройки может передаваться для учета запаздывания, отмененных поездов и/или добавленных поездов сверх расписания.
Информация 270 критериев переходов режимов включает в себя информацию, такую как пределы времени неактивности, используемые модулем 228 управления переходом режима базовой станции при определении того, следует ли выполнить и когда выполнять переключение режимов. Информация 271 мощности включает в себя информацию мощности BS, например, опорный номинальный заданный уровень мощности BS и конкретные уровни мощности или смещения относительно заданного уровня, ассоциированные с каждым из различных типов сигналов, подлежащих передаче BS, например, маяка, пилот-сигнала, мгновенного распределения, регулярного распределения, поискового вызова, канала трафика при различных скоростях передачи и т.д.
На фиг.3 схематично представлен приведенный для примера беспроводный терминал (WT) 300, реализованный в соответствии с настоящим изобретением и использующий способы настоящего изобретения. Иллюстративный WT 300 может быть любым из WT (112, 114, 116, 118) иллюстративной системы 100 по фиг.1.
Иллюстративный WT 300 содержит приемник 302, передатчик 304, процессор 306, устройства 308 ввода/вывода и память, связанную через шину 312, по которой различные компоненты могут обмениваться данными и информацией. Приемник 302 связан с приемной антенной 303, через которую WT 300 может принимать сигналы нисходящей линии от BS 200.
Когда базовая станция 200 находится в режиме работы ожидания передачи, сигналы нисходящей линии включают в себя сигналы синхронизации, например, сигналы маяка и пилот-сигналы на сниженной скорости и/или уровне мощности. Когда базовая станция 200 находится в активном режиме работы, сигналы нисходящей линии включают в себя сигналы синхронизации, например, сигналы маяка и пилот-сигналы на более высокой скорости и/или более высоком уровне мощности по сравнению с режимом ожидания передачи. В активном режиме работы базовой станции поддерживается сигнализация каналов трафика восходящей линии и нисходящей линии, и сигналы нисходящей линии обычно также включают в себя сигналы назначения и сигналы каналов трафика. Приемник 302 включает в себя декодер 314, который декодирует принятые сигналы нисходящей линии, которые были кодированы базовой станцией перед передачей.
Передатчик 304 связан с передающей антенной 305, посредством которой WT 300 может передавать сигналы восходящей линии к BS 200. В некоторых вариантах осуществления одна и та же антенна используется как для приемника, так и для передатчика. Сигналы восходящей линии могут включать в себя сигналы доступа, сигналы активизации BS, сигналы запроса смены состояния WT, запросы на ресурсы сегмента канала трафика восходящей линии, сигналы передачи обслуживания, сигналы управления временной синхронизацией и мощностью и сигналы пользовательских данных. Передатчик 304 включает в себя кодер 316, который кодирует, по меньшей мере, некоторые из сигналов восходящей линии до передачи.
Пользовательские устройства 308 I/O включают в себя, например, переключатели, микрофон, динамик, дисплей, клавишную панель, клавиатуру, сенсорный экран, мышь, камеру и т.д. и обеспечивают интерфейс для ввода пользовательских данных/информации и вывода принятых пользовательских данных/информации. Пользовательские устройства 308 I/O также позволяют оператору WT 300 управлять, по меньшей мере, некоторыми операциями WT, например, инициированием вызова, инициированием запроса на смену режима, обращением к сохраненной информации, отключением питания и т.д.
Память 310 включает в себя подпрограммы 318 и данные/информацию 320. Процессор 306, например CPU, исполняет подпрограммы 318 и использует данные/информацию 320 в памяти 310 для управления работой беспроводного терминала и реализации способов настоящего изобретения. Подпрограммы 318 включают в себя подпрограммы 322 связи, которые реализуют коммуникационные протоколы, используемые WT 300, и подпрограммы 324 управления беспроводным терминалом. Подпрограммы 324 управления беспроводным терминалом (WT) включают в себя модуль 326 определения режима базовой станции, модуль 327 сигнализации активизации, модуль 328 сигнализации доступа, модуль 330 сигнализации передачи обслуживания, модуль 332 перехода состояния WT, модуль 333 временной синхронизации, модуль 334 идентификации базовой станции, модуль 336 управления приемником, модуль 338 управления передатчиком и модуль 339 пользовательского I/O.
Модуль 326 определения режима базовой станции использует данные/информацию 320 в памяти 310 для определения режима работы, в котором в текущий момент работает базовая станция, которая передает и принимает оцениваемые сигналы синхронизации, например сигналы маяка и/или пилот-сигналы, например, режима ожидания передачи или активного режима. Например, в некоторых вариантах осуществления сниженная скорость передачи сигнализации тона пилот-сигнала указывает, что BS находится в режиме ожидания передачи, и полученная скорость принятых тонов пилот-сигнала используется модулем 326 для определения режима BS. В качестве другого примера, в некоторых вариантах осуществления сниженный уровень мощности пилот-сигнала указывает, что базовая станция находится в режиме ожидания передачи, и уровень принятых пилот-сигналов может сравниваться с уровнем принятых сигналов маяка при выполнении определения. В некоторых вариантах осуществления обнаруженный сдвиг уровня в принятых тонах пилот-сигналов может указывать на смену режима базовой станции. Модуль 326 определения режима базовой станции включает в себя один или более из модуля 327 определения относительного уровня мощности и модуля 329 анализа скорости. Модуль 326 определения режима базовой станции обрабатывает принятые сигналы синхронизации для оценивания, по меньшей мере, одного из уровней мощности сигналов синхронизации и скорости, по меньшей мере, одного из сигналов синхронизации. Модуль 327 определения относительного уровня мощности определяет относительный уровень мощности между, по меньшей мере, двумя типами принятых сигналов синхронизации, например, тонами пилот-сигналов и сигналами маяков. Модуль 329 анализа скорости проводит различие между скоростями принятых сигналов синхронизации, соответствующими различным режимам работы. Например, в некоторых вариантах осуществления базовая станция использует различную скорость тонов пилот-сигналов для режима ожидания передачи и активного режима работы базовой станции, и модуль 329 анализа скорости измеряет скорость передачи приятых тонов пилот-сигнала и идентифицирует скорость передачи приятых тонов пилот-сигнала в соответствии с режимом работы базовой станции. В некоторых вариантах осуществления точное измерение скорости передачи тонов пилот-сигнала не выполняется, а принятые сигналы обрабатываются модулем 329 анализа скорости таким образом, чтобы иметь возможность ассоциировать уровень сигнализации синхронизации с одним из различных режимов работы базовой станции. Модуль 327 определения относительного уровня мощности и/или модуль 329 анализа скорости используют в качестве входа информацию 341 принятых сигналов синхронизации и генерируют в качестве выхода обработанную информацию 347 сигналов синхронизации.
Модуль 331 решения о режиме базовой станции определяет режим работы базовой станции на основе относительного уровня мощности, по меньшей мере, двух различных сигналов синхронизации и/или скорости, по меньшей мере, одного типа сигнала синхронизации. Например, обработанная информация 347 сигналов синхронизации с выхода модуля 327 определения относительного уровня мощности и/или модуля 329 анализа скорости используется в модуле 331 решения о режиме базовой станции в связи с информацией 372 определения режима BS для определения текущего режима работы базовой станции.
В некоторых других вариантах осуществления модуль 326 определения режима базовой станции определяет режим работы на основе уровня сигнализации нисходящей линии и/или пропуска одного или более определенных типов сигналов. Например, в некоторых таких вариантах осуществления модуль 326 определения режима базовой станции определяет режим работы базовой станции на основе наличия или отсутствия сигналов назначения, соответствующих сегментам канала трафика восходящей линии связи.
Модуль 327 сигнализации активизации управляет генерацией и передачей сигналов сигнализации к BS 200, например, к BS 200, определенной модулем 326 определения как находящейся в режиме работы ожидания передачи, когда WT 300 желает активизировать базовую станцию, например, чтобы зарегистрироваться в базовой станции, выполнить смену на активное состояние из неактивного состояния, чтобы WT мог послать данные канала трафика восходящей линии и т.д.
Модуль 328 сигнала доступа управляет генерацией и передачей сигналов доступа к BS 200, например, в течение предварительно определенных интервалов доступа с использованием предварительно определенных тонов во временной и частотной структуре восходящей линии, причем сигналы доступа не требуют точной временной синхронизации и используются для инициирования запроса регистрации в базовой станции. Модуль 330 сигнализации передачи обслуживания управляет операциями передачи обслуживания, относящимися к WT 300, включая управление генерацией и передачей сигналов запроса передачи обслуживания к BS. Модуль 332 перехода состояния управляет операциями перехода состояний WT 300 и запрашивает переходы, которые передаются к BS 200, например, переходами из неактивного состояния WT в активное состояние WT и из активного состояния WT в неактивное состояние WT 300. В некоторых вариантах осуществления активное состояние WT дополнительно определяется как включающее в себя активное состояние удерживания и активное состояние включения. Запросы на переходы состояний могут включать в себя сигналы запроса смены состояния и запросы на ресурсы восходящей линии радиолинии, которые могут рассматриваться в некоторых вариантах осуществления как запросы смены состояния. В некоторых вариантах осуществления переходы состояния WT отслеживаются базовой станцией и используются базовой станцией при определении переходов режима базовой станции.
Модуль 333 временной синхронизации выполняет операции временной синхронизации и частотной синхронизации, например, синхронизации передач восходящей линии WT для достижения синхронизации с другими передачами WT в соответствии с временной и частотной структурой восходящей линии, поддерживаемой BS, и отсчитываемой относительно сигналов синхронизации сигнализации нисходящей линии. В некоторых вариантах осуществления WT получает грубый уровень синхронизации на основе принятых сигналов маяка и/или пилот-сигналов и передает сигналы активизации BS и/или сигналы доступа, не требуя высокого уровня временной синхронизации. Модуль 333 временной синхронизации достигает высокого уровня синхронизации, например, до длительности циклического префикса, для регулярной сигнализации восходящей линии, включая сигналы каналов трафика восходящей линии, передаваемые, когда базовая станция находится в активном режиме работы. Модуль 334 идентификации базовой станции идентифицирует базовую станцию, передающую сигналы синхронизации, например, сигналы маяка, и идентификация может быть связана с определением точки подключения к сети, ассоциированной с базовой станцией, сектора и/или несущей частоты. Модуль 336 управления приемником управляет операциями приемника, модуль 338 управления передатчиком управляет операциями передатчика, модуль 339 управления пользовательским I/O управляет операциями пользовательских устройств I/O. Некоторые из модулей управления WT могут работать во взаимосвязи с модулем 327 сигнализации активизации в определенное время.
Данные/информация 320 включают в себя данные/информацию 336 беспроводного терминала, информацию 338 сигнала доступа, информацию 340 сигнала активизации базовой станции, информацию 342 сигналов передачи обслуживания, информацию 344 сигналов смены состояния, информацию 341 принятых сигналов синхронизации, информацию обработанных сигналов синхронизации и системные данные/информацию 350. Данные/информация 336 WT включают в себя пользовательские данные 352, информацию 354 ресурса/сеанса/устройства, информацию 356 идентификации WT, информацию 358 состояния пользователя WT, информацию 360 идентификации базовой станции и информацию 362 режима базовой станции.
Пользовательские данные 352 включают в себя, например, данные, соответствующие речи, видео, тексту, файлам, подлежащие передаче одноранговым узлам WT 300 или приему от одноранговых узлов WT 300. Информация 354 ресурса/сеанса/устройства включает в себя информацию идентификации однорангового узла WT 300 в сеансе связи с WT 300, информацию маршрутизации и информацию ресурсов радиолинии, соответствующую WT 300, например, информацию, идентифицирующую сегменты каналов трафика нисходящей линии и восходящей линии, назначенные WT 300, когда его подсоединенная в текущий момент базовая станция находится в активном режиме работы. Информация 356 идентификации WT включает в себя идентификаторы, ассоциированные с и/или присвоенные WT 300, включая, например, идентификатор зарегистрированного пользователя, присвоенный базовой станцией, идентификатор активного пользователя, присвоенный базовой станцией, информацию идентификатора поискового вызова и/или информацию идентификатора группы. Информация 358 состояния пользователя WT включает в себя информацию, идентифицирующую, находится ли WT в неактивном состоянии или в активном состоянии. Информация 358 состояния пользователя WT, в некоторых вариантах осуществления, также включает в себя информацию, дополнительно идентифицирующую, находится ли WT в активном состоянии включения или активном состоянии удерживания. Информация 360 идентификации базовой станции включает в себя информацию, идентифицирующую базовую станцию, используемую в качестве текущей точки подключения к сети WT, и/или информацию, идентифицирующую базовую станцию, в которой WT желает зарегистрироваться и использовать ее в качестве точки подключения к сети. Например, информация 360 идентификации базовой станции может быть выведена из принятых сигналов маяка и/или принятых пилот-сигналов. Информация 360 идентификации базовой станции включает в себя информацию, идентифицирующую режим работы для базовых станций, например, для идентифицированных базовых станций. Например, в любое данное время базовая станция может находиться в режиме работы ожидания передачи, например, неактивном режиме работы, имеющем сниженные выходные сигналы, более низкую выходную мощность и формирующем меньше взаимных помех, или базовая станция может находиться в активном режиме работы, например, представляющем режим работы с полным включением и поддерживающем сигнализацию каналов трафика восходящей линии и нисходящей линии.
Информация 338 сигналов доступа, включающая в себя спецификации сигналов доступа, такие как, например, характеристики сигналов, включая информацию уровня мощности, информацию значения сигналов модуляции и информацию части расширения, используется модулем 328 сигналов доступа для генерации сигналов доступа, используемых для регистрации WT 300 в базовой станции. Информация 340 сигнала активизации BS, включающая в себя спецификации сигналов активизации, такие как, например, характеристики сигналов, включая информацию уровня мощности, информацию значения сигналов модуляции и информацию части расширения, используется модулем 328 активизации для генерации сигналов активизации, используемых для активизации базовой станции, которая находится в режиме работы ожидания передачи. Информация 342 сигналов передачи обслуживания включает в себя информацию, используемую для генерации сигналов передачи обслуживания, и информацию, выделенную из принятых сигналов передачи обслуживания. Информация 344 сигналов смены состояния включает в себя информацию, относящуюся к сменам состояний WT 300, например, информацию для сообщений запроса смены состояния и информацию, указывающую, что BS авторизовала смену состояния WT, например, присваивая WT идентификатор активного пользователя.
Информация 341 принятых сигналов синхронизации включает в себя информацию 343 принятых сигналов маяка и информацию 345 принятых пилот-сигналов, соответствующую принятым сигналам синхронизации нисходящей линии, принятым приемником 302. Информация 341 принятых сигналов синхронизации используется в качестве входа в модуль 327 определения относительного уровня мощности или модуль 329 анализа скорости. Информация 347 обработанного сигнала синхронизации включает в себя информацию 349 уровня мощности и информацию 351 скорости. Информация 347 обработанного сигнала синхронизации включает в себя информацию с выхода модуля определения относительной мощности и/или модуля 329 анализа скорости, которая используется в качестве входа модулем 331 принятия решения о режиме базовой станции. Информация 349 уровня мощности включает в себя, например, определенный уровень мощности, ассоциированный с принятым сигналом маяка, определенный уровень мощности, ассоциированный с принятыми тонами пилот-сигналов, и отношение относительных мощностей между двумя типами принятых сигналов. Информация 351 скорости включает в себя, например, определенную скорость принятого типа сигналов. В некоторых вариантах осуществления определенная скорость передачи тонов пилот-сигналов соответствует, например, идентифицированному числу тонов пилот-сигналов, передаваемых одновременно в одном интервале времени передачи символа OFDM. В качестве другого примера, определенная скорость передачи тонов пилот-сигналов соответствует, например, отношению первого числа интервалов времени передачи OFDM, включающих в себя тона пилот-сигналов, к второму числу интервалов времени передачи OFDM, в течение которых не передаются тона пилот-сигналов.
Информация 343 принятых сигналов маяка в комбинации с информацией 347 обработанного сигнала синхронизации включает в себя информацию, относящуюся к и/или выведенную из принятых сигналов маяка, например, уровень мощности принятого сигнала, тона, ассоциированные с принятым маяком, время во временной структуре, ассоциированной с принимаемыми сигналами маяка, базовую станцию, сектор и/или несущую, ассоциированные с принятым маяком. Информация 345 принятых пилот-сигналов в комбинации с информацией 347 обработанного сигнала синхронизации включает в себя информацию, относящуюся к и/или выведенную из принятых пилот-сигналов, например, уровень мощности принятых пилот-сигналов, скорость передачи сигнализации принятых пилот-сигналов, включая число пилот-сигналов на интервал времени передачи символа OFDM тона и/или долю интервалов времени передачи символа OFDM, включающих в себя пилот-сигналы, относительную мощность принятых пилот-сигналов по отношению к принятым маякам и/или информацию идентификации базовой станции, полученную из пилот-сигналов, например, идентификатор базовой станции, полученный из формы пилот-сигнала.
Системные данные/информация 350 включают в себя множество наборов информации базовых станций (информация 364 BS 1, информация 364 BS N). Информация 364 BS 1 включает в себя информацию 368 активного режима, информацию 370 режима ожидания передачи, информацию 372 определения режима базовой станции, информацию 374 временной и частотной структуры восходящей линии/нисходящей линии и информацию 376 идентификации базовой станции.
Информация 374 временной и частотной структуры восходящей линии/нисходящей линии включает в себя, например, несущую частоту восходящей линии, информацию блока тонов восходящей линии, информацию последовательности скачкообразной перестройки тонов восходящей линии, информацию сегментов восходящей линии, несущую частоту нисходящей линии, информацию блока тонов нисходящей линии, информацию последовательности скачкообразной перестройки тонов нисходящей линии, информацию интервалов времени передачи символа OFDM, информацию группирования интервалов времени передачи символов OFDM в полусегменты, сегменты, суперсегменты, сегменты маяка, ультрасегменты и т.д. Информация 368 активного режима включает в себя информацию, относящуюся к сегментам, сигналам и функциям, релевантным для активного режима, например, сегменты и сигналы канала трафика, сегменты и сигналы выделенного канала управления. Информация 370 режима ожидания передачи включает в себя информацию, относящуюся к сегментам, сигналам и функциям, релевантным для режима ожидания передачи, например, сигналы, ассоциированные с операциями сигнализации активизации и активизации базовой станции. Информация 372 определения режима базовой станции включает в себя информацию, используемую модулем 326 определения базовой станции, для оценивания принятых маяков и пилот-сигналов для определения режима работы BS. Информация 372 определения режима базовой станции включает в себя, например, информацию скорости и/или информацию уровня мощности, ассоциированную с каждым режимом работы базовой станции, которая может быть использована для различения разных режимов работы базовой станции. Например, информация 372 может включать в себя скорость передачи пилот-сигналов в каждом режиме и/или относительный уровень мощности пилот-сигналов по отношению к сигналам маяка в каждом режиме. Информация 376 идентификации базовой станции включает в себя информацию, которая позволяет модулю 334 идентификации базовой станции определить базовую станцию, соответствующую принятым сигналам, например, набор тонов маяка, возникающих на предварительно определенных частотах и/или во времени во временной и частотной структуре нисходящей линии, ассоциированной с BS 1 и идентифицирующей BS 1 из множества базовых станций в системе. Идентификация может включать в себя идентификацию используемой сотовой ячейки, сектора и/или несущей частоты.
В
Р
На фиг.4 представлен чертеж 400 примерной частотно-временной сетки, представляющей ресурсы радиолинии для нисходящей линии, доступные в базовой станции, реализованной в соответствии с настоящим изобретением, и индикации сигналов временной синхронизации, передаваемых базовой станцией, использующей эти ресурсы, при работе в активном режиме. Вертикальная ось 402 представляет номер индекса тона (0, 1, 2,…15) в блоке тонов, используемом для сигнализации нисходящей линии базовой станцией. Горизонтальная ось 404 представляет время, причем каждая единица представляет один интервал времени передачи символа OFDM. Каждый маленький квадрат в сетке представляет базовый блок передачи, тон-символ OFDM, соответствующий одному тону для длительности одного интервала времени передачи символа OFDM. Символ модуляции может передаваться соответственно каждому тону-символу OFDM сетки. Подрисуночная подпись 406 указывает, что полное затенение квадрата сетки, как показано условным элементом 408, обозначает то, что тональный сигнал маяка на уровне мощности Р занимает тон-символ. Подрисуночная подпись 406 также указывает, что штриховка вертикальными линиями квадрата сетки, как показано условным элементом 410, обозначает то, что тональный сигнал пилот-сигнала на уровне мощности Р занимает тон-символ.
В
РR
РR
Р
На фиг.5 представлен чертеж 500 примерной частотно-временной сетки, представляющей ресурсы радиолинии для нисходящей линии, доступные в базовой станции, реализованной в соответствии с настоящим изобретением, и индикации сигналов временной синхронизации, передаваемых базовой станцией, использующей эти ресурсы, при работе в режиме ожидания передачи. Базовая станция может быть той же самой базовой станцией, соответствующей описанию фиг.4, но теперь работающей в режиме ожидания передачи, а не в активном режиме. Вертикальная ось 502 представляет номер индекса тона (0, 1, 2,…15) в блоке тонов, используемом для сигнализации нисходящей линии базовой станцией. Горизонтальная ось 504 представляет время, причем каждая единица представляет один интервал времени передачи символа OFDM. Каждый маленький квадрат в сетке представляет базовый блок передачи, тон-символ OFDM, соответствующий одному тону для длительности одного интервала времени передачи символа OFDM. Символ модуляции может передаваться соответственно каждому тону-символу OFDM сетки. Подрисуночная подпись 506 указывает, что полное затенение квадрата сетки, как показано условным элементом 508, обозначает то, что тональный сигнал маяка на уровне мощности Р занимает тон-символ. Подрисуночная подпись 506 также указывает, что штриховка горизонтальными линиями квадрата сетки, как показано условным элементом 510, обозначает то, что тональный сигнал пилот-сигнала на уровне мощности Р занимает тон-символ, где Р < Р. В этом иллюстративном варианте осуществления путем уменьшения уровня мощности каждого передаваемого пилот-сигнала средняя мощность передачи базовой станции уменьшается в режиме работы ожидания передачи по отношению к активному режиму работы.
В
Р
На фиг.6 представлен чертеж 600 примерной частотно-временной сетки, представляющей ресурсы радиолинии для нисходящей линии, доступные в базовой станции, реализованной в соответствии с настоящим изобретением, и индикации сигналов временной синхронизации, передаваемых базовой станцией, использующей эти ресурсы, при работе в режиме ожидания передачи, для другого примерного варианта осуществления. Базовая станция может быть той же самой базовой станцией, соответствующей описанию фиг.4, но теперь работающей в режиме ожидания передачи, а не в активном режиме. Вертикальная ось 602 представляет номер индекса тона (0, 1, 2,…15) в блоке тонов, используемом для сигнализации нисходящей линии базовой станцией. Горизонтальная ось 604 представляет время, причем каждая единица представляет один интервал времени передачи символа OFDM. Каждый маленький квадрат в сетке представляет базовый блок передачи, тон-символ OFDM, соответствующий одному тону для длительности одного интервала времени передачи символа OFDM. Символ модуляции может передаваться соответственно каждому тону-символу OFDM сетки. Подрисуночная подпись 606 указывает, что полное затенение квадрата сетки, как показано условным элементом 608, обозначает то, что тональный сигнал маяка на уровне мощности Р занимает тон-символ. Подрисуночная подпись 606 также указывает, что штриховка вертикальными линиями квадрата сетки, как показано условным элементом 610, обозначает тональный сигнал пилот-сигнала на уровне мощности Р. На фиг.4 показано 28 последовательных интервалов времени передачи символов OFDM. На фиг.4 три из интервалов времени передачи символов OFDM включают один тональный сигнал маяка и ни одного пилот-сигнала, в то время как каждый из других 25 интервалов времени передачи символов OFDM включает 4 тона пилот-сигналов. По сравнению с фиг.6 три интервала времени передачи символов OFDM сигнала маяка остаются неизменными; однако сигнализация пилот-сигналов уменьшена. На фиг.6 семь интервалов времени передачи символов OFDM включают в себя 4 пилот-сигнала каждый, в то время как другие 18 интервалов времени передачи символов OFDM содержат нуль пилот-сигналов. В этом примерном варианте осуществления за счет снижения скорости передачи сигнализации пилот-сигнала общая средняя мощность передачи базовой станции снижается в режиме работы ожидания передачи по отношению к активному режиму работы.
В
Р
На фиг.7 представлен чертеж 700 примерной частотно-временной сетки, представляющей ресурсы радиолинии для нисходящей линии, доступные в базовой станции, реализованной в соответствии с настоящим изобретением, и индикации сигналов временной синхронизации, передаваемых базовой станцией, использующей эти ресурсы, при работе в режиме ожидания передачи, для другого примерного варианта осуществления. Базовая станция может быть той же самой базовой станцией, соответствующей описанию фиг.4, но теперь работающей в режиме ожидания передачи, а не в активном режиме. Вертикальная ось 702 представляет номер индекса тона (0, 1, 2,…15) в блоке тонов, используемом для сигнализации нисходящей линии базовой станцией. Горизонтальная ось 704 представляет время, причем каждая единица представляет один интервал времени передачи символа OFDM. Каждый маленький квадрат в сетке представляет базовый блок передачи, тон-символ OFDM, соответствующий одному тону для длительности одного интервала времени передачи символа OFDM. Символ модуляции может передаваться соответственно каждому тону-символу OFDM сетки. Подрисуночная подпись 706 указывает, что полное затенение квадрата сетки, как показано условным элементом 708, обозначает то, что тональный сигнал маяка на уровне мощности Р занимает тон-символ. Подрисуночная подпись 706 также указывает, что штриховка вертикальными линиями квадрата сетки, как показано условным элементом 710, обозначает пилотный тональный сигнал на уровне мощности Р. На фиг.4 показано 28 последовательных интервалов времени передачи символов OFDM. На фиг.4 три из интервалов времени передачи символов OFDM включают один тональный сигнал маяка и ни одного пилот-сигнала, в то время как каждый из других 25 интервалов времени передачи символов OFDM включает 4 тона пилот-сигналов. По сравнению с фиг.7 три интервала времени передачи символов OFDM сигнала маяка остаются неизменными; однако сигнализация пилот-сигналов уменьшена. На фиг.7 25 интервалов времени передачи символов OFDM включают в себя только один тон пилот-сигнала каждый. В этом примерном варианте осуществления за счет снижения скорости передачи сигнализации пилот-сигнала общая средняя мощность передачи базовой станции снижается в режиме работы ожидания передачи по отношению к активному режиму работы.
В
На фиг.15 представлен чертеж 1500 примерной частотно-временной сетки, представляющей ресурсы радиолинии для нисходящей линии, доступные в базовой станции, реализованной в соответствии с настоящим изобретением, и индикации сигналов временной синхронизации, передаваемых базовой станцией, использующей эти ресурсы, при работе в режиме ожидания передачи, для другого примерного варианта осуществления. Базовая станция может быть той же самой базовой станцией, соответствующей описанию фиг.4, но теперь работающей в режиме ожидания передачи, а не в активном режиме. Вертикальная ось 1502 представляет номер индекса тона (0, 1, 2,…15) в блоке тонов, используемом для сигнализации нисходящей линии базовой станцией. Горизонтальная ось 1504 представляет время, причем каждая единица представляет один интервал времени передачи символа OFDM. Каждый маленький квадрат в сетке представляет базовый блок передачи, тон-символ OFDM, соответствующий одному тону для длительности одного интервала времени передачи символа OFDM. Символ модуляции может передаваться соответственно каждому тону-символу OFDM сетки. Подрисуночная подпись 1506 указывает, что полное затенение квадрата сетки, как показано условным элементом 1508, обозначает то, что тональный сигнал маяка на уровне мощности Р занимает тон-символ. На фиг.4 показано 28 последовательных интервалов времени передачи символов OFDM. На фиг.4 три из интервалов времени передачи символов OFDM включают один тональный сигнал маяка и ни одного пилот-сигнала, в то время как каждый из других 25 интервалов времени передачи символов OFDM включает 4 пилотных тональных сигнала. По сравнению с фиг.15 три интервала времени передачи символов OFDM сигнала маяка остаются неизменными; однако сигнализация пилот-сигналов исключена. В этом примерном варианте осуществления за счет снижения скорости передачи сигнализации пилот-сигнала до нуля общая средняя мощность передачи базовой станции снижается в режиме работы ожидания передачи по отношению к активному режиму работы.
Фиг.4-7 и 15 предоставлены для пояснения принципов снижения мощности и/ли скорости передачи сигнализации синхронизации в соответствии с настоящим изобретением. Характеристики ресурсов радиолинии, типы сигнализации синхронизации, величины снижения мощности и/или величины снижения скорости передачи могут изменяться в зависимости от типа системы и спецификаций системы.
В одной приведенной для примера системе беспроводной связи OFDM для базовой станции, работающей в активном режиме, например, интервал времени передачи символа OFDM примерно равен 100 мкс, блок тонов нисходящей линии содержит 113 непрерывных тонов, сигнал маяка занимает один тон для двух последовательных интервалов времени передачи символов OFDM, сигналы маяка появляются один раз в течение сегмента маяка из 812 интервалов времени передачи символов OFDM, и пилотные тональные сигналы могут передаваться в течение каждого из 896 интервалов времени передачи символов OFDM в течение сегмента маяка, и пилот-сигналы составляют примерно 18% мощности передачи базовой станции. В некоторых таких иллюстративных системах базовая станция, работающая в режиме ожидания передачи, имеет сниженный уровень сигнализации пилот-сигнала, например, один пилотный тональный сигнал для каждых восьми интервалов времени передачи символов OFDM, где в активном режиме ранее были передаваемые символы тонов пилот-сигнала. Этот примерный режим работы ожидания передачи базовой станции соответствует одному пилотному тональному сигналу для каждого из 112 интервалов времени передачи символов OFDM в сегменте маяка. В некоторых таких иллюстративных вариантах осуществления сигнализация маяка не изменяется между двумя режимами работы базовой станции. Хотя сигнал маяка обычно передается на намного более высоком уровне мощности, чем пилот-сигнал, он передается существенно менее часто, и энергия концентрируется на одном или нескольких тонах, тем самым ограничивая ущерб от взаимных помех. Однако пилот-сигналы передаются намного более часто и потребляют значительную часть мощности передачи базовой станции в активном режиме; поэтому снижение или ограничение сигнализации пилот-сигнала в режиме ожидания передачи может обеспечивать более выгодное снижение взаимных помех. В дополнение, в некоторых таких вариантах осуществления базовая станция не передает сигналы трафика нисходящей линии при работе в режиме ожидания передачи, тем самым дополнительно снижая уровни мощности передачи базовой станции и взаимных помех.
В другом типе системы беспроводной связи, например, в системе CDMA, могут использоваться сигналы синхронизации кодов расширения, и уровень мощности и/или число сигналов синхронизации кодов расширения уменьшаются при работе в режиме ожидания передачи по сравнению с активным режимом работы.
На фиг.8 схематично представлен чертеж 800, иллюстрирующий приведенную для примера базовую станцию BS K 804 с сотовой зоной покрытия - сота K 802. Сота K 802 включает в себя два примерных беспроводных терминала (WT A 806, WT B 807), связанные с BS K 804 через беспроводные линии связи (808, 809) соответственно. BS K 804 может соответствовать примерной BS 200 по фиг.2, а WT A 806 и WT B 807 могут соответствовать WT 300 по фиг.3. BS K 804 в текущий момент находится в активном режиме работы базовой станции; WT A 806 находится в активном состоянии включения работы WT; WT B 807 находится в активном состоянии удерживания работы WT.
На фиг.9 схематично представлен чертеж 900, иллюстрирующий приведенную для примера базовую станцию BS L 904 с сотовой зоной покрытия - сота L 902. Сота L 902 включает два примерных беспроводных терминала (WT C 906, WT D 908). BS L 904 может соответствовать примерной BS 200 по фиг.2, а WT C 906 и WT D 908 могут соответствовать WT 300 по фиг.3. WT C 906 и WT D 908 находятся в текущий момент в выключенном состоянии. В соте L 902 нет WT, обслуживаемых базовой станцией BS L 904 в текущий момент, и базовая станция L 904 в текущий момент работает в режиме работы ожидания передачи.
На фиг.10 схематично представлен чертеж 1000, иллюстрирующий приведенную для примера базовую станцию BS Р 1004 с сотовой зоной покрытия - сота Р 1002. Сота Р 1002 включает два примерных беспроводных терминала (WT Е 1006, WT F 1008). BS P 1004 может соответствовать примерной BS 200 по фиг.2, а WT E 1006 и WT F 1008 могут соответствовать WT 300 по фиг.3. BS P 1004 в текущий момент находится в режиме работы ожидания передачи. WT Е 1006 в текущий момент находится в неактивном состоянии работы и связана с BS P 1004 через беспроводную линию связи 1010. В текущий момент в соте Р 1002 нет WT, обслуживаемых BS P 1004, которые находятся в активном состоянии работы.
На фиг.11 представлена таблица 1100, иллюстрирующая характеристики активного режима работы базовой станции и режима работы ожидания передачи базовой станции для примерного варианта осуществления в соответствии с настоящим изобретением. Первый информационный столбец 1102 содержит информацию, относящуюся к активному режиму работы базовой станции. Второй информационный столбец 1104 содержит информацию, относящуюся к режиму работы ожидания передачи базовой станции. Первая строка идентифицирует, что в активном режиме работы базовой станции BS может обслуживать WT в активном режиме и WT в неактивном режиме, в то время как в режиме работы ожидания передачи базовой станции BS может обслуживать WT в неактивном режиме работы.
Вторая строка 1108 идентифицирует, что сигналы маяка передаются как в активном режиме работы, так и в режиме работы ожидания передачи в данном иллюстративном варианте осуществления. В этом варианте осуществления сигнализация маяка одинакова независимо от режима работы базовой станции. В некоторых вариантах осуществления сигнал маяка является сигналом относительно высокой мощности, занимающим один или несколько, например два, или три, или четыре тона для нескольких, например одного или двух последовательных интервалов времени передачи символов OFDM. В некоторых таких вариантах осуществления другие тона блока тонов нисходящей линии оставлены неиспользованными в течение передачи сигналов маяка. В некоторых вариантах осуществления сигнализация маяка может отличаться в двух режимах, так что мощность и/или скорость снижаются в режиме работы ожидания передачи по сравнению с активным режимом. В некоторых вариантах осуществления сигнал маяка может включать в себя один или несколько тонов высокой мощности и большое число тонов низкой мощности, например, от 25 до 75 тонов из блока тонов из 113 тонов, передаваемых в течение одного (одних) и того (тех) же интервала(ов) времени передачи символов OFDM. В некоторых таких вариантах осуществления в режиме работы ожидания передачи тона высокой мощности могут остаться без изменений, но скорость и/или уровень мощности тонов низкой мощности могут снижаться по отношению к активному режиму.
Третья строка 1110 идентифицирует, что сигналы маяка передаются как в активном режиме работы, так и в режиме работы ожидания передачи; однако скорость передачи пилот-сигналов и уровень мощности пилот-сигналов снижены в режиме работы ожидания передачи по сравнению с активным режимом в данном варианте осуществления. В некоторых вариантах осуществления одно из (i) уровня мощности пилот-сигнала и (ii) скорости сигнализации пилот-сигнала снижается в режиме работы ожидания передачи по сравнению с активным режимом работы.
Четвертая строка 1112 указывает, что данные канала трафика восходящей линии и нисходящей линии передаются в активном режиме работы базовой станции, но не в режиме работы ожидания передачи базовой станции, в этом иллюстративном варианте осуществления.
Пятая строка 1114 идентифицирует, что сигналы поискового вызова передаются как в активном режиме работы, так и в режиме работы ожидания передачи. В некоторых вариантах осуществления сигнализация поискового вызова может передаваться с различными скоростями и/или имеет различные характеристики в зависимости от режима работы базовой станции. Например, в активном режиме случаи поискового вызова могут возникать более часто, чем в режиме ожидания передачи. Кроме того, в некоторых вариантах осуществления сигналы поискового вызова в активном режиме могут переносить больше информации и/или быть структурированы для обеспечения возможности более быстрой реакции WT, к которым направлен поисковый вызов.
Фиг.12 представляет диаграмму 1200, иллюстрирующую приведенную для примера систему связи, реализованную в соответствии с настоящим изобретением и использующую способы настоящего изобретения. Фиг.12 включает в себя множество базовых станций (BS 1 1210, BS 2 1212, BS 3 1214) соответственно. Показан железнодорожный маршрут 1202 с приведенным для примера поездом 1204 на маршруте 1202. В принципе, более одного поезда может действовать в районе, где обеспечивается покрытие системой связи, в одно и то же время. Поезд 1204 содержит множество мобильных узлов (MN1 1206, MN N 1208).
Приведенная для примера система связи также содержит сетевой узел 1222, связанный с (BS 1 1210, BS 2 1212, BS 3 1214) через беспроводные линии связи (1226, 1228, 1230) соответственно. Сетевой узел 1222 связан с другими сетевыми узлами и/или Интернетом через сетевую линию связи 1232. Сетевые лини связи (1226, 1228, 1230, 1232) могут быть, например, волоконно-оптическими линиями связи, кабельными линиями связи и/или беспроводными линиями высокой пропускной способности, такими как направленные микроволновые линии связи. Сетевой узел 1222 содержит информацию 1224 планирования.
Информация 1224 планирования содержит информацию расписания поезда, например, идентифицирующего, когда поезд или поезда будет(ут) находиться в пределах каждой сотовой зоны покрытия BS. Сетевой узел 1222 путем передачи информации планирования и/или информации, полученной из информации планирования, к BS может оказывать влияние на переключение базовых станций из режима ожидания передачи в активный режим и из активного режима в режим ожидания передачи. Например, сетевой узел 1222 может послать информацию планирования к каждой BS, и BS может переключиться соответственно. Альтернативно, сетевой узел может использовать информацию планирования для определения, когда выдать сигналы команд переключения режима на каждую базовую станцию для управления операциями переключения режимов базовой станции.
В некоторых вариантах осуществления информация полученная от механизмов отслеживания поезда и/или определения местоположения поезда, таких как сенсоры поездов, например, уже установленные для предотвращения столкновений, используется для управления переходами базовых станций из активного режима в режим ожидания передачи и из режима ожидания передачи в активный режим. В некоторых вариантах осуществления имеется управляемый переход режима базовой станции на маршруте 1202, например, управляемый сетевым узлом 1222, принимая во внимание текущее местоположение поезда 1204, направление поезда 1204 и скорость поезда 1204.
Рассмотрим, например, случай, когда область маршрута 1202, который проходит через сотовые ячейки 1216, 1218 и 1220, является относительно удаленной сельской местностью с весьма низкой плотностью населения. В таком варианте осуществления, когда поезд 1204 не находится внутри сотовой ячейки (1216, 1218, 1220), может быть предпочтительным установить базовую станцию (1210, 1212, 1214) в режим работы ожидания передачи, тем самым снижая мощность передачи и снижая взаимные помехи; однако когда поезд должен войти в сотовую ячейку или находится в сотовой ячейке (1216, 1218, 1220), может быть предпочтительным, чтобы базовая станция работала в активном режиме. В некоторых вариантах осуществления может иметься взаимодействие на маршруте с соседними базовыми станциями, выполняющими переход между режимами, по мере того как поезда MN (1206, 1208) передаются на обслуживание от одной базовой станции к другой. Снижение взаимных помех может быть особенно полезным в граничных зонах сотовых ячеек, например, в граничной зоне сотовой ячейки, которая примыкает к области высокой плотности населения, где другая соседняя базовая станция может обычно работать непрерывно в активном режиме работы.
В некоторых вариантах осуществления при некоторых условиях базовые станции получают команды на переход в режим ожидания передачи, когда поезд находится в некотором местоположении или вблизи него, например, на мосту или в туннеле, например, в целях безопасности.
Способы, описанные по отношению к варианту осуществления для поезда согласно фиг.12, также применимы к другим транспортным сетям. Например, базовые станции могут располагаться вдоль маршрутов полета, и переход режимов работы базовых станций может координироваться с информацией расписания полетов.
Фиг.13, содержащая комбинацию фиг.13А, фиг.13В и фиг.13С, представляет собой блок-схему 1300 приведенного для примера способа работы базовой станции в соответствии с настоящим изобретением. Приведенная для примера базовая станция может соответствовать базовой станции 200 по фиг.2. Иллюстративный способ запускается на этапе 1302, где базовая станция включается и инициализируется. Операции переходят от этапа 1302 к этапу 1306, этапу 1308 и через соединительный узел А 1303 к этапу 1304.
На этапе 1306 базовая станция устанавливается в активный режим, и затем на этапе 1310 базовая станция работает в активном режиме работы. Операции на этапе 1310 включают в себя в течение первого периода времени передачу сигналов синхронизации с первой скоростью. Например, сигналы синхронизации могут включать в себя комбинацию сигналов маяка и пилот-сигналов. В некоторых вариантах осуществления активный режим работы может рассматриваться как операционное состояние полного включения базовой станции, в котором обеспечивается возможность поддержки одного или более активных пользователей и поддержки сигнализации каналов трафика восходящей линии и нисходящей линии. Первая скорость сигнализации синхронизации может быть такой, чтобы поддерживать относительно быструю синхронизацию и оценивание каналов для WT, обслуживаемых базовой станцией. Процедура переходит от этапа 1310 к этапу 1312.
На этапе 1312 базовая станция действует для проверки того, имеются ли WT, обслуживаемые в активном состоянии. Например, WT могут регистрироваться в базовой станции, которую желательно использовать в качестве точки подключения к сети. Зарегистрированный беспроводный терминал может находиться в различных состояниях в разное время, например, в неактивном состоянии или в активном состоянии; активное состояние может далее квалифицироваться как активное состояние удерживания или активное состояние включения. Базовая станция может контролировать переход WT в активное состояние, и операции управления могут включать в себя назначение идентификаторов активного пользователя WT. BS может отслеживать число пользователей, находящихся в текущий момент в активном состоянии. Если на этапе 1312 определено, что нет WT, обслуживаемых в активном состоянии, например, нет WT, в текущий момент зарегистрированных в базовой станции, обслуживаемых в текущий момент в активном состоянии, то процедура переходит к этапу 1314; иначе процедура переходит к этапу 1316. На этапе 1316 базовая станция, определив, что имеется, по меньшей мере, один WT в активном состоянии, сбрасывает таймер неактивности. Процедура переходит от этапа 1316 назад к этапу 1312, где базовая станция вновь проверяет, имеются ли WT, обслуживаемые в активном состоянии.
На этапе 1314 таймер неактивности получает приращение. Процедура переходит от этапа 1314 к этапу 1318. На этапе 1318 базовая станция проверяет, не превысил ли таймер неактивности предварительно установленный предел. Если таймер превысил предварительно установленный предел, то процедура переходит к этапу 1320, иначе процедура возвращается к этапу 1312, где базовая станция вновь проверяет, имеются ли WT, обслуживаемые в активном состоянии.
На этапе 1320 базовая станция действует для перехода базовой станции в режим работы ожидания передачи. Режим работы ожидания передачи является состоянием работы базовой станции, в котором базовая станция не обслуживает активных пользователей, но может обслуживать пользователей в неактивном состоянии, и в котором базовая станция управляется так, чтобы иметь более низкую среднюю выходную мощность, чем в активном режиме, тем самым создавая меньше помех в системе. Процедура переходит от этапа 1320 к этапу 1322. На этапе 1322 базовая станция работает в режиме ожидания передачи, который включает в себя в течение второго периода времени, в течение которого передаются сигналы синхронизации, передачу сигналов синхронизации на, по меньшей мере, одном из (i) более низкой скорости, чем в активном режиме, и (ii) более низком уровне мощности, чем передача сигналов синхронизации в активном режиме. В некоторых вариантах осуществления некоторые из сигналов синхронизации, например сигналы маяка, могут быть одинаковыми в обоих режимах работы базовой станции, в то время как другие сигналы синхронизации, например пилот-сигналы, могут быть понижены по уровню мощности и/или скорости в режиме ожидания передачи.
На этапе 1304 базовая станция действует для отслеживания текущего времени. Процедура переходит от этапа 1304 к этапу 1324. На этапе 1324 базовая станция проверяет, не указывает ли текущее время, что базовая станция должна выполнить переход режима в соответствии с информацией планирования. Например, BS может находиться в удаленной сельской местности и может выполнять переходы между режимами в зависимости от того, находится ли поезд, имеющий мобильные беспроводные терминалы, вблизи ее сотовой зоны покрытия, на основе информации расписания поездов, сохраненной и/или переданной к базовой станции. Если текущее время не указывает, что базовая станция должна выполнить переход режима, то процедура переходит от этапа 1324 назад к этапу 1304. Однако если текущее время указывает, что в соответствии с информацией планирования должен быть выполнен переход режима, то процедура переходит от этапа 1324 к этапу 1326.
На этапе 1326 базовая станция действует для определения того, должен ли выполняться переход в активный режим, и в этом случае процедура переходит к этапу 1328, или в режим ожидания передачи, и в этом случае процедура переходит к этапу 1330. На этапе 1328 базовая станция проверяет, находится ли BS уже в активном состоянии, и в этом случае никакого дальнейшего действия не требуется в отношении этого перехода. Однако если на этапе 1328 определено, что BS не находится в активном состоянии, то процедура переходит от этапа 1328 к этапу 1332, где базовая станция управляется для перехода в активное состояние. Процедура переходит от этапа 1332 через соединительный узел F 1334 к этапу 1310, где базовая станция работает в активном режиме.
На этапе 1330 базовая станция проверяет, находится ли BS уже в режиме ожидания передачи, и в этом случае никакого дальнейшего действия не требуется в отношении этого перехода. Однако если на этапе 1330 определено, что BS не находится в режиме ожидания передачи, то процедура переходит от этапа 1330 через соединительный узел G 1336 к этапу 1320, где базовая станция управляется для перехода в режим ожидания передачи.
На этапе 1308 базовая станция действует для приема сигналов по беспроводным линиям связи и интерфейсу транзитной сети на постоянной основе. Процедура переходит от этапа 1308 через соединительные узлы (B 1338, C 1346, D 1352, E 1364, J 1365) к этапам (1340, 1348, 1354, 1366, 1367) соответственно.
На этапе 1340 базовая станция контролирует сигналы доступа от WT, желающих зарегистрироваться в BS, чтобы использовать базовую станцию в качестве своей точки подключения к сети. Процедура переходит от этапа 1340 к этапу 1342, где базовая станция проверяет, принят ли сигнал доступа. Если сигнал доступа не принят, то процедура возвращается к этапу 1340, в ином случае процедура переходит через соединительный узел Н 1344 к этапу 1328, где BS проверяет, не находится ли BS в текущий момент в активном режиме.
На этапе 1348 базовая станция контролирует сигналы активизации, например, через беспроводные линии связи от WT и/или через транзитную сеть. Сигнал активизации через транзитную сеть может исходить из WT, из централизованного узла управления или из другого сетевого узла, такого как соседняя базовая станция. Например, беспроводный терминал, в текущий момент соединенный с другой соседней базовой станцией, ожидающий вскоре выполнить операции передачи обслуживания для передачи обслуживания на базовую станцию, которую он желает активизировать, может инициировать сигнал активизации и передать этот сигнал через свою текущую точку подключения к сети. WT может инициировать этот сигнал активизации так, чтобы получить в результате непрерывную передачу пользовательских данных, и информация сигнала активизации в конечном счете передается к BS в режиме ожидания передачи через транзитную сеть. В качестве другого примера, централизованный узел управления может послать BS сигнал активизации через транзитную сеть, например, централизованный узел управления, реализующий управление в соответствии с информацией расписания поездов. В качестве другого примера, другая базовая станция, например соседняя базовая станция, осведомленная об активных мобильных пользователях, приближающихся к внешнему периметру сотовой ячейки BS, может послать к данной BS сигнал активизации через транзитную сеть, так что эта BS может быть переведена в активный режим и подготовлена для активных мобильных пользователей, когда они входят в ее сотовую ячейку. В качестве еще одного примера, WT в сотовой зоне покрытия базовых станций, недавно включенный или находящийся в неактивном режиме, может обнаружить, что BS находится в режиме ожидания передачи, и WT генерирует и посылает сигнал активизации к BS по беспроводному каналу. Процедура переходит от этапа 1348 к этапу 1350, где базовая станция проверяет, принят ли сигнал активизации. Если сигнал активизации не принят, то процедура возвращается к этапу 1348; в противном случае процедура переходит через соединительный узел Н 1344 к этапу 1328, где базовая станция проверяет, находится ли BS в текущий момент в активном режиме.
На этапе 1354 базовая станция контролирует сигналы передачи обслуживания, например, через беспроводные линии связи от WT и/или через транзитную сеть. Процедура переходит от этапа 1354 к этапу 1356, где базовая станция проверяет, принят ли сигнал передачи обслуживания. Если сигнал передачи обслуживания не принят, то процедура возвращается к этапу 1354; иначе процедура переходит к этапу 1358. На этапе 1358 базовая станция определяет, должна ли быть выполнена смена рабочего режима как результат принятого сигнала передачи обслуживания. Например, рассмотрим случай, когда принятый сигнал передачи обслуживания получен через беспроводную линию связи от последнего зарегистрированного в текущий момент беспроводного терминала, обслуживаемого базовой станцией, тогда после завершения передачи обслуживания базовая станция может быть переведена в режим ожидания передачи. Однако если такой принятый сигнал передачи обслуживания принят, когда другие зарегистрированные WT находятся в активном состоянии в сотовой ячейке, то смену режима базовой станции не следовало бы выполнять. В качестве другого примера, рассмотрим случай, когда сигнал передачи обслуживания получен через транзитную сеть и указывает, что активный беспроводный терминал желает выполнить передачу обслуживания на базовую станцию и что базовая станция в текущий момент находится в режиме ожидания передачи. При таких условиях было бы надлежащим перевести базовую станцию в активный режим. Однако если базовая станция уже была в активном режиме, когда сигнал передачи обслуживания был принят через транзитную сеть, то переход режима для базовой станции не требуется. Если на этапе 1358 базовая станция определяет, что должна выполняться смена режима, то процедура переходит к этапу 1360, в противном случае никакие дополнительные операции не выполняются для инициирования смены режима в ответ на этот принятый сигнал передачи обслуживания.
На этапе 1360 базовая станция действует в зависимости от направления перехода режима. Если переход режима выполняется к активному режиму, то процедура переходит от этапа 1360 через соединительный узел G 1336 к этапу 1320.
На этапе 1366 базовая станция контролирует сигналы смены состояния, например, через беспроводные линии связи от зарегистрированных в текущий момент WT. Например, зарегистрированный WT может запросить о переводе из неактивного состояния в активное состояние, чтобы он мог передавать и принимать пользовательские данные. Процедура переходит от этапа 1366 к этапу 1368, где базовая станция проверяет, принят ли сигнал смены состояния. В некоторых вариантах осуществления запрос на дополнительные ресурсы радиолинии, например запрос на сегмент канала трафика, может рассматриваться как сигнал запроса смены состояния. Если сигнал смены состояния не принят, то процедура возвращается к этапу 1366, в противном случае процедура переходит к этапу 1370. На этапе 1370 базовая станция определяет, следует ли реализовать смену рабочего режима в результате принятого сигнала смены состояния WT. Например, рассмотрим случай, когда сигнал смены состояния получен от зарегистрированного в текущий момент беспроводного терминала, обслуживаемого базовой станцией, в неактивном состоянии, запрашивающего смену на активное состояние, и базовая станция в текущий момент находится в режиме ожидания передачи, тогда базовая станция должна реализовать смену режима на активный. Однако если такой принятый сигнал смены состояния WT был принят, когда базовая станция уже была в активном режиме, то смена режима базовой станции не требуется. Если на этапе 1370 базовая станция определяет, что должна осуществляться смена режима, то процедура переходит к этапу 1360; в противном случае никакие дополнительные операции не выполняются для инициирования смены режима базовой станции в ответ на этот принятый сигнал запроса смены состояния WT.
На этапе 1367 базовая станция контролирует сигналы смены режима, например, через транзитную сеть, указывая, что BS должна изменить свой рабочий режим. Например, узел сетевого управления или соседняя базовая станция могут принять решение временно инициировать переход BS из активного режима в режим ожидания передачи вследствие любого из ряда условий, таких как тестирование взаимных помех, условия нагрузки, расписание, факторы безопасности и т.д. Процедура переходит от этапа 1367 к этапу 1369, где базовая станция проверяет, принят ли сигнал запроса смены режима. Если сигнал смены режима не принят, то процедура возвращается к этапу 1367, в противном случае процедура переходит к этапу 1371. На этапе 1371 базовая станция определяет, следует ли реализовать смену рабочего режима в результате принятого сигнала смены состояния базовой станции. Например, различные критерии для смены режима могут применяться в зависимости от источника сигнала смены режима и/или текущих условий базовых станций. Некоторые принятые сигналы смены режима рассматриваются как команды, которые базовая станция реализует без дополнительного рассмотрения, в то время как другие принятые сигналы смены режима рассматриваются как запросы, и в этом случае базовая станция имеет свободу действий относительно смены режима. Например, если команда смены режима была от централизованного узла управления и была выдана по соображениям безопасности, то смена режима может быть реализована без дополнительного рассмотрения. Альтернативно, если команда смены режима была предложением перейти в режим ожидания передачи на основе некоторого графика, например расписания поездов, и могут иметься дополнительные зарегистрированные активные пользователи вне поезда, то эта команда может быть проигнорирована базовой станцией. Если на этапе 1371 базовая станция определяет, что должна быть осуществлена смена режима, то процедура переходит к этапу 1360, в противном случае никакие дополнительные операции не выполняются для инициирования смены режима в ответ на этот принятый сигнал смены режима BS.
На фиг.14 приведено представление 1400 диаграммы состояний для приведенной для примера базовой станции, реализованной в соответствии с настоящим изобретением. Иллюстративная базовая станция может быть базовой станцией 200 по фиг.2. Эта базовая станция включает примерное состояние 1 1402, иначе называемое активным режимом работы базовой станции, примерное состояние 2 1404, иначе называемое режимом работы ожидания передачи базовой станции. Стрелки показывают условия, обуславливающие переход состояния. Переход состояния из активного режима работы 1402 базовой станции в режим работы 1404 ожидания передачи базовой станции может происходить в ответ на: определенный период неактивности 1406, информацию 1408 планирования, принятый сигнал 1409 смены режима базовой станции, обнаруженный переход, по меньшей мере, одного беспроводного терминала из активного состояния в неактивное состояние 1410, например, переход, приводящий к тому, что все зарегистрированные в текущий момент в базовой станции беспроводные терминалы находятся в неактивном состоянии. Переход состояния из режима работы 1404 ожидания передачи базовой станции в активный режим работы 1402 базовой станции может происходить в ответ на: информацию 1412 планирования, принятый сигнал 1414 доступа, принятый сигнал 1416 активизации, принятый сигнал 1418 передачи обслуживания, принятый сигнал 1420 смены состояния WT, например, сигнал запроса смены состояния, или принятый сигнал 1422 смены режима базовой станции.
На фиг.16 приведено представление 1600, иллюстрирующее ряд последовательных во времени операций в варианте осуществления настоящего изобретения. Каждая из диаграмм (1601, 1603, 1605, 1607, 1609 и 1611) представляет последовательные во времени операции для примерной сотовой ячейки А 1602. Диаграмма 1601 иллюстрирует, что сотовая ячейка А 1602 включает в себя примерную базовую станцию А 1604, работающую в режиме ожидания передачи, иногда называемом неактивным режимом работы базовой станции. В случае этой примерной базовой станции А 1604, при работе в режиме ожидания передачи, BS А 1604 передает сигналы 1606 маяка, но не передает пилот-сигналы.
Диаграмма 1603 иллюстрирует, что WT А 1608 вошел в сотовую ячейку или включился в ячейке и принял сигнал 1606 маяка. WT А 1608 идентифицирует BS А 1604 из восстановленной информации сигнала маяка и распознает, что BS А 1604 находится в режиме ожидания передачи, например, по отсутствию пилот-сигналов.
Диаграмма 1605 иллюстрирует, что WT А 1608 посылает сигнал 1610 активизации к BS А 1604. Сигнал 1610 активизации реализован для легкого обнаружения, не требуя точной временной синхронизации, например, сигнал относительно высокой мощности в известном местоположении во временной и частотной структуре восходящей линии с длительностью в два интервала времени передачи символа OFDM. В некоторых вариантах осуществления сигнал 1610 активизации реализован для легкого обнаружения, не требуя какой-либо временной синхронизации между WT А 1608 и BS А 1604, например, когда BS в режиме ожидания передачи постоянно контролирует некоторые предварительно определенные тона на наличие сигнала активизации. В некоторых вариантах осуществления сигнал 1610 активизации имеет те же характеристики, что и сигнал доступа, обычно используемый для регистрации в активной базовой станции.
Диаграмма 1607 указывает, что базовая станция 1604 распознала сигнал 1610 активизации и перешла в активный режим работы, например, повторно активизируя нормальные каналы, используемые для управления и сигнализации пользовательских данных, включая пилот-сигналы 1612. Диаграмма 1609 указывает, что WT А 1608 распознал, что BS А 1604 находится в активном режиме работы, и WT А 1608 передал сигнал 1614 запроса доступа, например, в течение одного интервала доступа во временной и частотной структуре восходящей линии, используя сегмент доступа на конкурентной основе. Диаграмма 1611 указывает, что обычная регистрация WT А 1608 завершена, и WT А 1608 принят в качестве активного пользователя BS А 1604. BS А 1604 назначает WT А сегменты каналов трафика восходящей линии и нисходящей линии, посредством которых передаются сигналы 1616 пользовательских данных.
На фиг.17 приведено представление 1700, иллюстрирующее часть примерной временной и частотной структуры восходящей линии OFDM. В базовой станции временные характеристики восходящей линии могут отсчитываться относительно временных характеристик нисходящей линии, например, относительно сигнала маяка нисходящей линии. Вертикальная ось 1702 показывает тона восходящей линии, а также включает в себя блок 1701 тонов восходящей линии, например, 113 непрерывных тонов. Горизонтальная ось 1704 представляет время. Временная структура восходящей линии включает в себя интервалы 1706, 1706' доступа и регулярные интервалы 1708 сигнализации восходящей линии. Интервалы доступа, например интервал 1706 доступа, могут быть использованы для сигналов доступа, например сигналов запроса регистрации и сигналов запроса активизации базовой станции. В некоторых вариантах осуществления в зависимости от режима работы базовой станции, по меньшей мере, некоторые из тонов-символов интервала доступа используются для различных целей. По меньшей мере, некоторые из сигналов, передаваемых WT в течение интервалов доступа, не обязательно должны быть точно синхронизированы по времени по отношению к базовой станции, в то время как сигналы, передаваемые WT в течение регулярного интервала 1708 сигнализации восходящей линии, обычно имеют точную временную синхронизацию, например, в пределах длительности циклического префикса. В некоторых вариантах осуществления сигнализация в течение интервала доступа использует сегменты на конкурентной основе, в то время как сигнализация в течение регулярного интервала сигнализации восходящей линии использует выделенные или назначенные сегменты. Регулярные интервалы сигнализации восходящей линии могут быть использованы для различной сигнализации, включая сигнализацию назначенного сегмента канала трафика восходящей линии и сигнализацию выделенного канала управления восходящей линии.
На фиг.18 приведено представление 1800, иллюстрирующее примерные ресурсы интервалов доступа радиолинии для восходящей линии, примерные сегменты и примерную сигнализацию, соответствующую активному режиму работы базовой станции и режиму ожидания передачи работы базовой станции, в соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения. Частотно-временная сетка 1802 включает в себя 48 тонов-символов, каждый тон-символ представлен маленьким квадратным блоком, и каждый тон-символ представляет ресурсы радиолинии восходящей линии для одного интервала времени передачи символа OFDM. Частотно-временная сетка 1802 включает в себя блок 1804 тонов восходящей линии из 16 непрерывных тонов (тон 0, тон 1, …, тон 15) и имеет временную длительность интервала 1806 доступа, где интервал доступа включает три последовательных интервала времени передачи символа OFDM (1808, 1810, 1012). В некоторых вариантах осуществления интервал доступа имеет другую длительность, например 8 последовательных интервалов времени передачи символа OFDM.
АС
Частотно-временная сетка 1814 представляет частотно-временную сетку 1802, разделенную, в течение активного режима работы базовой станции, для включения двух сегментов доступа. В некоторых вариантах осуществления часть ресурсов радиолинии восходящей линии в течение интервала доступа зарезервирована для сегментов доступа. Подрисуночная надпись 1816 указывает, что тона-символы, которые являются компонентом 1-го сегмента доступа, указаны перекрестной штриховкой 1820, в то время как тона-символы, которые являются компонентом 2-го сегмента доступа, указаны штриховкой 1822 вертикальными и горизонтальными линиями. В течение активного режима работы базовой станции беспроводный терминал, желающий зарегистрироваться в базовой станции и использовать базовую станцию в качестве своей точки подключения к сети, использует один из сегментов доступа для передачи сигнала запроса доступа. В некоторых вариантах осуществления WT случайным образом выбирает один из сегментов доступа для использования, чтобы передать свой сигнал запроса регистрации доступа восходящей линии. Частотно-временная сетка 1814' представляет частотно-временную сетку 1814, но также включает в себя дополнительный сигнал запроса доступа, представленный диагональной штриховкой 1824. Сигнализация запроса доступа передается с уровнем мощности Р на тон, и WT не требуется быть точно синхронизированным по времени по отношению к базовой станции, например, ошибка временной синхронизации может быть больше, чем длительность циклического префикса символа OFDM, но достаточно малой, чтобы сигнал запроса доступа мог быть распознан базовой станцией и должен приниматься базовой станцией в пределах временных ограничений сегмента доступа.
WU
WU
AC
Частотно-временная сетка 1826 представляет частотно-временную сетку 1802 в течение режима работы ожидания передачи базовой станции; сетка 1826 включает в себя, по меньшей мере, один сегмент активизации. Подрисуночная надпись 1828 указывает, что тона-символы, которые являются компонентом сегмента активизации, представлены точечной штриховкой 1830. В течение режима работы ожидания передачи базовой станции беспроводный терминал, желающий активизировать базовую станцию для перевода базовой станции из режима работы ожидания передачи в активный режим, использует сегмент активизации для передачи сигнала активизации. Частотно-временная сетка 1826' представляет частотно-временную сетку 1826, но также включает в себя дополнительный сигнал активизации, представленный штриховкой 1832 вертикальными линиями. Сигнализация активизации передается с уровнем мощности Р на тон, где Р> Рдля того же самого WT, в той же позиции в том же самом обнаруженном сигнале маяка и имеющего ту же самую величину оставшейся мощности питания батареи. WT не требуется быть точно синхронизированным по времени по отношению к базовой станции, например, ошибка временной синхронизации может быть больше, чем длительность циклического префикса символа OFDM, но достаточно малой, чтобы сигнал активизации мог быть распознан базовой станцией и должен приниматься базовой станцией в пределах временных ограничений сегмента активизации. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения число тонов, одновременно используемых для сигнала активизации, снижено, например, до одного из числа тонов, используемых одновременно для сигнала запроса доступа, позволяя WT значительно повысить мощность передачи на тон сигнала активизации, увеличивая вероятность того, что базовая станция успешно обнаружит сигнал активизации.
В некоторых вариантах осуществления в режиме работы ожидания передачи базовая станция выключает всю сигнализацию передачи, за исключением минимального набора сигнализации, которую WT может использовать для обнаружения присутствия базовой станции и/или определения грубого уровня синхронизации. В некоторых таких вариантах осуществления OFDM этот минимальный набор сигнализации представляет собой сигнализацию маяка, причем сигналы маяка могут передаваться с теми же или пониженными уровнями мощности по отношению к активному режиму работы. В некоторых вариантах осуществления OFDM этот минимальный набор сигнализации может быть сигналами маяка и пилот-сигналами, причем пилот-сигналы передаются с пониженной мощностью и/или скоростью по отношению к сигнализации в активном режиме работы. В некоторых вариантах осуществления беспроводный терминал, после обнаружения базовой станции, например, посредством принятого маяка, желающий активизировать базовую станцию, посылает сигнал активизации на базовую станцию. Базовая станция, после обнаружения сигнала активизации, повторно активизирует нормальные каналы, переводя базовую станцию в активный режим работы. В различных вариантах осуществления сигнал активизации предназначается для простого обнаружения, не требуя временной синхронизации или точной временной синхронизации. Например, в примерном варианте осуществления OFDM сигнал активизации может быть тоном двойного символа в известном местоположении во временной и частотной структуре восходящей линии. В некоторых вариантах осуществления сигнал активизации может быть сигналом, передаваемым на относительно высоком уровне мощности передачи восходящей линии, причем сигнал больше по длительности, чем обычное значение символа модуляции, предназначенное для одиночного тона-символа OFDM, и сигнал передается в двух или более последовательных интервалах времени передачи символа OFDM. В некоторых вариантах осуществления регулярный сигнал доступа может рассматриваться как сигнал активизации, если базовая станция, принимающая сигнал, находится в режиме работы ожидания передачи. В некоторых вариантах осуществления те же ресурсы радиолинии, которые зарезервированы для сигналов доступа, могут быть зарезервированы и использованы для сигналов активизации. В некоторых таких вариантах осуществления сигналы доступа могут отличаться от сигналов активизации.
На фиг.19 представлена блок-схема 1900 примерного способа работы беспроводного терминала, например мобильного узла, в соответствии с настоящим изобретением. Представленный способ работы, включающий в себя установление канала пользовательских данных с базовой станцией для передачи пользовательских данных, начинается на этапе 1902. Например, беспроводный терминал может быть включен на этапе 1902 и желает установить канал связи восходящей линии с точкой подключения к сети базовой станции соответственно сотовой зоне покрытия, в которой он находится. В качестве другого примера, беспроводный терминал может быть в текущий момент зарегистрирован в базовой станции, в сотовой ячейке которой он находится, но может находиться в неактивном состоянии WT, и на этапе 1902 он начинает инициировать операции для перехода в активное состояние WT. В качестве другого примера, беспроводный терминал может быть в текущий момент активным пользователем с другой точкой подключения к сети базовой станции, расположенной рядом с новой базовой станцией, с которой он желает установить канал пользовательских данных, и беспроводный терминал входит в граничную область. Процедура переходит от начального этапа 1902 к этапу 1904.
На этапе 1904 беспроводный терминал определяет, находится ли базовая станция, с которой он желает установить канал пользовательских данных, в режиме работы с пониженной активностью. Этап 1904 включает в себя подэтап 1906 и подэтап 1908. На подэтапе 1906 беспроводный терминал принимает сигналы синхронизации от базовой станции. Затем на подэтапе 1908 беспроводный терминал определяет режим работы базовой станции на основе принятых сигналов синхронизации. В некоторых вариантах осуществления подэтап 1908 включает в себя подэтап 1910, на котором беспроводный терминал оценивает уровни мощности сигналов для определения режима работы базовой станции. В некоторых вариантах осуществления более высокие уровни мощности сигналов, по меньшей мере, некоторых типов сигналов синхронизации указывают на режим работы полного включения базовой станции, в то время как более низкие уровни мощности сигналов того же самого типа сигналов синхронизации указывают на режим работы сниженной сигнализации базовой станции, например, режим работы ожидания передачи базовой станции. В различных вариантах осуществления сигналы синхронизации включают в себя, по меньшей мере, два типа сигналов, и относительная мощность этих двух типов сигналов указывает на режим работы базовой станции. В некоторых таких вариантах осуществления, по меньшей мере, два типа сигналов включают в себя первый тип сигнала, который является сигналом маяка OFDM, и второй тип сигнала, который является пилотным тональным сигналом, и тональный сигнал маяка имеет мощность на тон, по меньшей мере, в три раза больше мощности на тон для пилотного тонального сигнала. В некоторых таких вариантах осуществления уровень мощности передачи на тон маяка OFDM является тем же самым как в режиме ожидания передачи базовой станции, так и в активном режиме базовой станции; однако мощность передачи на тон пилот-сигнала снижена в режиме работы ожидания передачи базовой станции по отношению к активному режиму работы базовой станции.
В некоторых вариантах осуществления подэтап 1908 включает в себя под-этап 1912, на котором беспроводный терминал определяет скорость, с которой принимается первый тип сигнала синхронизации, и коррелирует определенную скорость с соответствующим режимом работы базовой станции. В некоторых таких вариантах осуществления первый тип сигнала синхронизации представляет пилотные тональные сигналы. В некоторых таких вариантах осуществления базовая станция определяется как находящаяся в режиме работы сокращенной сигнализации синхронизации, например, в неактивном режиме работы базовой станции, когда определенная скорость ниже предварительно определенного порога.
Процедура переходит с этапа 1904 к этапу 1914. На этапе 1914 работа беспроводного терминала производится вдоль разных ветвей, в зависимости от того, находится ли базовая станция в режиме работы пониженной активности. Если базовая станция находится в состоянии пониженной активности, например, в неактивном режиме работы базовой станции, то процедура переходит с этапа 1914 к этапу 1916, но если базовая станция не находится в состоянии пониженной активности, например, в активном режиме работы полного включения базовой станции, то процедура переходит с этапа 1914 к этапу 1926.
На этапе 1916 беспроводный терминал передает сигнал, используемый для запуска базовой станции для перехода в более активный режим работы сигнализации синхронизации, например, передает сигнал активизации, сигнал запроса доступа, сигнал передачи обслуживания или сигнал запроса перехода состояния.
В некоторых вариантах осуществления сигнал, используемый для запуска базовой станции для перехода в более активный режим работы сигнализации синхронизации, является сигналом активизации. В некоторых таких вариантах осуществления характеристики сигнала активизации таковы, чтобы обеспечить легкое обнаружение базовой станцией в неактивном режиме. В некоторых вариантах осуществления сигнал активизации включает в себя менее 5 тонов OFDM. В некоторых таких вариантах осуществления сигнал активизации использует единственный тон OFDM. В различных вариантах осуществления сигнал активизации передается в течение непрерывного периода времени, продолжающегося более одного периода времени передачи символа OFDM. В различных вариантах осуществления сигнал активизации передается так, что сигнал занимает более одного интервала времени передачи символа OFDM, например два последовательных интервала времени передачи символа OFDM, и беспроводный терминал не обязательно должен быть точно синхронизирован по времени по отношению к базовой станции, например, ошибка временной синхронизации может быть большей, чем циклический префикс OFDM, но достаточно малой, чтобы сигнал активизации мог быть обнаружен базовой станцией, например, беспроводный терминал синхронизирован с базовой станцией в пределах интервала времени передачи символа OFDM. В некоторых вариантах осуществления для сигнала активизации используется предварительно определенный набор тонов. В некоторых вариантах осуществления предварительно определенный набор тонов включает максимум один тон. В различных вариантах осуществления сигнал активизации передается беспроводным терминалом с уровнем мощности на тон, который выше, чем средний уровень мощности, используемый беспроводным терминалом для передачи пользовательских данных. В некоторых таких вариантах осуществления сигнал активизации передается беспроводным терминалом при максимальном уровне мощности на тон, используемом беспроводным терминалом. В некоторых вариантах осуществления сигнал активизации передается с использованием одного из тонов, используемых для сигнализации запроса доступа.
В некоторых вариантах осуществления сигнал, используемый для запуска базовой станции для перехода в более активный режим работы сигнализации синхронизации, представляет собой сигнал запроса доступа, и беспроводный терминал действует по-разному вслед за передачей сигнала запроса доступа, если передача сигнала запроса доступа выполнялась на базовую станцию в режиме работы сокращенной сигнализации синхронизации, по сравнению с тем, если передача выполнялась на базовую станцию в режиме работы полного включения сигнализации синхронизации. В таком варианте осуществления базовая станция реализует разные процессы в ответ на принятый сигнал запроса доступа в зависимости от текущего режима работы базовой станции.
В некоторых вариантах осуществления, в которых беспроводный терминал в текущий момент соединен как активный пользователь через беспроводную линию связи с текущей базовой станцией, расположенной смежно с базовой станцией, которую беспроводный терминал желает активизировать и установить с ней канал пользовательских данных, сигнал, используемый для запуска базовой станции для перехода в более активный режим работы синхронизации, передается через текущую базовую станцию как часть операции передачи обслуживания. Например, беспроводный терминал может находиться в граничной области сектора или сотовой ячейки и ожидать переключения точки подключения к сети базовой станции и, таким образом, передавать такой сигнал к своей текущей точке подключения к сети, и этот сигнал может пересылаться, например, по транзитной сети, к базовой станции, которую необходимо активизировать. Таким способом задержки передачи обслуживания могут быть минимизированы.
В некоторых вариантах осуществления, в которых беспроводный терминал уже зарегистрирован в базовой станции, в отношении которой беспроводный терминал желает способствовать переходу в более активный режим сигнализации синхронизации, и беспроводный терминал находится в неактивном режиме работы беспроводного терминала, в котором беспроводный терминал не передает пользовательские данные, сигнал, используемый для запуска перехода базовой станции в более активный режим работы синхронизации, является сигналом запроса перехода состояния, например, запросом беспроводного терминала, чтобы перейти из неактивного режима WT в активный режим WT.
Процедура переходит с этапа 1916 к этапу 1918. На этапе 1918 беспроводный терминал ожидает период времени, чтобы базовая станция перешла в состояние включения. В некоторых вариантах осуществления беспроводный терминал контролирует изменение в сигнализации базовой станции, например, в характеристиках скорости и/или уровня мощности сигнализации базовой станции, чтобы подтвердить, что базовая станция перешла в активное состояние. В некоторых вариантах осуществления беспроводный терминал повторяет сигнал, предназначенный для того, чтобы вызвать переход, если переход режима базовой станции не наблюдается в течение предварительно определенного интервала времени, например, в течение некоторого количества интервалов времени передачи символов OFDM, или в ожидаемый момент во временной структуре, например в начале следующего сегмента во временной структуре нисходящей линии после разрешенного времени передачи сигнализации и операций перехода режимов работы базовой станции.
Затем на этапе 1920 беспроводный терминал передает сигналы запроса регистрации и/или доступа к базовой станции, например, сигналы запроса доступа с использованием сегмента доступа на конкурентной основе во временной и частотной структуре восходящей линии, ассоциированной с базовой станцией. Например, для беспроводного терминала, являющегося новым в сотовой ячейке, может осуществляться полная последовательность сигнализации запроса регистрации и доступа. Однако для беспроводного терминала, в текущий момент зарегистрированного в базовой станции, но находящегося в неактивном режиме WT, WT может иметь идентификатор зарегистрированного пользователя, но может пожелать получить идентификатор активного пользователя и может инициировать временную синхронизацию замкнутого контура.
Процедура переходит с этапа 1920 к этапу 1922. На этапе 1922 беспроводный терминал выполняет временную синхронизацию замкнутого контура на основе сигналов обратной связи от базовой станции. В некоторых вариантах осуществления, где беспроводный терминал передается на обслуживание между двумя точками подключения к сети базовой станции, соответствующими той же самой сотовой ячейке, например точкам подключения двух секторов одной и той же базовой станции или точкам подключении двух несущих частот одной и той же базовой станции, некоторые или все из операций синхронизации могут опускаться. В некоторых вариантах осуществления также выполняется управление мощностью замкнутого контура, относящееся к уровню мощности передачи беспроводного терминала.
Затем на этапе 1924 беспроводный терминал инициирует передачу пользовательских данных к базовой станции. Например, беспроводный терминал может иметь ранее назначенный идентификатор активного пользователя базовой станции, например, на этапе 1920 планировщик базовой станции может назначить один или более сегментов канала трафика восходящей линии беспроводному терминалу, и беспроводный терминал передает пользовательские данные с использованием назначенных сегментов канала трафика восходящей линии.
На этапе 1926 беспроводный терминал инициирует операции регистрации и/или доступа, и затем на этапе 1928 беспроводный терминал выполняет управление временной синхронизацией замкнутого контура на основе сигналов обратной связи от базовой станции. Процедура переходит с этапа 1928 к этапу 1930. На этапе 1930 беспроводный терминал инициирует передачу пользовательских данных к базовой станции.
Хотя описание приведено в контексте системы OFDM, многие из способов и устройство согласно настоящему изобретению применимы к широкому диапазону систем связи, включая многие системы, отличные от OFDM и/или от сотовых систем.
В различных вариантах осуществления узлы, описанные здесь, реализуются с использованием одного или более модулей для выполнения этапов, соответствующих одному или более способам согласно настоящему изобретению, например, перехода между двумя режимами работы базовой станции, работы в активном режиме базовой станции, работы в режиме ожидания передачи базовой станции, определения режима работы базовой станции, сигнализации для инициирования перехода режима, обработки сигнализации, относящейся к переходу режима, принятия решения, следует ли выполнить переход, и т.д. В некоторых вариантах осуществления различные признаки настоящего изобретения реализованы с использованием модулей. Такие модули могут быть реализованы с использованием программного обеспечения, аппаратных средств или комбинации программного обеспечения и аппаратных средств. Многие из описанных способов и этапов способов могут быть реализованы с использованием исполняемых компьютером инструкций, таких как программное обеспечение, включенных в машиночитаемый носитель, такой как запоминающее устройство, например, ОЗУ, гибкий диск и т.д., чтобы управлять компьютером, например универсальным компьютером с дополнительными аппаратными средствами или без них, чтобы реализовать все или часть из описанных выше способов, например, в одном или более узлах. Соответственно, в числе прочего, настоящее изобретение направлено на машиночитаемый носитель, содержащий машиноисполняемые инструкции, вынуждающие машину, например процессор и ассоциированные аппаратные средства, выполнять один или более этапов вышеописанных способов.
Многочисленные дополнительные вариации способов и устройства согласно настоящему изобретению будут очевидны для специалистов в данной области техники, ввиду приведенного выше описания изобретения. Такие вариации рассматриваются как входящие в объем изобретения. Способы и устройство согласно настоящему изобретению могут использоваться, и во многих вариантах осуществления используются с методами CDMA, OFDM и/или различными другими типами методов связи, которые могут быть использованы для обеспечения линий беспроводной связи между узлами доступа и мобильными узлами. В некоторых вариантах осуществления узлы доступа реализованы как базовые станции, которые устанавливают линии связи с мобильными узлами с использованием OFDM и/или CDMA. В различных вариантах осуществления мобильные узлы реализованы как переносные компьютеры, персональные цифровые помощники (PDA) или другие портативные устройства, включающие в себя схемы приемника/передатчика, логику и/или подпрограммы для реализации способов согласно настоящему изобретению.