СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ДОСТУПОМ К СРЕДЕ С ПРЯМОЙ КОРРЕКЦИЕЙ ОШИБОК
FORWARD ERROR CORRECTION MEDIUM ACCESS CONTROL SYSTEM

Перекрестные ссылки на родственные заявки на патент
[0001] Настоящая заявка притязает на приоритет заявки на патент (США) номер 12/770630, поданной 29 апреля 2010 года, раскрытие сущности которой полностью содержится в данном документе по ссылке.
Область техники, к которой относится изобретение
[0002] Варианты осуществления настоящей заявки относятся к области техники связи. Более конкретно характерные варианты осуществления относятся к способам и системам для выполнения прямой коррекции ошибок в системе управления доступом к среде по интерфейсу связи с множественным доступом на основе случайной фазы (RPMA).
Сущность изобретения
[0003] Это раскрытие сущности изобретения направлено на способ, устройство и систему для эффективной компенсации непринятой информации, также известной как стирания, в системе связи.
[0004] Раскрывается иллюстративный способ компенсации непринятой информации в системе связи. Кодированный сигнал создается из исходного сигнала с использованием технологии прямой коррекции ошибок. Первая предварительно определенная часть кодированного сигнала передается в передающем устройстве. Передается вторая предварительно определенная часть кодированного сигнала. Передача второй предварительно определенной части кодированного сигнала завершается после определения успешного декодирования кодированного сигнала посредством приемного устройства.
[0005] В альтернативных вариантах осуществления способа определение успешного декодирования кодированного сигнала частично основано на приеме положительной квитанции по успешному декодированию кодированного сигнала. В дополнительном альтернативном варианте осуществления способа подтверждение приема принимается во время запланированной передачи.
[0006] В альтернативных вариантах осуществления способа определение успешного декодирования кодированного сигнала частично основано на приеме отрицательной квитанции по успешному декодированию кодированного сигнала, при этом отрицательная квитанция указывает, что приемное устройство не декодировало кодированный сигнал. В дополнительном альтернативном варианте осуществления способа определение успешного декодирования кодированного сигнала частично основано на результате второй запланированной передачи.
[0007] В альтернативных вариантах осуществления способа определение успешного декодирования кодированного сигнала частично основано на результате приема идентификационных данных устройства в "черном списке".
[0008] В другом альтернативном варианте осуществления способа первая предварительно определенная часть кодированного сигнала определяется как результат характеристики шума системы. В другом альтернативном варианте осуществления способа первая предварительно определенная часть кодированного сигнала определяется как результат успешно завершенной предшествующей передачи. В другом альтернативном варианте осуществления способа технология прямой коррекции ошибок содержит технологию кодирования по Риду-Соломону (Reed Solomon).
[0009] В дополнительном альтернативном варианте осуществления способа квитанция принимается в то время, которое определяется частично из времени начала временного кванта (слота) и случайного сдвига по времени, при этом дополнительно квитанция принимается из первого узла в то время, когда, по меньшей мере, часть второго сигнала принимается из второго узла. В дополнительном альтернативном варианте осуществления способа передается первая предварительно определенная часть кодированного сигнала и контроль циклическим избыточным кодом.
[0010] Раскрывается иллюстративная точка доступа, обеспечивающая компенсацию непринятой информации в системе связи. Иллюстративная точка доступа включает в себя процессор и передающее устройство, функционально соединенное с процессором. Передающее устройство выполнено с возможностью передавать первую предварительно определенную часть кодированного сигнала, при этом кодированный сигнал кодируется из исходного сигнала с использованием технологии прямой коррекции ошибок. Передающее устройство также выполнено с возможностью передавать вторую предварительно определенную часть кодированного сигнала. Передающее устройство также выполнено с возможностью завершать передачу второй предварительно определенной части кодированного сигнала после определения успешного декодирования кодированного сигнала посредством приемного устройства.
[0011] В альтернативном варианте осуществления точки доступа определение успешного декодирования кодированного сигнала частично основано на приеме положительной квитанции по успешному декодированию кодированного сигнала. В дополнительном альтернативном варианте осуществления точки доступа положительная квитанция принимается во время запланированной передачи.
[0012] В альтернативном варианте осуществления точки доступа определение успешного декодирования кодированного сигнала частично основано на приеме отрицательной квитанции по декодированию кодированного сигнала, при этом отрицательная квитанция указывает, что приемное устройство не декодировало кодированный сигнал.
[0013] В альтернативном варианте осуществления точки доступа определение успешного декодирования кодированного сигнала частично основано на результате приема идентификационных данных устройства в "черном списке". В альтернативном варианте осуществления точки доступа первая предварительно определенная часть кодированного сигнала определяется как результат характеристики шума системы. В альтернативном варианте осуществления точки доступа первая предварительно определенная часть кодированного сигнала определяется как результат успешно завершенной предшествующей передачи.
[0014] Раскрывается иллюстративная система, обеспечивающая коррекцию ошибок связи. Система включает в себя узел, который включает в себя приемное устройство, выполненное с возможностью декодировать кодированный сигнал, при этом кодированный сигнал кодируется из исходного сигнала с использованием технологии прямой коррекции ошибок. Система также включает в себя точку доступа, которая включает в себя процессор и передающее устройство, функционально соединенное с процессором. Передающее устройство выполнено с возможностью передавать первую предварительно определенную часть кодированного сигнала. Передающее устройство также выполнено с возможностью передавать вторую предварительно определенную часть кодированного сигнала. Передающее устройство также выполнено с возможностью завершать передачу второй предварительно определенной части кодированного сигнала после определения успешного декодирования кодированного сигнала посредством приемного устройства.
[0015] В альтернативном варианте осуществления системы, точка доступа дополнительно включает в себя приемное устройство точки доступа, а узел дополнительно включает в себя передающее устройство узла. В альтернативном варианте осуществления системы, определение успешного декодирования кодированного сигнала частично основано на приеме в приемном устройстве точки доступа положительной квитанции по декодированию кодированного сигнала, переданной передающим устройством узла.
[0016] В альтернативном варианте осуществления системы, первая предварительно определенная часть кодированного сигнала определяется как результат характеристики шума системы.
[0017] Эти и другие признаки, аспекты и преимущества системы лучше понимаются со ссылками на последующее описание и прилагаемую формулу изобретения.
Краткое описание чертежей
[0018] Фиг.1 является иллюстрацией упрощенной карты сети, имеющей точку доступа и узлы.
[0019] Фиг.2 является схемой, иллюстрирующей один временной квант восходящей линии связи с иллюстративными передачами.
[0020] Фиг.3 является схемой, иллюстрирующей кадр связи в восходящей линии связи в иллюстративном примере, включающий в себя быстрые временные кванты восходящей линии связи и блоки многолучевого распространения и скользящей RPMA-задержки, когда используется высокий коэффициент расширения спектра (spreading factor).
[0021] Фиг.4 является схемой, иллюстрирующей передающее устройство восходящей линии связи согласно характерному варианту осуществления.
[0022] Фиг.5 является схемой, иллюстрирующей передающее устройство нисходящей линии связи согласно характерному варианту осуществления.
[0023] Фиг.6 является схемой, иллюстрирующей характерную структуру кадра нисходящей линии связи, включающего в себя широковещательную преамбулу, широковещательный временной квант и временной квант данных, и кадра восходящей линии связи, включающего в себя временной квант данных, в соответствии с характерным вариантом осуществления.
[0024] Фиг.7 является схемой, иллюстрирующей структуры и назначения временных квантов в характерном варианте осуществления.
[0025] Фиг.8 является схемой, иллюстрирующей использование частот в RPMA-системе с частичной нагрузкой.
[0026] Фиг.9 является схемой, иллюстрирующей матрицу декодирования с сужением спектра (despreading) на основе псевдошумовых сигналов (PN) в характерном варианте осуществления.
[0027] Фиг.10 является блок-схемой последовательности операций способа, иллюстрирующей операции, выполняемые при обработке в радиометке широковещательного канала из холодного пуска в характерном варианте осуществления.
[0028] Фиг.11 является блок-схемой последовательности операций способа, иллюстрирующей операции, выполняемые при обработке в радиометке выделенного канала из горячего пуска в характерном варианте осуществления.
[0029] Фиг.12 является схемой, иллюстрирующей тракт приема данных радиометки в характерном варианте осуществления.
[0030] Фиг.13 является схемой, иллюстрирующей отслеживание времени в характерном варианте осуществления.
[0031] Фиг.14 является схемой, иллюстрирующей циклический сдвиг для автоматического регулирования частоты (AFC) в характерном варианте осуществления.
[0032] Фиг.15 является схемой, иллюстрирующей выделенный отвод связи в характерном варианте осуществления.
[0033] Фиг.16 является блок-схемой последовательности операций способа, иллюстрирующей операции, выполняемые во время обработки приема точки доступа в характерном варианте осуществления.
[0034] Фиг.17 является схемой, иллюстрирующей тракт приема данных точки доступа в характерном варианте осуществления.
[0035] Фиг.18 является схемой, иллюстрирующей операции асинхронной начальной передачи радиометки в характерном варианте осуществления.
[0036] Фиг.19 является схемой, иллюстрирующей взаимодействия между точкой доступа и радиометкой в режиме на основе временных квантов согласно характерному варианту осуществления.
[0037] Фиг.20 является схемой, иллюстрирующей передачу данных между точкой доступа и радиометкой согласно характерному варианту осуществления.
[0038] Фиг.21 является схемой, иллюстрирующей структуру данных системы с прямой коррекцией ошибок (FEC).
[0039] Фиг.22 является блок-схемой последовательности операций способа, иллюстрирующей операции, которые реализуют пример системы, чтобы передавать сообщение с помощью системы прямой коррекции ошибок.
[0040] Фиг.23 является схемой, иллюстрирующей систему со шлюзом, точками доступа и узлом.
[0041] Фиг.24 является блок-схемой последовательности операций способа, иллюстрирующей операции, которые дают возможность передающему устройству передавать в широковещательном режиме пакет данных в системе с расширенным спектром (spread spectrum) во множество приемных устройств.
[0042] Фиг.25 является схемой, иллюстрирующей связь между точкой 2502 доступа и узлом 2504, включающую в себя передачу 2506 данных по восходящей линии связи и передачу 2508 данных по нисходящей линии связи.
[0043] Фиг.26 является схемой, иллюстрирующей упрощенную систему с точкой доступа, сигналом помех, который создает помехи приему в точке доступа, и узлом.
[0044] Фиг.27 является схемой, иллюстрирующей упрощенную систему с точкой доступа, узлом и сигналом помех, который создает помехи приему в узле.
[0045] Фиг.28 является блок-схемой, иллюстрирующей компоненты для измерения мощности сигнала.
[0046] Фиг.29 является блок-схемой последовательности операций способа, иллюстрирующей операции, которые дают возможность точке доступа определять коэффициент расширения спектра нисходящей линии связи частично на основе коэффициента расширения спектра восходящей линии связи.
[0047] Фиг.30 является схемой, иллюстрирующей систему с точками доступа, которые синхронизируются посредством внешнего источника синхронизирующего сигнала и поддерживают связь с узлом.
[0048] Фиг.31 является блок-схемой последовательности операций способа, иллюстрирующей операции, которые дают возможность узлу выбирать точку доступа в системе связи.
[0049] Фиг.32 является схемой, иллюстрирующей упрощенную систему с точкой доступа, сигналами помех и узлом.
[0050] Фиг.33 является блок-схемой последовательности операций способа, иллюстрирующей операции, которые дают возможность узлу сканировать каждый набор параметров в списке роуминга.
[0051] Фиг.34 является схемой, иллюстрирующей систему с точками доступа, которые синхронизируются посредством внешнего источника синхронизирующего сигнала и поддерживают связь с несколькими узлами.
[0052] Фиг.35 является блок-схемой последовательности операций способа, иллюстрирующей операции, которые дают возможность системе определять взаимосвязь между двумя синхронизированными событиями.
[0053] Фиг.36 является блок-схемой последовательности операций способа, иллюстрирующей операции, которые дают возможность системе определять то, передан или нет сигнал посредством конкретного передающего устройства.
[0054] Фиг.37 является блок-схемой последовательности операций способа, иллюстрирующей операции, которые дают возможность точке доступа определять то, передан или нет сигнал посредством узла.
[0055] Фиг.38 является схемой, иллюстрирующей топологию многочастотной системы с несколькими золотыми кодами с точками доступа.
[0056] Фиг.39 является блок-схемой последовательности операций способа, иллюстрирующей операции, которые дают возможность точке доступа конфигурировать передающее устройство и приемное устройство.
[0057] Фиг.40 является блок-схемой 4000 последовательности операций способа, иллюстрирующей операции, которые точка доступа выполняет для того, чтобы задавать динамическую мощность передачи преамбулы.
Подробное описание изобретения
[0058] Иллюстративные варианты осуществления представляются в рамках инфраструктуры системы связи с множественным доступом на основе случайной фазы (RPMA). Характерная RPMA-система описывается в патенте (США) №7782926, выданном 4 августа 2010 года (заявке (США) №12/189609), который содержится в данном документе по ссылке. Другие системы связи, такие как с множественным доступом с частотным разделением каналов, с множественным доступом с временным разделением каналов или с множественным доступом с кодовым разделением каналов, также могут реализовывать представленные идеи. Фиг.1-20, описанные ниже, направлены на иллюстративную RPMA-систему. Фиг.21-24 направлены на примерные способы использования прямой коррекции ошибок для эффективной отказоустойчивой связи. Фиг.25-29 направлены на примерные технологии для измерения сигнала, которые улучшают использование RPMA-системы в вариантах применения реального мира. Фиг.30-33 направлены на использование RPMA-системы, в которой присутствует несколько точек доступа. Фиг.34 направлена на некоторые преимущества, получаемые при использовании распределенного удаленного источника синхронизирующего сигнала. Фиг.35-37 направлены на улучшения обнаружения ошибок, которые обеспечивают надежную работу системы в случае наличия шумовых сигналов и создающих помехи сигналов. Фиг.38 направлена на пример уникальной технологии конфигурирования RPMA-системы.
[0059] Фиг.1 является иллюстрацией упрощенной карты 1100 сети, имеющей точку 1102 доступа и узлы 1104, 1106 и 1108. Точка 1102 доступа содержит передающее устройство 1110 и приемное устройство 1112, функционально соединенные с процессором 1114. Узел 1104 содержит передающее устройство 1120 и приемное устройство 1122, функционально соединенные с процессором 1124. Узлы 1106 и 1108 содержат аналогичные элементы, тем не менее, они не нарисованы для простоты. Точка 1102 доступа обменивается данными с узлами 1104, 1106 и 1108 через систему связи с расширенным спектром. Точка 1102 доступа передает таким образом, что любой узел в пределах диапазона может определять синхронизацию и принимать сигнал из точки 1102 доступа. Узлы 1104, 1106 и 1108 могут передавать в точку 1102 доступа таким образом, что передаваемые сигналы перекрывают друг друга, и что передающие устройства узлов работают одновременно. Сигналы из узлов 1104, 1106 и 1108 могут быть приняты и демодулированы посредством точки 1102 доступа, поскольку сигналы являются квазиортогональными друг другу. При использовании в данном документе узел или радиометка может означать любое устройство связи, выполненное с возможностью принимать сигналы из и/или отправлять сигналы в точку доступа. Точка доступа может означать любое устройство связи, выполненное с возможностью одновременно обмениваться данными с множеством узлов или радиометок. В характерном варианте осуществления узлы могут быть мобильными устройствами с низким уровнем мощности, которые расходуют аккумулятор или другой источник накопленной мощности, и точка доступа может находиться в центральном местоположении и принимать мощность от такого источника питания как настенная розетка или генератор энергии. Альтернативно узлы могут вставляться в розетку, и/или точка доступа может расходовать аккумулятор или другой источник накопленной мощности.
[0060] В системе связи во время передачи сигнал занимает частотную область. В системах с расширенным спектром на основе метода прямой последовательности сигнал может быть кодирован с расширением спектра (spreading) в частотной области посредством псевдошумового (PN) сигнала. Кодирование с расширением спектра сигнала вводит усиление от процесса, которое улучшает отношение "сигнал-шум" сигнала относительно ширины кодирования с расширением спектра или числа битов, используемых для того, чтобы кодировать с расширением спектра сигнал. Один эффект этого улучшенного отношения "сигнал-шум" заключается в том, что кодированный с расширением спектра сигнал является устойчивым к введенным помехам, к примеру, посредством других сигналов, которые могут быть переданы в широковещательном режиме в общей полосе пропускания в качестве кодированного с расширением спектра сигнала. Этот эффект зависит от способности приемного устройства коррелировать кодированный с расширением спектра сигнал с PN-кодом, используемым для того, чтобы кодировать с расширением спектра сигнал. Только сигнал, который кодирован с расширением спектра с помощью конкретного PN-кода и синхронизирован с помощью модуля декодирования с сужением спектра (при корректном сдвиге по времени), принимает усиление от процесса. Все другие сигналы принимают минимальное усиление и выступают в качестве минимальных помех. Способность иметь несколько сигналов в идентичной полосе пропускания частично зависит от взаимно-корреляционных свойств конкретных PN-кодов, используемых в передаче.
[0061] В технологии, в которой используются полностью ортогональные коды, корреляция между полностью ортогональными кодами отсутствует, но эта технология приводит к тому, что приемное устройство точно знает, какой код использует передающее устройство, и инструктирует его точное совмещение по времени с передающим устройством. Для PN-кодов, которые не являются полностью ортогональными, но могут считаться квазиортогональными, существует некоторая корреляция. До тех пор, пока корреляция между передаваемыми сигналами остается низкой, отношение "сигнал-шум" принимаемого сигнала может оставаться высоким. В системах, в которых используются различные PN-коды, приемное устройство по-прежнему должно знать точно, какой код использует передающее устройство, и приемное устройство по-прежнему должно быть точно совмещено по времени с передающим устройством. В системе множественного доступа на основе случайной фазы (RPMA) может быть введен случайный элемент времени, чтобы сдвигать PN-код во времени или сдвигать время передачи, даже если идентичный PN-код может быть использован посредством отдельных передающих устройств. Случайный сдвиг по времени делает несколько кодированных с расширением спектра сигналов, которые принимаются одновременно, квазиортогональными друг другу. При приеме только сигнал, который декодируется с сужением спектра с использованием сдвига по времени, который передающее устройство использует для того, чтобы кодировать с расширением спектра сигнал, принимает усиление от процесса.
[0062] Фиг.2 является схемой, иллюстрирующей один временной квант 1200 восходящей линии связи, имеющий передачи 1202, 1204, 1206 и 1208. Передачи 1202, 1204, 1206 и 1208, которые могут исходить из отдельных узлов, начинаются со случайными сдвигами 1212, 1214, 1216 и 1218 с начала временного кванта восходящей линии связи. Передачи 1202, 1204, 1206 и 1208 перекрываются во времени, так что в определенные моменты во времени передающие устройства работают одновременно. Тем не менее, все сигналы могут разрешаться посредством одного приемного устройства, поскольку передачи являются квазиортогональными друг другу. Начальные и конечные точки передач располагаются со сдвигом вследствие случайного сдвига по времени с начала временного кванта. Протокол повторной передачи может быть использован для того, чтобы корректировать ошибки, поскольку узлы могут иногда выбирать случайный сдвиг по времени, уже выбранный посредством другого узла. На этой схеме показывается размер в кадре 256 символов, но могут быть использованы другие размеры. Примеры других размеров кадра включают в себя 100 символов, 128 символов и 512 символов. Размер кадра может сохраняться постоянным для всех передач, хотя время передачи кадра может варьироваться. Быстрый временной квант является частью спектра передачи по восходящей или нисходящей линии связи, который может быть использован для того, чтобы передавать часть кодированного с расширением спектра кадра. Общее число быстрых временных квантов и, следовательно, время, используемое для того, чтобы передавать кадр, зависит от переменного коэффициента расширения спектра, используемого для того, чтобы кодировать с расширением спектра кадры.
[0063] В RPMA-системе может быть важным управлять принимаемой мощностью, наблюдаемой посредством точки доступа, во избежание снижения чувствительности точки доступа к другим принимаемым сигналам. Один способ управления мощностью заключается в том, чтобы использовать управление мощностью с разомкнутым контуром. При управлении мощностью с разомкнутым контуром узел регулирует свою выходную мощность на основе принимаемых характеристик передачи из точки доступа. Узел может непрерывно измерять мощность, принимаемую из точки доступа в последних быстрых временных квантах. Когда измеренная мощность снижается, узел компенсирует вероятные потери мощности в приемном устройстве точки доступа посредством увеличения выходной мощности узла. Аналогично, когда принимаемая мощность повышается, узел снижает собственную выходную мощность при условии, что симметричные характеристики среды передачи приводят к увеличению мощности в точке доступа. Эта компенсация может помогать не допускать снижение чувствительности узла к сигналам других узлов в точке доступа и может помогать продолжать прием передач из узла даже при изменяющихся условиях распространения сигнала. Если время между передачей посредством точки доступа и передачей посредством узла является длительным, управление с разомкнутым контуром может быть менее полезным. Принимаемая мощность, наблюдаемая посредством точки доступа, может управляться способом с разомкнутым контуром посредством задания времени между передачей посредством точки доступа и передачей посредством узла коротким.
[0064] Фиг.3 является схемой, иллюстрирующей кадр 1300 связи в восходящей линии связи в иллюстративном примере, включающий в себя временные кванты 1302, 1304 и 1306 восходящей линии связи и блоки 1308, 1310 и 1312 многолучевого распространения и скользящей RPMA-задержки, когда используется высокий коэффициент расширения спектра. Блоки 1308, 1310 и 1312 многолучевого распространения и скользящей RPMA-задержки, также называемые блоками задержки, являются периодами времени, в которые передающее устройство может вставлять случайный сдвиг по времени в передачи. Передачи задерживаются на случайный сдвиг по времени, так что время передачи зависит от случайного сдвига по времени. В этом характерном варианте осуществления каждый блок задержки имеет идентичный размер, хотя другие размеры являются возможными. Передающее устройство может выбирать идентичные случайные сдвиги по времени для всех блоков задержки. Когда выбран идентичный случайный сдвиг по времени, матрица декодирования с сужением спектра приемного устройства, описанная ниже, может оставаться синхронизированной для каждого из временных квантов.
[0065] Схема на фиг.3 приведена с точки зрения узла в системе связи. В RPMA-системе узел использует случайную задержку, чтобы обеспечивать квазиортогональность для сигналов, передаваемых посредством других узлов. Узел может выбирать начинать передачу в любое время в блоке скользящей RPMA-задержки. Поскольку период времени между передачей посредством узла и временем передачи посредством точки доступа сохраняется коротким, управление мощностью с разомкнутым контуром может компенсировать последние варьирования характеристик распространения сигнала. Это управление мощностью может быть выполнено посредством узла, чтобы не допускать снижения чувствительности приемного устройства в точке доступа к передачам посредством других узлов.
[0066] Фиг.4 иллюстрирует передающее устройство 10 восходящей линии связи, которое включает в себя такие структуры, как сверточный кодер, модуль перемежения, модулятор, модуль кодирования с расширением спектра на основе псевдошумовых сигналов, фильтр, гребенка отводов, модуль циклического сдвига для автоматического регулирования частоты (AFC) и другие такие структуры. Эти структуры выполняют операции, проиллюстрированные в блоках 12, 14, 16, 18, 20 и 22. Тракт передачи передающего устройства 10 восходящей линии связи является кодированной формой сигнала с расширенным спектром. В характерном варианте осуществления передающее устройство 10 восходящей линии связи может быть включено в радиометку, которая обменивается данными с точкой доступа наряду с другими радиометками с использованием демодулированных каналов связи. Дополнительно меньшее число или другие операции могут выполняться посредством передающего устройства 10 восходящей линии связи в зависимости от конкретного варианта осуществления. Операции также могут быть выполнены в порядке, отличном от показанного и описанного порядка. При использовании в данном документе радиометка может означать любое устройство связи, выполненное с возможностью принимать сигналы из и/или отправлять сигналы в точку доступа. Точка доступа может означать любое устройство связи, выполненное с возможностью одновременно обмениваться данными с множеством радиометок. В характерном варианте осуществления радиометки могут быть мобильными устройствами с низким уровнем мощности, которые расходуют аккумулятор или другой источник накопленной мощности, и точка доступа может находиться в центральном местоположении и принимать мощность от такого источника питания как настенная розетка или генератор энергии. Альтернативно радиометки могут вставляться в розетку, и/или точка доступа может расходовать аккумулятор или другой источник накопленной мощности.
[0067] В блоке 12 поток данных принимается посредством сверточного кодера и модуля перемежения. В одном варианте осуществления поток данных составляет 128 битов, включающих в себя преамбулу. Альтернативно могут быть использованы потоки данных других размеров. После приема поток данных кодируется с использованием сверточного кодера. В характерном варианте осуществления поток данных может быть кодирован на скорости 1/2. Альтернативно могут быть использованы другие скорости. Поток данных также может перемежаться с использованием модуля перемежения. Поток кодированных символов выводится в блок 14, в котором модулятор на основе дифференциальной двухпозиционной фазовой манипуляции (D-BPSK) используется для того, чтобы модулировать поток кодированных символов. В альтернативных вариантах осуществления могут быть использованы другие схемы модуляции. В блоке 16 модулированный поток применяется к модулю кодирования с расширением спектра на основе PN-сигналов. В характерном варианте осуществления модуль кодирования с расширением спектра на основе PN-сигналов может использовать канал с общим сетевым золотым кодом с использованием выбранного коэффициента расширения спектра. Коэффициент расширения спектра может быть элементом набора {64, 128, 256..., 8192}. Альтернативно может быть использован любой другой код и/или коэффициент расширения спектра. Каждый из радиометок при данном коэффициенте расширения спектра кодируется с расширением спектра посредством идентичного PN-кода со случайно выбранным сдвигом в символах псевдошумовой последовательности. Большой спектр возможных случайно выбранных сдвигов в символах псевдошумовой последовательности повышает вероятность того, что конкретный кадр не конфликтует (или, другими словами, имеет идентичную синхронизацию символов псевдошумовой последовательности в точке доступа) с другим кадром из другого передающего устройства. Вероятность коллизии при ограничении на достижение пропускной способности может становиться непренебрежимо малой (~10% или меньше) и может разрешаться через повторную передачу идентичного кадра с извлеченным по-иному случайным сдвигом. Модуль кодирования с расширением спектра на основе PN-сигналов описывается подробнее ниже со ссылкой на фиг.9. В характерном варианте осуществления вывод блока 18 может иметь скорость 1 бита при 1 мегасимволе псевдошумовой последовательности в секунду (Mcps). Альтернативно могут быть использованы другие скорости.
[0068] В блоке 18 поток данных повышающе дискретизируется посредством фильтра 4-кратной избыточной дискретизации, и логика отслеживания времени используется для того, чтобы обеспечивать то, что все кадры поступают на идентичной частоте дискретизации, согласованной с опорной частотой AP. Блок 18 принимает индикатор скольжения/повторения выборок в качестве ввода. В одном варианте осуществления вывод блока 18 может иметь реальную частоту приблизительно 4 мегагерц (МГц). В блоке 20 выполняется циклический сдвиг для автоматического регулирования частоты (AFC), включающий в себя сдвиг частоты, так что он совпадает со сдвигом по времени точки доступа, обеспечивая то, что все кадры от всех пользователей поступают около идентичной частотной гипотезы. В одном варианте осуществления вывод блока 20 может иметь комплексную частоту приблизительно в 4 МГц. В блоке 22 задержка налагается от начального временного кванта до тех пор, пока не возникает корректный временной квант доступа. Помимо этого случайная задержка в символах псевдошумовой последовательности налагается на сигнал. В характерном варианте осуществления случайная задержка в символах псевдошумовой последовательности может составлять от 0 до коэффициента расширения спектра минус 1. Альтернативно может быть использована другая случайная задержка в символах псевдошумовой последовательности. Доступ на основе временного кванта может быть описан посредством A(i, j), где i связан с коэффициентом расширения спектра как 2^(13-i), а j является номером временного субкванта, соответствующим неперекрывающимся временным квантам. В зависимости от выбранного коэффициента расширения спектра в данном временном кванте, в общем, существует несколько возможностей передачи. Для восходящей линии связи временной квант доступа может быть случайно выбран наряду со сдвигом в символах псевдошумовой последовательности от 0 до коэффициента расширения спектра минус 1. Также вероятность коллизии между пользователями восходящей линии связи минимизируется при одновременном предоставлении возможности повторного выбора для случаев, в которых существуют коллизии. После того как сигнал задержан, сигнал может быть передан в точку доступа.
[0069] Фиг.5 иллюстрирует передающее устройство 30 нисходящей линии связи, включающее в себя такие структуры как сверточный кодер, модуль перемежения, модулятор, модуль кодирования с расширением спектра на основе псевдошумовых сигналов, фильтр, гребенка отводов и другие такие структуры. С использованием передающего устройства 30 точка доступа (AP) передает несколько каналов, каждый из которых предназначен для конкретной радиометки или пользователя. Эти структуры выполняют операции, проиллюстрированные в блоках 32-54. Блоки 32-40 и блоки 42-50 представляют различные тракты данных, которые могут реплицироваться для дополнительных потоков данных. В характерном варианте осуществления блоки 32-38 могут выполнять операции, аналогичные операциям, описанным со ссылкой на фиг.4 для первого потока данных. Аналогично блоки 42-48 могут выполнять операции, аналогичные операциям, описанным со ссылкой на фиг.4, для n-ного потока данных, где n может быть любым значением. Ввод в блок 36 может представлять собой золотой код, конкретный для радиометки, который должен принимать первый поток данных, и ввод в блок 46 может представлять собой золотой код, конкретный для радиометки, который должен принимать n-ный поток данных. Альтернативно другие коды, такие как широковещательный золотой код, незолотой код и т.п., могут быть использованы для того, чтобы кодировать с расширением спектра первый поток данных и/или n-ный поток данных. Вывод блока 38 и/или блока 48 может взвешиваться в блоках 40 и 50 в случае, если линии связи для передачи данных, соответствующие первому потоку данных и n-ному потоку данных, имеют неравную мощность. После взвешивания тракты суммируются в блоке 52. Жесткое решение также принимается в блоке 52, в котором все положительные числа преобразуются в 0, а все отрицательные числа преобразуются в 1. Альтернативно может приниматься другое жесткое решение. В одном варианте осуществления вывод блока 52 может иметь скорость в 1 бит при 10 Mcps. Альтернативно могут быть использованы другие скорости. Вывод суммы из блока 52 повышающе дискретизируется с использованием фильтра при разрешении в 4 символа псевдошумовой последовательности в блоке 54. В одном варианте осуществления вывод блока 54 может иметь реальную частоту 40 МГц. Альтернативно могут быть использованы другие частоты. Не показана передача по смежной частоте, которая представляет собой один набор широковещательных кадров при максимальном коэффициенте расширения спектра нисходящей линии связи в 2048. Альтернативно может быть использован другой максимальный коэффициент расширения спектра нисходящей линии связи.
[0070] Фиг.6 является схемой, иллюстрирующей структуру кадра 1600 нисходящей линии связи, включающего в себя широковещательную преамбулу 1602, широковещательный канал 1604 и канал 1606 передачи данных, и кадра 1608 восходящей линии связи, включающего в себя канал 1610 передачи данных, в соответствии с характерным вариантом осуществления. Ось Y показывает мощность передачи сигнала. Ось X показывает время передачи. Кадр 1600 нисходящей линии связи и кадр 1608 восходящей линии связи разделяются на быстрые временные кванты нисходящей линии связи и восходящей линии связи, при этом показаны временной квант 1612 нисходящей линии связи и временной квант 1614 восходящей линии связи. Также могут присутствовать дополнительные временные кванты нисходящей линии связи и восходящей линии связи. Комбинированный временной квант 1612 нисходящей линии связи и временной квант 1614 восходящей линии связи формируют систему полудуплексной связи, как описано в данном документе. В одном иллюстративном варианте осуществления число отдельных временных квантов может составлять 16 временных квантов нисходящей линии связи для широковещательной преамбулы 1602 и 256 временных квантов нисходящей линии связи для широковещательного канала 1604 и канала 1606 передачи данных. Число отдельных быстрых временных квантов, на которые разделяются кадр 1600 нисходящей линии связи и кадр 1608 восходящей линии связи, зависит от конкретной реализации, включающей в себя такие факторы как коэффициент расширения спектра и размер кадра. Размер кадра может сохраняться постоянным для всех кадров в системе. Когда коэффициент расширения спектра нисходящей линии связи в 2048 и коэффициент расширения спектра восходящей линии связи в 8192 выбираются в одном временном кванте, четыре временных кванта нисходящей линии связи могут быть переданы для каждого временного кванта восходящей линии связи. В этом случае каждый быстрый временной квант нисходящей линии связи содержит один символ, в то время как каждый быстрый временной квант восходящей линии связи содержит одну четверть символа или 2048 символов псевдошумовой последовательности. В иллюстративном варианте осуществления быстрый временной квант 1612 нисходящей линии связи отнимает 2,048 миллисекунды (мс) для передачи. Быстрый временной квант 1614 восходящей линии связи спаривается с блоком 1616 RPMA-задержки. Блок 1616 RPMA-задержки обеспечивает возможность начинать передачу быстрого временного кванта 1614 восходящей линии связи в любое время в блоке 1616 RPMA-задержки. В иллюстративном варианте осуществления быстрый временной квант 1614 восходящей линии связи и блок 1616 RPMA-задержки имеют комбинированное время передачи в 2,304 мс. В иллюстративном варианте осуществления все быстрые временные кванты восходящей линии связи, быстрые временные кванты нисходящей линии связи и блоки RPMA-задержки имеют одинаковые размеры, даже если соответствующие кадры восходящей линии связи и нисходящей линии связи могут быть кодированы с расширением спектра посредством различных коэффициентов расширения спектра. Различные коэффициенты расширения спектра кадров приводят к переменной длительности для передачи кадров восходящей линии связи и нисходящей линии связи. Например, в вышеописанном случае коэффициента расширения спектра нисходящей линии связи в 2048 и коэффициента расширения спектра восходящей линии связи в 8192, передача кадра восходящей линии связи отнимает в четыре раза больше времени, чем передача кадра нисходящей линии связи.
[0071] В характерном варианте осуществления широковещательная преамбула 1602 может усиливаться относительно других передач, выполненных с использованием широковещательного канала 1604 или канала 1606 передачи данных. В качестве примера, широковещательная преамбула 1602 может быть передана на максимальной мощности (Pmax), а другие передачи могут выполняться на половине максимальной мощности (1/2 Pmax). В одном варианте осуществления широковещательная преамбула 1602 может усиливаться на 3 децибела (дБ) относительно других передач через широковещательный канал 1604 и/или канал 1606 передачи данных. Усиленная преамбула дает возможность приемным устройствам в узлах надежно оценивать синхронизацию символов псевдошумовой последовательности, выполнять автоматическое регулирование частоты и отслеживать время в отношении точки доступа. Рабочие данные широковещательной преамбулы 1602 могут быть программируемыми. В одном варианте осуществления кадр широковещательного канала может быть идентичным по созданию кадру канала передачи данных за исключением того, что формирователь золотых кодов широковещательного канала может сбрасываться каждый символ, тогда как формирователь золотых кодов канала передачи данных может работать до конца кадра канала передачи данных перед сбросом. Сброс формирователя золотых кодов широковещательного канала в каждом символе приводит к тому, что кадр широковещательного канала проще обнаруживать посредством приемного устройства. В одном варианте осуществления канальное кодирование, перемежение или контроль циклическим избыточным кодом (CRC) не может применяться к рабочим данным широковещательной преамбулы 1602.
7,0
[0072] Фиг.7 иллюстрирует структуры и назначения временных квантов. По меньшей мере, в одном варианте осуществления поток 70 данных включает в себя временной квант 72, временной квант 74 и временной квант 76. Временной квант 72 представляет собой связь из AP в радиометку, временной квант 74 представляет собой связь из радиометок в AP, и временной квант 76 представляет собой связь из AP в радиометку. В характерном варианте осуществления каждый из временных квантов может иметь длительность 2,1 секунды. Альтернативно может быть использована любая другая длительность, и/или различные временные кванты могут иметь различную длительность. Поток 70 данных может быть реализован в схеме полудуплексной связи так, что в любой момент времени либо AP передает, а радиометки принимают, либо радиометки передают, а AP принимает. В альтернативных вариантах осуществления могут быть использованы другие схемы связи. Как показано на фиг.7, канал 80 передачи данных иллюстрирует варианты усиления при обработке для данных во временном кванте 72. Если линия связи для передачи данных закрывается при конкретном усилении, радиометка должна быть готова к приему (в режиме из AP в радиометку) только в течение длительности временного кванта с соответствующим усилением. В режиме передачи выбор временного кванта управляет передачей из радиометки в точку доступа, так что радиометка может минимизировать свое время включения в энергоемком режиме передачи. Например, усиление в 18 дБ требует временного кванта только в 1,6 мс (A). Канал 82 передачи данных иллюстрирует варианты усиления при обработке для данных во временном кванте 74. Как можно видеть, мощность, используемая посредством радиометки, может быть выбрана таким образом, что каждая линия связи для передачи данных поступает в AP при идентичной мощности.
[0073] Существует симметрия между обработкой большого числа одновременных форм сигнала на стороне AP и обработкой относительно небольшого числа форм сигнала на стороне радиометки. Автоматическое регулирование частоты (AFC), уход отслеживания времени и кадровая синхронизация известны на стороне AP вследствие того, что AP является задающим устройством этих параметров. Тем не менее, AFC, уход отслеживания времени и кадровая синхронизация могут быть определены при обнаружении на стороне радиометки. Модуль декодирования с сужением спектра на основе PN-матрицы выполняет операцию на основе метода прямого опробования, ассоциированную с обеими вышеуказанными технологиями, что представляет собой эффективную реализацию для исследования гипотезы обнаружения/демодуляции. Другой аспект этого заключается в том, что данная большая энергоемкая схема (когда активна), хотя и работает непрерывно в AP (что не должно иметь значение, поскольку она может вставляться в настенную розетку), работает только во время "холодного" обнаружения в радиометку, что должно происходить редко. Холодное обнаружение и горячее обнаружение описываются подробнее со ссылкой на фиг.10 и 11 соответственно.
[0074] Фиг.8 является схемой, иллюстрирующей использование частот в RPMA-системе с частичной нагрузкой. Вертикальная ось в схеме показывает принимаемую мощность, а также то, какие пакеты принимаются одновременно. Горизонтальная ось показывает время и указывает длительность кадра. Показано множество отдельных пакетов, каждый из которых помечен своим коэффициентом расширения спектра. Энергия в пакете представляет собой просто мощность, умноженную на время. В этом примере, энергия, принимаемая в точке доступа каждого отдельного пакета, такого как пакет 1802, является одинаковой в каждом втором из них и представляется посредством идентичных областей, покрываемых посредством других пакетов. Эта схема показывает пропускную способность восходящей линии связи при 3%-ом использовании, хотя другие варианты использования являются возможными. Например, пропускная способность восходящей линии связи может иметь меньшую нагрузку при 1%-ом использовании или большую нагрузку при 75%-ом использовании. Показанный пакет 1802 является примерным пакетом из 11 байтов, хотя другие размеры являются возможными. Длительность кадра в этом примере составляет 2 секунды, хотя другая длительность является возможной. Длительность кадра зависит от коэффициента расширения спектра, таким образом, например, длительность кадра в 1 секунду, в 4 секунды или множество других длительностей являются возможными. Перечисленные коэффициенты расширения спектра представляют множество возможных коэффициентов расширения спектра, которые работают в этой системе. Случайные сдвиги по времени являются относительно небольшой частью каждой передачи и не показаны.
[0075] Фиг.9 иллюстрирует матрицу декодирования с сужением спектра на основе PN (псевдошумовых сигналов), которая упрощает как обнаружение одной формы сигнала в радиометку, так и демодуляцию методом прямого опробования нескольких форм сигнала в AP. В характерном варианте осуществления матрица PN-декодирования с сужением спектра может выполнять 1-битовое скалярное произведение множества гипотез синхронизации с разнесением, кратным символам псевдошумовой последовательности, одновременно.
<mrow><mn>0</mn><mo>→</mo><mn>1</mn></mrow>
<mrow><mn>1</mn><mo>→</mo><mn>0</mn></mrow>
[0076] Базовый PN-декодированный с сужением спектра элемент может быть простым счетчиком, который увеличивается или не увеличивается каждый синхросигнал в зависимости от того, равен ввод 0 или 1. Поскольку он представляет собой комплексный тракт данных, существует два счетчика: один для I (синфазной составляющей) и один для Q (квадратурной составляющей). Умножение на комплексную показательную функцию, в общем, представляет собой набор из 4 довольно больших скалярных умножителей (4×1000 логических вентилей являются типичными), связанных с таблицей комплексной показательной функции. В отличие от этого однобитовый комплексный умножитель, по существу, представляет собой простую таблицу истинности, такую как примерная таблица, показанная ниже, при этом отрицательная величина обозначает инверсию (
и
). Эта таблица истинности может быть реализована с использованием всего нескольких логических вентилей.
Фаза
0
1
2
3
I'
I
-Q
-I
Q
Q'
Q
I
-Q
-I
[0077] Фиг.9 иллюстрирует матрицу 100 PN-декодирования с сужением спектра. Может быть предусмотрено множество экземпляров (например, 256 или более в одном варианте осуществления) пар счетчиков для операции комплексного декодирования с сужением спектра. Матрица 100 PN-декодирования с сужением спектра может подаваться на скорости передачи символов псевдошумовой последовательности со смежными экземплярами PN-декодированных с сужением спектра элементов 102, 104 и 106, работающими на гипотезах синхронизации, которые разнесены на символ псевдошумовой последовательности. 1-битовые комплексные данные отправляются из блока 114 в элементы 102, 104 и 106, в которых они комбинируются с PN-сигналом из PN-формирователя 110. Формирователь 110 PN-сигналов может быть аппаратными средствами, которые выводят идентичную последовательность нулей и единиц, с помощью которых AP кодирует с расширением спектра данные. В случае элемента 102 обратно циклически сдвинутые данные комбинируются (более конкретно умножаются на 1-битовое комплексное число) с PN-сигналом в модуле 122a комбинирования. Вещественная и мнимая части этой комбинации отдельно вводятся в счетчики 118a и 120a. Счетчики 118a и 120a сдвигают поток битов при приеме сигнала 112 сброса. Более конкретно данные в счетчиках являются допустимыми только до сигнала сброса. Сигнал сброса принудительно задает нули в обоих счетчиках. Мультиплексор 108 предоставляет возможность вывода текущих допустимых счетчиков для того отвода, который уникально завершил свою операцию декодирования с сужением спектра в этом конкретном синхросигнале. Другие элементы в матрице 100 PN-декодирования с сужением спектра работают аналогично. Элемент 104 принимает обратно циклически сдвинутые данные из блока 114 и комбинирует их с PN-сигналом после того, как задержка налагается посредством блока 116a задержки в элементе 102. Комбинация вводится в счетчики 118b и 120b, которые сдвигаются от счетчиков при сигнале из сигнала 112 сброса с наложенной задержкой из блока 124a задержки. Аналогично элемент 106 принимает обратно циклически сдвинутые данные из блока 114 и комбинирует их с PN-сигналом после того, как задержка налагается посредством блока 116b задержки в элементе 104. Комбинация вводится в счетчики 118c и 120c, которые сдвигаются от счетчиков при сигнале из сигнала 112 сброса с наложенной задержкой из блока 124b задержки.
[0078] После числа синхросигналов, соответствующего коэффициенту расширения спектра, PN-декодированный с сужением спектра элемент 102 имеет допустимые данные, которые выбираются для вывода посредством мультиплексора 108. Каждый синхросигнал, после этого смежный декодированный с сужением спектра элемент 104 или 106, доступен до тех пор, пока все данные не выведены, что может происходить в течение числа синхросигналов, соответствующего коэффициенту расширения спектра, плюс число PN-декодированных экземпляров с сужением спектра. PN-код, который управляет работой этого механизма, может представлять собой золотой код, параметризованный посредством значения. В альтернативных вариантах осуществления могут быть использованы другие PN-коды.
[0079] Фиг.10 иллюстрирует операции, выполняемые при обработке в модеме радиометки для широковещательного канала, чтобы демодулировать форму сигнала передачи точки доступа. Дополнительно меньшее число или другие операции могут выполняться в зависимости от конкретного варианта осуществления. Операции также могут быть выполнены в последовательности, отличной от показанной и описанной последовательности.
[0080] После начального включения питания радиометки параметры касательно формы сигнала неизвестны за исключением PN-последовательности широковещательного канала (например, конкретного золотого кода или другого параметра кода). Дополнительно радиометка может не знать с достаточной точностью, какой относительный сдвиг частоты между AP и радиометкой, вследствие дисперсии частоты осциллятора между AP и радиометкой. Фиг.10 иллюстрирует режим сканирования, в котором исследуется диапазон неопределенности ухода в числе частей на миллион (ppm) между AP и радиометкой. На этапе 150 итерация выполняется для двух временных квантов, чтобы предоставлять возможность радиометке настраиваться на широковещательный канал. Например, обработка может начинаться асинхронно к синхронизации по временным квантам. В ходе исследования одной половины гипотез широковещательный канал может быть активным, а в ходе исследования другой половины гипотезы широковещательный канал может быть неактивным. В первой итерации все гипотезы могут быть исследованы с использованием первой синхронизации по временным квантам с асинхронной начальной точкой. Если энергия не найдена в первой итерации, выполняется вторая итерация. Во второй итерации асинхронная начальная точка может иметь сдвиг в один временной квант от асинхронной начальной точки, используемой в первой итерации. Также гипотезы, которые исследовались в то время, когда широковещательный канал был активным, могут быть исследованы в то время, когда широковещательный канал является активным. После того как энергия найдена, радиометка может настраиваться на широковещательный канал. В характерном варианте осуществления операция 150 может представлять начальную точку для "холодного обнаружения". На этапе 152 инициализируется приблизительное автоматическое регулирование частоты (AFC). В одном варианте осуществления это начальное значение задается равным наибольшему отрицательному значению, к примеру, сдвигу в -10 ч/млн. С использованием сформированной PN-последовательности известного золотого кода для широковещательного канала на этапе 154 вычисляются некогерентные показатели для всех гипотез с разнесением в Cx4 для данной приблизительной AFC-гипотезы. Например, если коэффициент расширения спектра имеет длину 2048, может быть вычислен некогерентный показатель для 8192 гипотез.
[0081] На этапах 156 и 158 приблизительная AFC-гипотеза увеличивается до конца диапазона показателя ч/млн. Для каждой приблизительной AFC-гипотезы аппаратные средства, проиллюстрированные на фиг.4, используются для того, чтобы отменять сдвиг частоты, представленный посредством текущей гипотезы. Матрица PN-декодирования с сужением спектра используется для того, чтобы формировать декодированный с сужением спектра вывод из 8 последовательных символов. Альтернативно могут быть использованы другие числа символов. Затем вычисляется некогерентная сумма этих 8 символов. Набор из N (8 в одном варианте осуществления) главных показателей наряду с их ассоциированными параметрами поддерживается в структуре данных. Как указывает блок-схема последовательности операций способа по фиг.10, весь диапазон неопределенности частоты осциллятора в ч/млн вдоль всех гипотез синхронизации при разрешении в 4 символа псевдошумовой последовательности исследуется с ожиданием того, что победившая (т.е. допустимая) гипотеза синхронизации должна быть представлена в структуре данных. Наряду с самой допустимой гипотезой, в общем, зачастую предусмотрено меньше отражений при многолучевом распространении, смежные приблизительные частотные AFC-гипотезы, в которых заметное аккумулирование энергии по-прежнему присутствует, а также полностью недопустимые гипотезы, которые формируют аномально большие показатели вследствие дисперсии шума.
[0082] Некогерентные показатели для всех гипотез синхронизации при разрешении в 4 символа псевдошумовой последовательности для каждого приблизительного AFC могут передаваться в структуру данных. На этапе 160 структура данных отслеживает самые большие некогерентные показатели (например, приблизительное AFC-значение, гипотезу синхронизации при разрешении в 4 символа псевдошумовой последовательности, значение некогерентного показателя). "Финалисты" назначаются N выделенных отводов на этапе 162. Каждый отвод может быть уникально параметризован посредством значения синхронизации при разрешении в 4 символа псевдошумовой последовательности и приблизительной AFC-гипотезы, которая является независимой от текущей приблизительной AFC-гипотезы, управляющей матрицей PN-декодирования с сужением спектра. Поскольку кадровая синхронизация первоначально неизвестна, каждый декодированный с сужением спектра символ, который выводится посредством выделенного отвода, гипотетически является последним в кадре. Таким образом, буферизованные 256 символов подвергаются дифференциальной демодуляции и дополнительному набору итераций на основе умножения на постоянное комплексное значение, чтобы выполнять точную AFC-коррекцию, как показано на этапах 164 и 166. Выводом этапа 164 может быть комплексное векторное произведение из каждого выделенного отвода. На этапе 166 посимвольное умножение на постоянный комплексный циклический сдвиг (как определено посредством точной AFC-гипотезы) может итеративно применяться к постулированному кадру информации, чтобы определять то, какое (если таковые имеются) из выбора постоянных значений комплексного циклического сдвига раскрывает кадр, который проходит контроль циклическим избыточным кодом (CRC). Это может представлять собой операцию на основе метода прямого опробования, в которой контроль циклическим избыточным кодом (CRC) может быть выполнен для каждой гипотезы. Для любого допустимого CRC рабочие данные из сигнала могут отправляться в MAC, и сетевые параметры могут считаться известными.
[0083] На этапе 168 пробуют другую гипотезу синхронизации по временным квантам. В характерном варианте осуществления приблизительные AFC-гипотезы, ассоциированные с самыми успешными CRC, могут быть номинальными начальными приблизительными AFC-гипотезами. Когда исследован весь диапазон приблизительной AFC-гипотезы, радиометка отмечает переменную с названием Nominal_Coarse_AFC, которая является релевантной информацией состояния, используемой в будущих транзакциях, что значительно сужает диапазон поиска приблизительной AFC-гипотезы, поскольку варьирование между частями отклонения частоты осциллятора в ч/млн существенно превышает уход частоты осциллятора приблизительно за минуту или около этого.
[0084] Фиг.11 иллюстрирует операции, выполняемые при обработке в радиометку выделенного канала из горячего пуска, которые должны сообщать, если релевантная информация состояния известна. Например, кадровая синхронизация может быть известной, и намного более жесткий диапазон приблизительной AFC-гипотезы может быть исследован. Модем начинает свою обработку достаточно рано, так что допустимые назначения отводов выполняются до конца 9-символьной преамбулы. Альтернативно может быть использовано любое другое число символов.
[0085] На этапе 200 нет необходимости итеративно проходить по двум гипотезам синхронизации по временным квантам, поскольку кадровая синхронизация известна. Вместо использования широковещательного канала используется выделенный канал. На этапе 202 сканируется приблизительная AFC-гипотеза. В характерном варианте осуществления приблизительный AFC может быть отсканирован по небольшому диапазону, чтобы учитывать небольшой уход частоты с момента последнего осуществления доступа. С использованием сформированной PN-последовательности известного золотого кода, уникальной для радиометки, на этапе 204 вычисляется некогерентный показатель для всех гипотез с разнесением в 4 символа псевдошумовой последовательности. На этапах 206 и 208 приблизительная AFC-гипотеза увеличивается до конца небольшого диапазона показателя ч/млн. На этапе 210 структура данных отслеживает самые большие некогерентные показатели (например, приблизительное AFC-значение, гипотезу синхронизации при разрешении в 4 символа псевдошумовой последовательности, значение некогерентного показателя и т.д.) На этапе 212 выделенные отводы назначаются на основе структуры данных. На этапе 214 векторные произведения символов создаются с использованием текущей DBPSK и предыдущей DBPSK. Выводом этапа 214 может быть комплексное векторное произведение из каждого выделенного отвода. На этапе 216 кадры перемежаются и декодируются. Для любого допустимого CRC рабочие данные могут отправляться на уровень управления доступом к среде (MAC). На этапе 218 пробуют другую гипотезу синхронизации по временным квантам. В характерном варианте осуществления приблизительные AFC-гипотезы, ассоциированные с самыми успешными CRC, могут быть номинальными начальными приблизительными AFC-гипотезами.
[0086] Фиг.12 иллюстрирует тракт приема данных радиометки, показывающий обработку демодуляции в радиометку в соответствии с характерным вариантом осуществления. Как показано, однобитовые комплексные выборки буферизуются в буфере 220 выборок, так что присутствует достаточно данных для того, чтобы выполнять надежное обнаружение допустимой энергии. Характерные значения предоставляются в блоке 220 буфера выборок. Например, один вариант осуществления буферизует 9 символов. В альтернативных вариантах осуществления могут быть использованы другие значения. Выборки могут вводиться из I-канала и Q-канала в эту буферную схему с попеременным переключением на синхронной частоте дискретизации в 2 символа псевдошумовой последовательности или 2 МГц. Альтернативно могут быть использованы другие скорости. При быстром асинхронном синхросигнале эти выборки используются для того, чтобы исследовать другую приблизительную AFC-гипотезу. На основе текущей приблизительной AFC-гипотезы отслеживание времени выполняется при разрешении в 4 символа псевдошумовой последовательности. Поскольку идентичный опорный синхронизирующий сигнал используется для того, чтобы управлять как несущей частотой, так и дискретизированными синхросигналами как в AP, так и в радиометку, приблизительная AFC-гипотеза с известной несущей частотой может уникально преобразовываться в известную скорость отслеживания времени.
[0087] Буфер 220 выборок принимает сигналы связи по I-каналу и Q-каналу. Эти сигналы отправляются в логику 222 отслеживания времени и выделенные отводы 234. Логика 222 отслеживания времени также принимает приблизительную AFC-гипотезу, и логика 222 может сбрасываться до нуля при четности при разрешении в 4 символа псевдошумовой последовательности. Логика 222 отслеживания времени может иметь два блока: один со счетчиками, инициализированными, равными нулю для четности при четном разрешении в 4 символа псевдошумовой последовательности, и один со счетчиками, инициализированными, равными среднему диапазону (т.е. 2^25) для четности при нечетном разрешении в 4 символа псевдошумовой последовательности. Вывод логики 222 отслеживания времени предоставляется в блок 224, в котором применяются виртуальные фазы при разрешении в 4 символа псевдошумовой последовательности. Блок 224 также может принимать четность из конечного автомата обнаружения. Логика 226 циклического сдвига для автоматического регулирования частоты (AFC) применяется к выводу блока 224.
[0088] Фиг.13 иллюстрирует характерный вариант осуществления двух блоков логики 222 отслеживания времени, описанных со ссылкой на фиг.12. Поток 250 является потоком обмена данными с четностью при четном разрешении в 4 символа псевдошумовой последовательности. Поток 252 является потоком обмена данными с четностью при нечетном разрешении в 4 символа псевдошумовой последовательности. Фиг.13 иллюстрирует операцию отслеживания времени, при этом каждое различное затенение представляет различную последовательность с разнесением в 4 символа псевдошумовой последовательности. Выборки вставляются или повторяются на скорости, напрямую зависящей от того, какая текущая AFC-гипотеза исследуется, умноженной на известное отношение между частотой дискретизации и несущей частотой. Они могут быть использованы в качестве допущения синхронизации с захватом, чтобы сворачивать двумерное пространство до одной размерности. Проиллюстрированное значение N имеет дробный компонент, который регистрируется с тем, чтобы обеспечивать достаточную точность отслеживания времени. В данное время выбирается конкретная четность 4 возможных фаз при разрешении в 4 символа псевдошумовой последовательности. Полученная в результате последовательность скоростей передачи символов псевдошумовой последовательности затем обратно циклически сдвигается в 1-битовом тракте данных, как показано на фиг.14.
[0089] Фиг.14 иллюстрирует функциональность логики 226 циклического сдвига для AFC (автоматического регулирования частоты) по фиг.12, которая управляет одной из 4 виртуальных фаз 224 при разрешении в 4 символа псевдошумовой последовательности в данное время. Фиг.14 иллюстрирует механизм однобитового обратного циклического сдвига. Этот механизм обратного циклического сдвига спроектирован с возможностью отменять циклический AFC-сдвиг вследствие относительного ухода несущей между приемным устройством и передающим устройством для постулированной приблизительной AFC-гипотезы. Поскольку он представляет собой однобитовое преобразование (представленное посредством таблицы истинности, проиллюстрированной выше), разрешение процесса в 90 градусов представляет собой +/-45 градусов относительно континуума значений фазы вследствие AFC-ухода от относительного сдвига частоты осциллятора.
[0090] Логика 226 циклического AFC-сдвига также может принимать приблизительные AFC-гипотезы в качестве ввода. Матрица 228 PN-декодирования с сужением спектра (фиг.12) выполняет свою операцию декодирования с сужением спектра для гипотезы с разнесением, кратным символам псевдошумовой последовательности. Матрица 228 PN-декодирования с сужением спектра может принимать текущие приблизительные AFC-гипотезы, четность для синхронизации, фазу синхронизации, коэффициент расширения спектра и/или выбор золотого кода в качестве вводов. По мере того как значения выводятся для данного символа, сумма некогерентно накапливается для большой надежности показателя с текущим значением суммы, сохраненным в буфере 230 некогерентного накопления. Размер буфера основан на числе декодированных с сужением спектра элементов. В характерном варианте осуществления матрица 228 PN-декодирования с сужением спектра может иметь 256 декодированных с сужением спектра элементов, так что проход через буфер выборок завершает некогерентный показатель для 256 гипотез. Альтернативно могут быть использованы другие числа декодированных с сужением спектра элементов, и показатель может завершаться для других чисел гипотез. Показатель отношения "сигнал-шум" (SNR) может быть использован при управлении мощностью передачи радиометки и для обратной связи по управлению мощностью с AP. Гипотезы с наибольшими показателями сохраняются в структуре 232 данных с главными N трактами, которая используется для того, чтобы управлять назначением выделенных отводов 234. Главные N трактов могут представлять собой N записей, включающих в себя гипотезы синхронизации, четность для синхронизации, приблизительные AFC-гипотезы и т.д.
[0091] Фиг.15 иллюстрирует выделенный отвод связи. Каждый выделенный отвод имеет доступ к каждой из 4 фаз выборок при разрешении в 4 символа псевдошумовой последовательности с модулем 260 выбора при разрешении в 4 символа псевдошумовой последовательности, заданным в качестве части параметров назначения отвода. Каждый отвод имеет собственный выделенный PN-формирователь 262 и AFC-формирователь 264, которые используются для того, чтобы декодировать с сужением спектра. Выделенный отвод выполняет накопление в модуль 266 накопления символов на основе приблизительной AFC-гипотезы, ее фазы синхронизации при разрешении в 4 символа псевдошумовой последовательности, зависимой переменной скорости отслеживания времени и затем выводит комплексную переменную каждое равное коэффициенту расширения спектра число синхросигналов. Выделенные отводы 234, проиллюстрированные со ссылкой на фиг.12, также могут принимать вводы из буфера 220 выборок и выбор PN-кода.
[0092] Снова ссылаясь на фиг.12, вывод из выделенных отводов 234 проходит через модуль 236 сжатия битовой ширины, который уменьшает битовую ширину для эффективного хранения в буфере 238 кадров без ухудшения производительности. Вывод из модуля 236 сжатия битовой ширины предоставляется в буфер 238 кадров, который может быть механизмом кольцевого буфера, который обеспечивает общий случай обработки кадра из 256 символов, как если текущий символ является последним символом кадра. Когда кадровая синхронизация известна, эта структура запоминающего устройства может поддерживать конкретную обработку кадра с известным последним символом.
[0093] Буфер 238 кадров выводит гипотетические кадры в остальную часть цепочки приема. Блок 240 умножения на основе векторного произведения выполняет умножение текущего символа на комплексно-сопряженное число предыдущего символа, которое является традиционным показателем для D-BPSK-демодуляции. Остаточный уход частоты может приводить к циклическому сдвигу D-BPSK-созвездия на постоянную фазу. Роль блока 242 точного AFC-умножения заключается в том, чтобы применять подход на основе метода прямого опробования и пробовать различные возможные сдвиги фаз, так что, по меньшей мере, одна точная AFC-гипотеза дает в результате допустимый CRC по мере того, как она проходит через модуль 244 обратного перемежения и декодер Витерби. Блок 242 точного AFC-умножения также может принимать точные AFC-гипотезы в качестве вводов. Вывод из модуля 244 обратного перемежения и декодера Витерби предоставляется в модуль 246 CRC-контроля. Если CRC является допустимым, рабочие данные отправляются на MAC-уровень.
[0094] Фиг.16 иллюстрирует характерные операции, выполняемые во время обработки приема точки доступа. Дополнительно меньшее число или другие операции могут выполняться в зависимости от варианта осуществления. Дополнительно операции могут выполняться в порядке, отличном от порядка, который описывается здесь. AP выполняет операцию на основе метода прямого опробования для проверки всех возможных гипотез синхронизации при разрешении в 2 символа псевдошумовой последовательности, коэффициентов расширения спектра и временных квантов доступа в пределах коэффициентов расширения спектра. Это обеспечивает некоординированный доступ посредством радиометки. К счастью, поскольку AP является задающим устройством кадровой синхронизации и опорной AFC-несущей (все радиометки могут компенсировать как свой уход несущей, так и дискретизированный синхросигнал, чтобы удовлетворять синхронизации AP), нагрузка по обработке на AP радикально уменьшается, поскольку AP не должна исследовать размерность приблизительной AFC-гипотезы или неизвестной кадровой синхронизации.
[0095] Блок-схема последовательности операций способа по фиг.16 показывает пример упорядочения с итеративным прохождением всего возможного из сдвига по времени при разрешении в 2 символа псевдошумовой последовательности, коэффициентов расширения спектра из набора [8192, 4096,..., 64] и номеров временных квантов доступа для коэффициентов расширения спектра, меньших максимума. AP затем выполняет аналогичный точный AFC-поиск, который выполняет радиометка, чтобы предоставлять возможность возникновения небольшой величины ухода частоты между источниками синхронизирующего сигнала радиометки и AP с момента последней транзакции. Все допустимые CRC проходят вплоть до MAC-уровня. Блок-схема последовательности операций способа по фиг.16 иллюстрирует поиск в многомерном пространстве. В крайнем контуре выполняется поиск всех возможных коэффициентов расширения спектра. В характерном варианте осуществления может быть 8 коэффициентов расширения спектра [64, 128, 256, 512, 1024, 2048, 4096, 8192]. Альтернативно могут быть использованы другие коэффициенты расширения спектра и/или числа коэффициентов расширения спектра. Во втором контуре выполняется поиск всех возможных временных субквантов для данного коэффициента расширения спектра. Например, может быть 128 возможных временных субквантов для коэффициента расширения спектра в 64 символа псевдошумовой последовательности и один вырожденный временной субквант для коэффициента расширения спектра в 8192 символа псевдошумовой последовательности. В третьем контуре выполняется поиск всех возможных фаз синхронизации при разрешении в 2 символа псевдошумовой последовательности в пределах данного временного субкванта. Как подробнее описано ниже, различные контуры проиллюстрированы посредством стрелок на фиг.16.
[0096] На этапе 270 используется одно приблизительное AFC-значение. В характерном варианте осуществления одно приблизительное AFC-значение может быть 0, поскольку компенсация выполняется посредством радиометок. На этапе 272 наибольший коэффициент расширения спектра (например, 8192) используется в качестве начальной точки. В альтернативных вариантах осуществления наибольший коэффициент расширения спектра может быть большим или меньшим 8192. На этапе 274 временные кванты доступа обрабатываются в пределах коэффициента расширения спектра. Этот процесс может быть вырожденным в случае, если существует 8192 коэффициента расширения спектра. На этапе 276 декодирование с сужением спектра выполняется для всех гипотез с разнесением в 2 символа псевдошумовой последовательности при текущем коэффициенте расширения спектра. Например, 16384 операций декодирования с сужением спектра могут выполняться, если коэффициент расширения спектра имеет длину 8192. Декодирование с сужением спектра выполняется для всех элементов, если коэффициент расширения спектра не меньше номера буфера кадров (например, 256). На этапе 278 коэффициент расширения спектра уменьшается наполовину, и обработка продолжается. На этапе 280 выполняется определение в отношении того, уменьшен или нет коэффициент кодирования с расширением спектра до 64. В альтернативных вариантах осуществления могут быть использованы другие предварительно определенные значения. Если коэффициент кодирования с расширением спектра не уменьшен до 64 (или другого предварительно определенного значения), обработка продолжается на этапе 276. Если коэффициент кодирования с расширением спектра уменьшен до 64, система ожидает заполнения следующего буфера выборок на этапе 282. После того как следующий буфер выборок заполнен на этапе 282, управление возвращается к этапу 272. На этапе 284 получается буфер кадров, декодированных с сужением спектра элементов. В характерном варианте осуществления буфер кадров может быть полным после того, как 256 символов выводятся из одного прохода посредством матрицы PN-декодирования с сужением спектра. В одном варианте осуществления для 256-каскадной матрицы PN-декодирования с сужением спектра сквозное прохождение может формировать 256 гипотез синхронизации, имеющих по 256 символов. В альтернативных вариантах осуществления матрица PN-декодирования с сужением спектра может иметь большее или меньшее число каскадов. Векторное произведение текущего декодированного с сужением спектра DBPSK-символа с предыдущим символом вычисляется на этапе 286. В одном варианте осуществления векторное произведение может заключать в себе 256 символов для вплоть до 256 кадров. Альтернативно могут быть использованы другие числа символов и/или кадров. На этапе 288 текущий кадр декодируется и умножается по фазе на основе AFC-гипотезы. На этапе 290 CRC проверяются и для любого допустимого CRC рабочие данные отправляются из физического уровня (PHY) и вплоть до управления доступом к среде (MAC). В качестве примера, CRC могут проверяться 256 раз, умноженное на номер точной AFC-гипотезы, для каждого прохода матрицы декодирования с сужением спектра с 256 элементами. После завершения процесса для данного временного кванта процесс выполняется для следующего временного кванта, как проиллюстрировано посредством стрелки от блока 282 к блоку 272.
[0097] Фиг.17 иллюстрирует тракт приема данных точки доступа (AP). В отличие от радиометки весь кадр при наибольшем коэффициенте расширения спектра может быть сохранен в буферной схеме с попеременным переключением в буфере 300 выборок. Эта буферная схема может иметь достаточный объем запоминающего устройства (например, 16,8 мегабит), и, по меньшей мере, в одном варианте осуществления он может быть сохранен в выделенном внекристальном запоминающем устройстве. Блок 300 буфера выборок включает в себя характерные значения. В альтернативных вариантах осуществления могут быть использованы другие значения. В отличие от радиометки логика отслеживания времени и логика циклического AFC-сдвига не могут быть использованы, поскольку AP является задающим устройством опорного синхронизирующего сигнала. Буфер 300 выборок передает кадры в матрицу 302 PN-декодирования с сужением спектра, которая может выполнять тестирование методом прямого опробования, как описано выше в данном документе. Матрица 302 PN-декодирования с сужением спектра может включать в себя 256 декодированных с сужением спектра элементов. Альтернативно может быть использовано любое другое число декодированных с сужением спектра элементов. Матрица 302 PN-декодирования с сужением спектра также может принимать текущую четность для синхронизации (которая может иметь разрешение только в 2 символа псевдошумовой последовательности), фазу гипотезы и/или коэффициент расширения спектра в качестве вводов. Вывод из матрицы 302 PN-декодирования с сужением спектра предоставляется в модуль 304 сжатия битовой ширины. Модуль 304 сжатия битовой ширины уменьшает размер кадров, которые затем отправляются в буфер 306 кадров. Блок 306 буфера кадров включает в себя характерные значения. В альтернативных вариантах осуществления могут быть использованы другие значения. В зависимости от варианта осуществления буфер 306 кадров также может быть сохранен в выделенном внекристальном запоминающем устройстве. Остальная часть системы является аналогичной обработке приема в радиометку, в которой точная AFC-гипотеза итеративно проходится (этапы 310 и 312) со всеми рабочими данными с допустимыми CRC, передаваемыми в AP MAC (этапы 314 и 316). Некогерентное накопление 308 используется для того, чтобы определять SNR-показатель, такой как интенсивность сигнала для использования в обратной связи управления мощностью передачи в радиометку.
[0098] Фиг.18 иллюстрирует операции асинхронной начальной передачи радиометки, включающие в себя два типа взаимодействий, которые приводят к передаче данных из радиометки в AP. В целях иллюстрации и пояснения временные кванты 320 представляют временные кванты радиометки, а временные кванты 322 представляют временные кванты точки доступа. "Холодный пуск" - это когда радиометка входит в систему без релевантной информации состояния, а "горячий пуск" - это когда радиометка имеет сведения по системной информации, такие как синхронизация по временным квантам и уменьшенный диапазон приблизительной AFC-гипотезы, чтобы исследовать.
[0099] В сценарии "холодного пуска" радиометка начинает поиск доступа в момент времени, асинхронный с временным квантом. Фиг.18 иллюстрирует время, в которое радиометка начинает попытку обнаруживать широковещательный канал, когда AP даже не передает его (временной квант 1). В конечном счете, обработка в радиометку исследует допустимую приблизительную AFC-гипотезу в течение периода времени, в который AP передает широковещательный кадр. Фиг.18 иллюстрирует, что это происходит в течение временного кванта 2. В этот момент показатель с некогерентной энергией приводит к тому, что выделенный отвод исследует корректную синхронизацию при разрешении в 4 символа псевдошумовой последовательности и приблизительную AFC-гипотезу. Отвод с корректной гипотезой непрерывно обрабатывает каждый новый символ в качестве последнего символа кадра и проталкивает эти гипотетические кадры через цепочку приема, если CRC-контроль указывает сбой. В конце временного кванта 4 достигается допустимая кадровая синхронизация, поскольку CRC-контроль указывает успешность. В этот момент радиометка имеет идентичную релевантную информацию состояния, которую должен иметь радиометку, переходящий к "горячему пуску", и продолжает выполнять идентичную обработку, которой должен подвергаться радиометке на основе "горячего пуска".
[0100] Радиометка начинает взаимодействие, проиллюстрированное во временном кванте 6 ("горячий пуск"), либо посредством прохождения через процедуру "холодного пуска", либо непосредственно при активации радиометки, если релевантная информация состояния надлежащим образом поддерживается. В этот момент радиометка проводит измерение принимаемой интенсивности широковещательного кадра и использует эту информацию, чтобы определять мощность передачи и коэффициент расширения спектра, которые радиометка затем передает во временном кванте 7. Радиометка передает свое сообщение на основе: 1) использования измеренной интенсивности принимаемого сигнала широковещательного канала и выбора минимального коэффициента расширения спектра, который может быть использован для того, чтобы закрывать линию связи, что минимизирует время включения радиометки и является наилучшим для минимизации потребления мощности; 2) использования измеренной интенсивности принимаемого сигнала широковещательного канала и ранее выбранного коэффициента расширения спектра, при котором радиометка передает при условии оптимальности приема в AP, которое заключается в том, что все пользователи принимаются посредством AP при очень близких значениях отношения энергии в расчете на бит к спектральной плотности шума (Eb/No); 3) для всех кроме максимального коэффициента расширения спектра, случайного выбора параметра j доступа на основе временного кванта; и 4) случайного выбора значения сдвига в символах псевдошумовой последовательности от 0 до коэффициента расширения спектра -1 таким образом, что "коллизии" в AP минимизируются, и случайный выбор в каждой передаче дает возможность разрешения "коллизий" в последующих возможностях передачи.
[0101] В течение временных квантов 8 и 9 AP обрабатывает все сигналы, принятые в течение временного кванта 7, и отправляет положительную квитанцию (АСК) обратно в течение временного кванта 10. AP либо агрегирует несколько ACK в один канал, отличающийся посредством золотого кода, либо отправляет выделенное сообщение в радиометку с использованием его канала с выделенным золотым кодом. Следует отметить, что первый способ требует определенной процедуры регистрации (не показана) для того, чтобы назначать канал. В любом случае радиометка обновляет свою синхронизацию при разрешении в 4 символа псевдошумовой последовательности с использованием преамбулы сообщения.
[0102] Фиг.19 иллюстрирует простое взаимодействие между точкой доступа и радиометкой в режиме на основе временных квантов. В характерном варианте осуществления простое взаимодействие не заключает в себе данных для радиометки и относительно статического канала. В целях иллюстрации и пояснения временная шкала 330 представляет обработку в радиометку в течение временных квантов, а временная шкала 332 представляет обработку в точке доступа в течение временных квантов. Природа системы состоит в том, что радиометка проводит максимальное возможное время в состоянии низкого уровня мощности, т.е. в состоянии, в котором синхронизация в системе поддерживается через низкочастотный кварцевый осциллятор с низким уровнем мощности, который типично работает при 32 кГц. Чтобы поддерживать это, идентифицируется максимальное приемлемое время задержки при инициированном AP взаимодействии (т.е. оно представляет собой скорость, циклически активирующую и деактивирующую состояние низкого уровня мощности для проверки посредством радиометки того, есть или нет ожидающие выполнения действия AP). Фиг.19 показывает относительно простое взаимодействие радиометки, выходящего из состояния низкого уровня мощности, чтобы проверять то, хочет или нет AP инициировать транзакцию. Оно осуществляется в фазе временного кванта и на скорости, согласованной между AP и радиометкой в ходе регистрации.
[0103] Радиометка типично должна переходить к "горячему пуску", если известно, что кадровая синхронизация и приблизительная AFC-гипотеза находятся в жестком диапазоне. Радиометка проводит измерение принимаемой мощности широковещательного канала. Фиг.19 показывает сценарий, в котором эта мощность существенно не изменена с момента последнего взаимодействия с AP. Это означает то, что последняя мощность передачи/коэффициент расширения спектра, на которой передает AP, является достаточной для того, чтобы закрывать линию связи. Во временном кванте 3 радиометка пытается обнаруживать преамбулу и затем демодулировать кадр с использованием своего выделенного золотого кода. Типичный сценарий заключается в неотправке информации посредством AP, и радиометка сразу возвращается в режим ожидания.
[0104] Фиг.20 иллюстрирует более подробный вид взаимодействия, которое заключает в себе передачу данных и динамически изменяющееся распространение между точкой доступа и радиометкой согласно характерному варианту осуществления. В целях иллюстрации и пояснения временная шкала 340 представляет обработку в радиометку в течение временных квантов, а временная шкала 342 представляет обработку в точке доступа (AP) в течение временных квантов. Здесь AP имеет информацию для отправки, и распространение канала изменено существенно с момента последней транзакции AP. Измерение текущей мощности широковещательного канала изменено, так что радиометка знает, что последующая передача не является надлежащей, если он передает при мощности передачи/коэффициенте расширения спектра, идентичной последнему разу. Таким образом, радиометка должна отправлять сообщение на повторную регистрацию с использованием протокола, поясненного на фиг.18, чтобы предупреждать AP о необходимости использовать новую мощность передачи/коэффициент расширения спектра, соответствующие текущим характеристикам канала. Новая информация управляет передачей и приемом кадра, осуществляемыми во временном кванте N+5. Радиометка формирует сообщение положительной квитанции (ACK), управляемое посредством протокола по фиг.18, чтобы указывать успешную передачу. Если ACK успешно принимается, транзакция считается завершенной. В противном случае радиометка проводит попытку повторной передачи.
[0105] В системе связи шлюзы, точки доступа и узлы (также известные как радиометки) могут реализовывать систему по Риду-Соломону (RS) в качестве системы с прямой коррекцией ошибок (FEC) на уровне управления доступом к среде (MAC). В RS-системе передающее устройство создает кодированные данные из сигнала, который включает в себя N байтов, где K байтов представляют собой байты систематических данных, а оставшиеся (N-K) байтов представляют собой байты четности. Байты систематических данных являются идентичными сигналу, который кодируется. Байты четности кодируются из байтов систематических данных. Конкретные значения параметров N и K зависят от реализации и могут настраиваться на основе характеристик сигнала. В одном примере, K составляет 71 байт, и N составляет 255 байтов, но другие комбинации являются возможными в зависимости от того, как настроена система. Например, в более зашумленном окружении может быть спроектирована система, в которой K составляет 20 байтов, а N составляет 255 байтов. В менее зашумленном окружении может быть спроектирована система, в которой K составляет 200 байтов, а N составляет 255 байтов. Настройка может выполняться во время конфигурирования системы либо может быть выполнена динамически в то время, когда система работает.
[0106] Система на основе стираний RS-системы может быть использована для того, чтобы увеличивать общее число байтов, которые могут быть скорректированы при данном числе кодированных байтов, как известно специалистам в данной области техники. В системе на основе стираний приемное устройство корректирует байты, которые являются стираниями в пределах конкретного кодового RS-слова. Стирание является байтом, который не принят. Байт может не приниматься либо вследствие ошибки в ходе приема, либо поскольку байт не передан. С использованием системы на основе стираний приемное устройство может корректировать (N-K) байтов для каждых N байтов, которые приняты. Без системы на основе стираний приемное устройство может корректировать ((N-K)/2) байтов.
[0107] Фиг.21 является схемой, иллюстрирующей структуру данных примерной FEC-системы. В структуре данных шесть кодовых RS-слов 2102, 2104, 2106, 2108, 2110 и 2112 группируются в таблицу. Каждая строка таблицы представляет одно кодовое RS-слово. Кодовые RS-слова заполняются данными, которые должны быть переданы в приемное устройство. Помечаются характерные байты 2120, 2122 и 2124 кодового RS-слова 2102. Каждый столбец таблицы включает в себя 1 байт из каждого из кодовых RS-слов. Характерные байты 2120, 2126, 2128, 2130, 2132 и 2134 заполняются в последовательности байтами сообщения из передаваемого сообщения. Последующие байты сообщения заполняют последующие столбцы таблицы. Байты 2120, 2126, 2128, 2130, 2132 и 2134 передаются в качестве части протокольного единичного элемента данных (PDU) 2136. Каждый последующий столбец таблицы заполняет последующую PDU. PDU также содержит порядковый номер 2138 и общее число PDU 2140. Порядковый номер 2138 указывает, какому столбцу таблицы принадлежит конкретная PDU. Общее число PDU 2140 указывает число PDU, которые являются достаточными для того, чтобы повторно ассемблировать сигнал. Помимо этого PDU может быть передана с контролем циклическим избыточным кодом (CRC), который указывает успешно переданный пакет. PDU, которые поступают с CRC, которые являются некорректными, отбрасываются до прохождения через стек протоколов на уровень управления доступом к среде (MAC) и, в конечном счете, не участвуют в заполнении кодовых RS-слов. CRC не показан на чертеже, поскольку CRC может добавляться на физическом уровне.
[0108] В иллюстративном варианте осуществления, когда MAC-уровень принимает протокольный единичный элемент данных из передачи, физический уровень проверяет CRC, чтобы определять то, является или нет PDU допустимой. Приемное устройство также может замерять то, является или нет PDU допустимой, на основе предварительно определенного порогового отношения "сигнал-шум". Эта технология не допускает воздействия ошибок из одной PDU на несколько байтов кодового слова и обеспечивает упрощенную идентификацию байтов, которые не принимаются. Если PDU является допустимой, приемное устройство использует порядковый номер, чтобы ассемблировать шесть байтов кодовых RS-слов в буфер. Приемное устройство также обновляет маску стирания. Маска стирания является структурой данных, которая указывает то, какие байты кодовых RS-слов поступают. Маска стирания также указывает то, какие байты кодового RS-слова являются стираниями и не приняты успешно. Приемное устройство подсчитывает PDU, которые принимаются, и сравнивает это число с общим числом PDU, которые являются достаточными для выполнения передачи. Когда число принимаемых PDU равно общему числу PDU, которые являются достаточными для выполнения передачи, приемное устройство обрабатывает кодовые слова с маской стирания с использованием декодера Рида-Соломона, как известно специалистам в данной области техники. Вывод декодера Рида-Соломона представляет собой байты, которые кодированы.
[0109] Передающее устройство, реализующее FEC-систему, в общем, не отправляет все N байтов. FEC-система предоставляет возможность использования любого набора в K байтов из N байтов, чтобы восстанавливать исходные K байтов. Передающее устройство отправляет начальный набор байтов, при этом начальный набор имеет длину, по меньшей мере, в K байтов. Передающее устройство также определяет то, следует или нет отправлять дополнительные байты, на основе системы, описанной ниже. Передающее устройство может продолжать отправлять байты до тех пор, пока приемное устройство не указывает, что все K байтов декодированы. Приемное устройство может указывать, что все K байтов декодированы, либо посредством отправки короткого сообщения, указывающего то, что K байтов декодированы, либо посредством окончания непрерывного уведомления того, что K байтов не декодированы. Альтернативно передающее устройство может прекращать передачу байтов после первого набора байтов до тех пор, пока приемное устройство не указывает, что должны отправляться дополнительные байты. Приемное устройство может указывать, что дополнительные байты должны отправляться, посредством отправки короткого сообщения. Короткое сообщение может включать в себя один бит, возвращаемый в передающее устройство.
[0110] Сообщения, указывающие то, что дополнительные PDU должны быть переданы или что дополнительные PDU не требуются, могут планироваться, а не отправляться в ответ на входящее FEC-кодированное сообщение. При передаче запланированного сообщения приемное устройство PDU первоначально отправляет индикатор времени, когда передающее устройство должно принимать ответ. Передающее устройство определяет продолжительность, указывающую то, сколько времени отнимает передача для того, чтобы отправлять начальное число PDU. Передающее устройство создает время передачи посредством вычитания продолжительности из времени, когда передающее устройство должно принимать ответ. Передающее устройство также может вычитать количество времени, соответствующее продолжительности для обработки начального числа PDU. Передающее устройство начинает свою передачу в назначенное время, чтобы принимать запланированный ответ. Передающее устройство может либо продолжать передачу дополнительных PDU, либо заканчивать передачи на основе ответа.
[0111] Приемное устройство может планировать несколько ответов на любое конкретное сообщение. Например, приемное устройство может планировать начальный ответ и вторичный ответ. Тем не менее, в целях эффективности после запланированных ответов приемное устройство может создавать и передавать "черный список". "Черный список" может быть передан в широковещательном режиме во все узлы. "Черный список" указывает то, какие узлы успешно завершают передачу. При приеме узел, который идентифицируется в "черном списке", может прекращать передачу PDU.
[0112] Фиг.22 является блок-схемой последовательности операций способа, иллюстрирующей операции, которые реализуют пример системы, чтобы передавать сообщение, как описано выше относительно фиг.21. Дополнительно меньшее число или другие операции могут выполняться в зависимости от варианта осуществления. Точный порядок операций может регулироваться, чтобы подходить к конкретному варианту применения. На этапе 2202 узел передает начальные K PDU. Передача может начинаться после того, как узел запланирует передачу. Альтернативно передача может начинаться в момент, который, как вычисляет узел, обеспечивает достаточное время для ответа посредством точки доступа на прием начальных K PDU. На этапе 2204 узел проверяет запланированный ответ, чтобы определять то, должны или нет быть переданы дополнительные PDU. Ответ может включать в себя положительную квитанцию (ACK), указывающую то, что сообщение завершения принято. Альтернативно ответ может включать в себя отрицательную квитанцию (NACK), указывающую то, что должны быть переданы дополнительные PDU. Если должны быть переданы дополнительные PDU, узел переходит к этапу 2206, на котором передаются дополнительные X PDU. Точное число PDU, которые передаются, зависит как от общего числа доступных PDU, так и от времени, до тех пор, пока второй запланированный ответ не должен возникать. После передачи X PDU на этапе 2208 узел проверяет второй запланированный ответ. Аналогично этапу 2204, если должны быть переданы дополнительные PDU, узел переходит к этапу 2210. На этапе 2210 узел передает все оставшиеся PDU либо до тех пор, пока сообщение прекращения не принимается, либо до тех пор, пока все N PDU не передаются. Если сообщение прекращения принимается, возможно после того, как все N PDU передаются, либо если какой-либо из запланированных ответов указывает, что K PDU приняты, то передача закончена. Если сообщение не принимается, но все N PDU переданы, то передача завершена неудачно.
[0113] Если после приема всех N PDU нет, по меньшей мере, K PDU без ошибок, и передача завершена неудачно, узел может повторно передавать PDU до тех пор, пока K PDU не приняты успешно. Тем не менее, узел не имеет индикатора того, какие PDU приняты успешно, таким образом, может возникать определенное повторение. Узел может просто повторно передавать все PDU, которые составляют кодовые слова. Альтернативно узел может принимать индикатор того, какие кодовые слова содержат ошибки. Узел затем может передавать только те кодовые слова, которые содержат ошибки.
[0114] FEC-система может быть реализована в шлюзе или в другом источнике данных, которые должны быть отправлены в узел, а не обязательно в точке доступа. FEC-система является, в частности, полезной в любое время, когда большие пакеты данных должны отправляться во все устройства в сети, к примеру, для того чтобы распределять нагрузку по коду. Фиг.23 является схемой, иллюстрирующей систему 2300 со шлюзом 2302, точками 2304 и 2306 доступа и узлом 2308. На фиг.23 шлюз 2302, который поддерживает связь с каждой передающей точкой 2304 и 2306 доступа, реализует FEC-систему, описанную выше, в служебном единичном элементе данных (SDU). Единичный элемент рабочих данных (PDU), состоящие из частей кодированной SDU, отправляются в точки 2304 и 2306 доступа, при этом PDU затем отправляются в узел 2308. Поскольку PDU отправляются через несколько путей, узел 2308 может свободно принимать PDU по тому сигналу, который лучше. Узел 2308 отправляет управляющую информацию, к примеру, запросы на предмет дополнительных кодированных данных, через точку 2304 доступа или через точку 2306 доступа. Сообщения из узла 2308 передаются в шлюз 2302. Возможные сообщения, отправленные в шлюз 2302, могут включать в себя сообщения завершения или запросы на предмет дополнительных кодированных данных. Шлюз 2302 отвечает на запросы на предмет дополнительных кодированных данных из узла 2308 посредством отправки дополнительных частей кодированной SDU. Шлюз 2302 может отправлять запрашиваемые части либо (i) в качестве широковещательной передачи во все точки доступа для дополнительного перенаправления либо (ii) в качестве прямого сообщения в узел 2308 через оптимальный из возможных маршрут. Реализация FEC-системы предоставляет возможность централизованной системы распределения, которая помогает обеспечивать то, что узлы могут прослушивать, какая точка доступа имеет лучшую линию связи в данное время. Узел не должен обязательно повторять SDU с частичной нагрузкой, поскольку линия связи с активной точкой доступа становится неприменимой.
[0115] В некоторых случаях шлюз 2302 может передавать достаточно данных прямой коррекции ошибок исходного сигнала, чтобы достигать предварительно определенного уровня надежности, и затем прекращать дополнительную передачу. В FEC-системе исходный сигнал кодируется в кодированный сигнал, содержащий данные прямой коррекции ошибок. Надежность при конкретном состоянии шума может достигаться посредством передачи части кодированного сигнала посредством отправки предварительно определенного числа PDU, причем каждая PDU содержит единичный элемент кодированного сигнала. При предварительно определенном уровне надежности существует предварительно определенная вероятность того, что каждый узел, включающий в себя узел 2308, успешно декодирует исходный сигнал из кодированного сигнала, принимаемого посредством каждого узла. Общий бюджет мощности является функцией от конкретного состояния шума, как дополнительно поясняется ниже. Предварительно определенное число PDU является функцией от предварительно определенного требуемого уровня надежности и общего бюджета мощности. Предварительно определенное число PDU может быть определено эмпирически на системном уровне или во время калибровки конкретной системы. Шлюз 2302 передает предварительно определенное число PDU в точки 2304 и 2306 доступа, которые повторно передают предварительно определенное число PDU в узлы, включающие в себя узел 2308. После того как шлюз 2302 передает достаточно данных прямой коррекции ошибок, чтобы достигать предварительно определенного уровня надежности, шлюз 2302 может предотвращать передачу дополнительного кодированного сигнала. Шлюз 2302 может определять то, какие узлы, включающие в себя узел 2308, не декодируют успешно кодированный сигнал. Шлюз 2302 может передавать дополнительные данные в эти узлы, чтобы полностью передавать исходный сигнал. Шлюз 2302 может определять то, следует передавать дополнительные данные в широковещательном режиме или в одноадресном режиме, на основе системных факторов, таких как то, какие узлы не могут принимать все PDU.
[0116] Узел 2308 также может использовать аналогичную систему, чтобы обмениваться данными со шлюзом 2302. Узел 2308 может создавать кодированный сигнал из исходного сигнала с использованием технологии прямой коррекции ошибок. Узел 2308 разбивает кодированный сигнал на предварительно определенное число PDU, при этом каждая PDU содержит единичный элемент кодированного сигнала. Узел 2308 передает единичный элемент в точку доступа, например, в точку 2304 или 2306 доступа, которая повторно передает единичные элементы в шлюз 2302. Узел 2308 передает достаточно единичных элементов, чтобы достигать предварительно определенного уровня надежности таким же образом, как описано выше. Узел 2308 выбирает точку доступа, т.е. точку 2304 или 2308 доступа, посредством процессов, поясненных ниже. После того как узел 2308 передает достаточно единичных элементов, чтобы достигать предварительно определенного уровня надежности, узел 2308 может передавать дополнительные единичные элементы, если узел 2308 определяет, что шлюз 2302 не декодирует успешно кодированный сигнал. С помощью такой схемы передачи, как представлена выше, узел 2308 может свободно выбирать новую точку доступа в любое время в ходе передачи кодированного сигнала. Узел 2308 может адаптироваться к изменяющимся характеристикам распространения сигнала и завершать передачу со шлюзом 2302.
[0117] Передающее устройство может передавать в широковещательном режиме пакет данных в системе с расширенным спектром во множество приемных устройств. Например, точка доступа или шлюз может распределять нагрузку по коду, которая должна быть идентичной для всех приемных устройств в широковещательном канале, который принимается посредством нескольких узлов. Тем не менее, приемные устройства могут подвергаться различным ошибкам на основе отдельных характеристик сигнала в приемном устройстве. Чтобы использовать доступную полосу пропускания максимально эффективно, передающее устройство может отправлять дополнительные байты FEC-кодированного сигнала при запросе посредством отдельных приемных устройств. Альтернативно передающее устройство может задаваться так, что оно продолжает отправку байтов FEC-кодированного сигнала до тех пор, пока каждое приемное устройство не сообщает, что пакет данных закончен.
[0118] Фиг.24 является блок-схемой 2400 последовательности операций способа, иллюстрирующей операции, которые дают возможность передающему устройству передавать в широковещательном режиме пакет данных в системе с расширенным спектром во множество приемных устройств. Дополнительно меньшее число или другие операции могут выполняться в зависимости от варианта осуществления. Точный порядок операций может регулироваться, чтобы подходить к конкретному варианту применения. На этапе 2402 исходный сигнал кодируется в кодированный сигнал с использованием технологии прямой коррекции ошибок. Технология кодирования по Риду-Соломону является одним примером технологии прямой коррекции ошибок, тем не менее, другие технологии являются возможными. Например, коды Хэмминга, Голея, многомерные коды четности или другие коды, известные специалистам в данной области техники, могут быть использованы в качестве технологий прямой коррекции ошибок. На этапе 2404 кодированный сигнал разбивается на множество единичных элементов. На этапе 2406 единичный элемент из множества единичных элементов кодируется с расширением спектра с использованием кода расширения спектра. Единичный элемент кодируется с расширением спектра в коэффициент расширения спектра. На этапе 2408 единичный элемент, который кодирован с расширением спектра, передается в несколько приемных устройств. На этапе 2410 передающее устройство тестирует, передано или нет предварительно определенное число единичных элементов, и если нет, передающее устройство переходит в контуре назад, чтобы передавать дополнительные единичные элементы. Предварительно определенное число в системе Рида-Соломона может составлять всего K, минимальное число единичных элементов, требуемых для того, чтобы декодировать исходный сигнал. Тем не менее, система может быть спроектирована с более высоким предварительно определенным числом, если ожидаются пакеты с ошибками. Например, для передачи в зашумленном спектре, в котором K равно 71, а N равно 255, предварительно определенное число может выбираться равным 90, чтобы обеспечивать то, что каждое приемное устройство имеет больше минимального числа единичных элементов, требуемых для того, чтобы повторно ассемблировать полный пакет. В общем, передающее устройство передает число пакетов для наихудшего случая, чтобы обслуживать линию связи наихудшего случая. Этот базовый механизм может быть уточнен через обратную связь из приемных устройств.
[0119] Точка доступа и узел могут наблюдать различные помехи от внешних источников вследствие отличий конфигурации между точкой доступа и узлом. Эти асимметричные помехи означают, что минимальная мощность, которая может быть использована для того, чтобы завершать связь из точки доступа в узел, может отличаться от минимальной мощности, которая может быть использована для того, чтобы завершать связь из узла в точку доступа. Например, точка доступа, в общем, должна размещаться таким образом, что она имеет вид по линии прямой видимости многих передающих устройств, к примеру, на вершине холма. Могут быть создающие помехи передающие устройства в дополнение к узлам, видимым для точки доступа. Тем не менее, узлы могут не наблюдать создающие помехи передающие устройства и по-прежнему должны передавать таким образом, что точка доступа принимает сигнал узлов даже в случае наличия помех. Это является, в частности, истинным для оборудования, которое передает в широковещательном режиме и принимает в полосах частот для промышленных, научных и медицинских организаций (ISM).
[0120] Фиг.25 является схемой, иллюстрирующей связь между точкой 2502 доступа и узлом 2504, включающую в себя передачу 2506 данных по восходящей линии связи и передачу 2508 данных по нисходящей линии связи. Передача 2506 данных по восходящей линии связи начинается с передачи посредством точки 2502 доступа измеренного сигнала помех точки доступа (AP_FNTERFERENCE) в узел 2504 через широковещательный канал. Узел 2504 передает передачу 2506 данных по восходящей линии связи с мощностью передачи и коэффициентом расширения спектра на основе измеренного индикатора интенсивности принимаемых сигналов, который нормализован посредством AP_INTERFERENCE. Передача 2508 данных по нисходящей линии связи регулируется посредством информации, возвращаемой посредством узла 2504. Точка 2502 доступа передает AP_INTERFERENCE в узел 2504 через широковещательный канал. Узел 2504 передает измеренный сигнал помех узла (NODE_INTERFERENCE) в точку 2502 доступа с мощностью передачи и коэффициентом расширения спектра на основе измеренного индикатора интенсивности принимаемых сигналов (RSSI), который нормализован посредством AP_INTERFERENCE. Точка 2502 доступа передает передачу 2508 данных по нисходящей линии связи с коэффициентом расширения спектра, определенным так, как описано ниже, на основе мощности передачи узла и коэффициента расширения спектра, дельта-мощности точки доступа и узла (например, 7 дБ) и AP_ INTERFERENCE-NODE_INTERFERENCE. Подробности этих операций рассматриваются ниже.
[0121] Фиг.26 является схемой, иллюстрирующей упрощенную систему 2600 с точкой 2602 доступа, сигналом 2604 помех, который создает помехи приему в точке доступа, и узлом 2606. Точка 2602 доступа может измерять ухудшение качества сигнала вследствие сигнала 2604 помех (AP_FNTERFERENCE). Точка 2602 доступа может передавать в широковещательном режиме AP_INTERFERENCE во все прослушиваемые узлы, включающие в себя узел 2606. Все узлы, включающие в себя узел 2606, затем могут передавать с большей мощностью, чтобы преодолевать ухудшение качества сигнала посредством увеличения коэффициента расширения спектра при передаче или увеличения мощности передачи непосредственно.
[0122] Узел также может выбирать то, с какой точкой доступа можно обмениваться данными, на основе AP_INTERFERENCE, сообщаемого посредством нескольких точек доступа. Узел имеет определенный бюджет мощности, чтобы завершать связь с данной точкой доступа. Бюджет мощности является функцией как от мощности для того, чтобы достигать точки доступа, так также и от мощности для того, чтобы преодолевать помехи, сообщаемые посредством точки доступа. Пороговая мощность, которая преодолевает помехи, измеряемые посредством точки доступа, является допустимым запасом мощности восходящей линии связи. Точка доступа сообщает мощность для того, чтобы преодолевать помехи, посредством передачи AP_INTERFERENCE в узел. Узел выбирает точку доступа с наименьшим общим энергетическим бюджетом, включающим в себя требуемый допустимый запас мощности восходящей линии связи. Когда узел обменивается данными с точкой доступа с наименьшим общим бюджетом мощности, узел может использовать меньший коэффициент расширения спектра и/или более низкую мощность передачи, чтобы завершать связь. Меньший коэффициент расширения спектра может быть использован, поскольку меньший коэффициент расширения спектра понижает энергию, передаваемую посредством узла. Меньший коэффициент расширения спектра коррелируется с повышенным энергосбережением, поскольку узел передает в течение меньшего времени.
[0123] Как описано выше, узел передает данные в точку доступа с мощностью передачи и коэффициентом расширения спектра на основе измеренного индикатора интенсивности принимаемых сигналов (RSSI), который нормализован посредством AP_INTERFERENCE. Тем не менее, при измерении RSSI возникает сложность в случае наличия создающих помехи сигналов преднамеренных помех, поскольку простое измерение мощности должно включать в себя сигналы преднамеренных помех. Эта проблема проиллюстрирована со ссылкой на фиг.27. Фиг.27 является схемой, иллюстрирующей упрощенную систему 2700 с точкой 2702 доступа, сигналом 2704 помех и узлом 2706. Мощность, принимаемая из точки 2702 доступа, и сигнал 2704 помех обычно комбинируются при измерении мощности в узле 2706. Тем не менее, измерение комбинированной мощности создает помехи управлению мощностью передачи посредством узла 2706 в точку 2702 доступа. Способ для определения мощности сигнала, принимаемой из точки доступа, описывается ниже.
[0124] Узел имеет возможность измерять мощность сигнала, принимаемую из точки доступа, даже когда существует изменяющийся во времени формирователь преднамеренных помех, который является внутриканальным или смежноканальным и создает помехи передачам из точки доступа. Фиг.28 является блок-схемой, иллюстрирующей компоненты для измерения мощности сигнала. В блоке 2802 узел определяет показатель корреляции (CM) из принимаемого сигнала и известной последовательности, такой как золотой код, как дополнительно описано ниже. В блоке 2804 узел определяет показатель с высоким уровнем энергии (HEM) из выборок полной мощности на частоте, как дополнительно описано ниже. В блоке 2806 мощность сигнала может быть определена в качестве показателя корреляции, умноженного на показатель с высоким уровнем энергии.
[0125] Узел определяет показатель корреляции во время приема сигналов. Во-первых, математически в линейных членах CM=mean[sqrt(S_LIN/P_TOT_LIN)]^2. S_LIN представляет собой мощность сигнала, а P_TOT_LIN представляет собой полную мощность, оба в линейной области. Узел коррелирует принимаемую цифровую последовательность априори с известной передаваемой последовательностью и выполняет суммирование в течение продолжительности символа, тем самым создавая декодированный с сужением спектра символ. Узел также некогерентно усредняет определенное число этих декодированных с сужением спектра символов, чтобы создавать результат. В одном примере, усредняются шестнадцать из этих декодированных с сужением спектра символов. Результат математически связан с показателем корреляции, и результат может эмпирически преобразовываться в точный показатель корреляции.
[0126] Узел также определяет показатель с высоким уровнем энергии во время приема сигналов. Узел измеряет выборки полной мощности до процесса декодирования с сужением спектра через регулярные интервалы. Этот процесс захватывает даже импульсные источники шума, которые могут входить и выходить в течение всех дискретизированных измерений. Узел также вычисляет показатель с высоким уровнем энергии (HEM).
i
HEM=[1/AVG(1/sqrt(P))]^2, где P представляет собой каждое дискретизированное измерение мощности, которое дискретизируется в течение периода времени. Период времени, в который измеряется мощность, перекрывается с периодом времени, в который поступает принимаемая цифровая последовательность, используемая при вычислении показателя корреляции. Мощность сигнала может вычисляться для каждой взаимосвязи, описанной выше, S=CM*HEM. В логарифмической области она представляет собой S_dB=HEM_dB+CM_dB.
[0127] Узел может определять сигнал помех узла (NODE_INTEFERENCE), как описано выше, посредством определения мощности сигнала создающих помехи формирователей преднамеренных помех. Узел может передавать NODE_INTERFERENCE в точку доступа. Точка доступа затем может выбирать полную энергию для передач, включающих в себя одноадресные передачи, частично на основе NODE_INTERFERENCE, как подробнее описано в данном документе. NODE_INTERFERENCE соответствует величине мощности, требуемой для того, чтобы преодолевать мощность сигнала создающих помехи формирователей преднамеренных помех и при этом поддерживать приемлемую производительность. NODE_INTERFERENCE может быть вычислен в логарифмическом масштабе в качестве действительного шума (N_EFF) минус фоновый шум без помех (N_NO_INTERFERENCE). NODE_INTERFERENCE=N_EFF-N_NO_INTERFERENCE. N_EFF представляет собой мощность сигнала (как определено выше) минус эффективное отношение "сигнал-шум". Эффективное отношение "сигнал-шум" может быть определено из вывода некогерентного сложения нескольких декодированных с сужением спектра выводов посредством калибровки. N_NO_INTERFERENCE может определяться во время калибровки узла и программироваться в узле. Варьирование в канале приводит к колебанию NODE_INTERFERENCE на покадровой основе. Таким образом, узел усредняет NODE_INTERFERENCE из нескольких показаний. Узел также может включать в усредненный NODE_INTERFERENCE допустимый запас мощности для затухания канала, неточности в значениях измерения и неточности в управлении мощностью передачи. Этот дополнительный допустимый запас может быть определен эмпирически, например, через полевые испытания в конкретном окружении.
[0128] В общем, точка доступа передает в широковещательном режиме при конкретной настройке мощности с конкретным коэффициентом расширения спектра. Тем не менее, точка доступа может экономить полосу пропускания канала передачи данных нисходящей линии связи посредством использования меньшего коэффициента расширения спектра, который просто завершает соединение с узлом. Точка доступа может выбирать коэффициент расширения спектра нисходящей линии связи на основе сигнала помех точки доступа (AP_INTERFERENCE), коэффициента расширения спектра восходящей линии связи и NODE_INTERFERENCE. Точка доступа определяет AP_INTERFERENCE частично из энергии, используемой для того, чтобы преодолевать помехи, как описано ниже. Точка доступа определяет коэффициент расширения спектра восходящей линии связи, выбранный посредством узла во время демодуляции сигналов. Точка доступа принимает NODE_INTERFERENCE из узла как результат измерения RSSI, как описано выше. Точка доступа использует выбранный коэффициент расширения спектра нисходящей линии связи для связи, направленной на конкретный узел.
[0129] Точка доступа может использовать алгоритм, чтобы определять коэффициент расширения спектра нисходящей линии связи. Все вычисления выполняются в логарифмическом масштабе, если явно не указано иное. Фиг.29 является блок-схемой 2900, иллюстрирующей операции, которые дают возможность точке 2901 доступа, поддерживающей связь с узлом 2902, определять коэффициент расширения спектра нисходящей линии связи частично на основе коэффициента расширения спектра восходящей линии связи. Дополнительно меньшее число или другие операции могут выполняться в зависимости от варианта осуществления. Точный порядок операций может регулироваться, чтобы подходить к конкретному варианту применения. Блок-схема 2900 показывает зависимость переменных от ранее вычисленных переменных, тем не менее, точный порядок операций может регулироваться, чтобы подходить к конкретному варианту применения. На этапе 2903 сигнал помех точки 2901 доступа (AP_INTERFERENCE) измеряется из действительного шума минус фоновый шум, как подробнее описано ниже. AP_INTERFERENCE также является компонентом вычисления допустимого запаса мощности восходящей линии связи, используемого посредством передач из узла, чтобы преодолевать создающие помехи сигналы. На этапе 2904 сигнал помех узла (NODE_INTERFERENCE) и коэффициент расширения спектра восходящей линии связи определяется из пакетов, принимаемых из конкретного узла. Эти три значения используются для того, чтобы вычислять допустимый запас дельта-мощности на этапе 2906, как описано ниже. Допустимый запас дельта-мощности используется частично для того, чтобы вычислять доступный для узла допустимый запас по мощности в нисходящей линии связи на этапе 2908. Конечный допустимый запас мощности нисходящей линии связи вычисляется на этапе 2910. На этапе 2912 коэффициент расширения спектра нисходящей линии связи вычисляется из конечного допустимого запаса мощности нисходящей линии связи. Этот коэффициент расширения спектра нисходящей линии связи используется на этапе 2914, чтобы передавать данные из точки доступа в узел. Этот алгоритм дополнительно описывается ниже.
[0130] Точка доступа вычисляет допустимый запас дельта-мощности из формулы: DELTA_MARGIN=AP_INTERFERENCE-NODE_INTERFERENCE. AP_INTERFERENCE является величиной мощности, необходимой для узлов, чтобы преодолевать помехи на частоте в точке доступа, и дополнительно описывается ниже. NODE_INTERFERENCE является средним вычислений NODE_INTERFERENCE, которые вычисляются посредством узла, и дополнительно описывается в данном документе. Аналогично AP_INTERFERENCE NODE_INTERFERENCE является величиной мощности, передаваемой посредством точки доступа, чтобы преодолевать помехи на частоте в узле. NODE_INTERFERENCE, используемый посредством точки доступа, передается в точку доступа посредством узла.
i
[0131] AP_INTERFERENCE извлекается как результат вычисления посредством точки доступа действительного шума (N_EFF). В логарифмическом масштабе AP_INTERFERENCE является действительным шумом (N_EFF) минус фоновый шум без помех (N_NO_INTERFERENCE). AP_INTERFERENCE=N_EFF-N_NO_INTERFERENCE. Вычисление N_EFF в точке доступа в определенной степени отличается от вычисления, используемого в узле. В точке доступа N_EFF может измеряться в течение периода, когда передачи из узлов не принимаются. Поскольку передачи не принимаются, измерение мощности в каждой выборке (N) является мгновенным средним шума в течение периода дискретизации. Альтернативно N_EFF может измеряться в то время, когда передает множество узлов. Этот альтернативный подход захватывает повышение минимального уровня шума вследствие собственных помех. N_EFF вычисляется следующим образом: N_EFF=[1/avg(1/sqrt(N;))]^2. N_NO_INTERFERENCE может определяться во время калибровки точки доступа и программироваться в точке доступа. Варьирование в канале приводит к колебанию AP_INTERFERENCE на покадровой основе. Таким образом, точка доступа усредняет AP_INTERFERENCE из нескольких показаний. Точка доступа также может включать в усредненный AP_INTERFERENCE допустимый запас для затухания канала, неточности в значениях измерения и неточности в управлении мощностью передачи. Этот дополнительный допустимый запас может быть определен эмпирически, например, через полевые испытания в конкретном окружении.
[0132] Точка доступа также вычисляет измерение дельта-мощности (DELTA_POWER). DELTA_POWER=AP_TX_POWER-MAX_NODE_TX_POWER-DATA_CHAN_CONSTANT. Точка доступа передает на мощности AP_TX_POWER. AP_TX_POWER может быть константой во всей системе. Одно возможное значение для AP_TX_POWER составляет 29,5 дБм, но другие значения являются возможными, поскольку различные системы могут задаваться при различных мощностях передачи. MAX_NODE_TX_POWER является максимумом, на котором в принципе может передавать любой конкретный узел в системе. MAX_NODE_TX_POWER может быть эмпирически определен во время процедуры калибровки. В одной общей конфигурации он составляет 21 дБм. Другие значения зависят от конкретной калибровки и могут составлять 25 дБм или 15 дБм. DATA_CHAN_CONSTANT является константой, введенной с тем, чтобы учитывать конкретные конфигурации передающего устройства точки доступа. В одной конфигурации точка доступа передает канал передачи данных на половине полной мощности передачи, поскольку канал передачи данных передается по одному каналу двухканального модулятора. Таким образом, в логарифмическом масштабе DATA_CHAN_CONSTANT составляет 3 дБ, поскольку 3 дБ должны вычитаться из AP_TX_POWER, чтобы учитывать разбиение мощности передачи.
[0133] Точка доступа также вычисляет UL_NODE_DELTA_SNR, который является разностью между принимаемым отношением "сигнал-шум" из узла и минимальным отношением "сигнал-шум" для приема. UL NODE DELTA SNR=NODE SNR-MIN_DECODE_SNR. NODE_SNR является показанием отношения "сигнал-шум" передачи посредством узла. MIN_DECODE_SNR является минимальным отношением "сигнал-шум" в восходящей линии связи для конкретного коэффициента расширения спектра, при котором передает узел. UL_NODE_DELTA_SNR соответствует величине, на которую узел превышает минимальное отношение "сигнал-шум".
[0134] Точка доступа дополнительно вычисляет доступный допустимый запас в нисходящей линии связи для узла (AVAIL_NODE_DL_MARGIN). AVAIL_NODE_DL_MARGIN=DELTA_MARGIN+DELTA_POWER+UL_NODE_DELTA_SNR. AVAIL_NODE_DL_MARGIN является общим допустимым запасом мощности, доступным в нисходящей линии связи при условии, что как восходящая линия связи, так и нисходящая линия связи используют идентичные коэффициенты расширения спектра. Тем не менее, использование различных коэффициентов расширения спектра является преимущественным, поскольку меньшие коэффициенты расширения спектра используют не всю полную полосу пропускания нисходящей линии связи, отнимают меньшую мощность для приема посредством узла и могут передаваться быстрее.
[0135] Из AVAIL_NODE_DL_MARGIN точка доступа может вычислять конечный допустимый запас в нисходящей линии связи (FINAL_DL_MARGIN) и коэффициент расширения спектра нисходящей линии связи. FINAL_DL_MARGIN является оцененной разностью мощности, когда точка доступа передает в узел выше минимального отношения "сигнал-шум" для приема посредством узла. Точка доступа вычисляет дельту коэффициента расширения спектра (SF_DELTA) между коэффициентом расширения спектра восходящей линии связи (UL_SF) и коэффициентом расширения спектра нисходящей линии связи (DL_SF). SF_DELTA=log2(UL_SF)-log2(DL_SF). Например, если UL_SF составляет 8192, и DL_SF составляет 2048, то SF_DELTA составляет 2. Может быть вычислен FINAL_DL_MARGIN. FINAL_DL_MARGIN=AVAIL_NODE_DL_MARGIN-3*SF_DELTA. Коэффициент умножителя на 3 вводится в переменную SF_DELTA, поскольку каждое снижение коэффициента расширения спектра на степень два соответствует мощности сигнала на 3 дБ меньше, принимаемой в узле. Цель заключается в том, чтобы FINAL_DL_MARGIN был положительным, но максимально небольшим. Отрицательный FINAL_DL_MARGIN соответствует отсылке пакета с энергией меньшей, чем достаточная, для того, чтобы получать минимальное отношение "сигнал-шум" для приема. Следовательно, SF_DELTA=floor(AVAIL_NODE_DL_MARGIN/3). Теперь может быть вычислен коэффициент расширения спектра нисходящей линии связи. DL_SF=2^(log2(UL_SF)-floor(AVAIL_NODE_DL_MARGIN/3)). Алгоритм дает возможность точке доступа выбирать коэффициент расширения спектра с минимальной величиной мощности и кратчайшим временем передачи, чтобы достигать узла на канале передачи данных, посредством удовлетворения взаимосвязи для DL_SF, описанного выше.
[0136] Узел может одновременно измерять мощность, принимаемую из нескольких точек доступа. Фиг.30 является схемой, иллюстрирующей систему 3000 с точками 3002 и 3004 доступа, которые синхронизируются посредством внешнего источника 3006 синхронизирующего сигнала и поддерживают связь с узлом 3008. Точка 3002 доступа и точка 3004 доступа передают с различными кодами расширения спектра широковещательного канала, такими как золотые коды. Узел 3008 измеряет мощности, принятые из точек 3002 и 3004 доступа, передающих на частоте, посредством обработки одного набора поступающих данных через несколько проходов модуля декодирования с сужением спектра узла 3008. Узел 3008 может декодировать с сужением спектра поступающие данные с помощью золотых кодов, выбранных из набора возможных золотых кодов.
[0137] Фиг.31 является блок-схемой 3100 последовательности операций способа, иллюстрирующей операции, которые дают возможность узлу выбирать точку доступа для связи из списка возможных точек доступа. Дополнительно меньшее число или другие операции могут выполняться в зависимости от варианта осуществления. Точный порядок операций может регулироваться, чтобы подходить к конкретному варианту применения. В общем, процесс декодирования с сужением спектра формирует отношение "сигнал-шум" для конкретной точки доступа из списка возможных точек доступа, которые могут передавать на частоте с золотым кодом. Кодированный с расширением спектра сигнал из точки доступа принимается и помещается в буфер кадров. На этапе 1302 кодированный с расширением спектра сигнал декодируется с сужением спектра с помощью кода расширения спектра, такого как золотой код, создавая кадр данных. На этапе 3104 выполняется измерение полной мощности. Измерение полной мощности измеряется в течение периода времени, в который кодированный с расширением спектра сигнал принимается из точки доступа. Узел может использовать каждое отношение "сигнал-шум" и измерение полной мощности для того, чтобы определять измерение абсолютной мощности сигнала или индикатор интенсивности принимаемых сигналов (RSSI), как описано в данном документе, как показано на этапе 3106. На этапе 3108 узел принимает сигнал помех точки доступа (AP_INTERFERENCE) из каждой точки доступа. AP_INTERFERENCE соответствует величине мощности, необходимой для узлов, чтобы преодолевать помехи на частоте в точке доступа, как описано выше. Каждая точка доступа может передавать в широковещательном режиме AP_INTERFERENCE, который точка доступа может определять так, как описано выше. На этапе 3110 узел вычисляет значение RSSI-AP_INTERFERENCE для каждой точки доступа. Это значение максимизируется для точки доступа, которая использует наименьшую величину мощности передачи из узла для связи. На этапе 3112 узел выполняет тестирование, чтобы определять то, измерена или нет каждая точка доступа в списке возможных точек доступа. Если остаются точки доступа для тестирования, узел продолжает тестирование на этапах 3102 и 3104. Альтернативно узел может прекращать тестирование точек доступа в списке возможных точек доступа, если точка доступа удовлетворяет определенному пороговому значению RSSI-AP_INTERFERENCE. Например, узел может прекращать тестирование, если он находит RSSI-AP_INTERFERENCE в 100 дБм. На этапе 3114 узел определяет то, с какой точкой доступа можно обмениваться данными, посредством поиска точки доступа с наибольшим значением RSSI-AP_INTERFERENCE.
[0138] Узел может принимать сигналы, передаваемые в широковещательном режиме одновременно посредством точек множественного доступа, поскольку точки доступа синхронизируются между собой. Когда точки доступа синхронизированы посредством внешнего источника синхронизирующего сигнала, такого как GPS, варьирования синхронизации символов псевдошумовой последовательности между точками доступа должны быть обусловлены отличиями в тракте приема. Эти варьирования являются, в общем, недостаточно большими для того, чтобы предотвращать прием посредством узла. Тем не менее, эти отличия могут компенсироваться посредством декодирования с сужением спектра поступающих данных при нескольких сдвигах в символах псевдошумовой последовательности от согласования по времени.
[0139] В больших системах несколько точек доступа могут обмениваться данными с узлами. Точки доступа могут синхронизироваться посредством внешнего источника синхронизирующего сигнала. Одним возможным внешним источником синхронизирующего сигнала является спутниковое приемное устройство на основе глобальной системы определения местоположения (GPS). Согласование по времени может улучшать характеристики системы, например, посредством ускорения обнаружения посредством узлов, посредством улучшения процесса передачи обслуживания и посредством минимизации потребления мощности в узлах. Времена обнаружения и потребление мощности улучшаются, поскольку узел, который ранее обнаружил синхронизацию, не может принудительно повторно обнаруживать синхронизацию в последующих передачах. Процесс передачи обслуживания улучшается, поскольку узел уже синхронизирован до некоторой степени с новой точкой доступа при условии, что обе точки доступа синхронизированы друг с другом.
[0140] Фиг.32 является схемой, иллюстрирующей упрощенную систему 3200 с точкой 3202 доступа, сигналами 3204, 3206 и 3208 помех и узлом 3210. Сигналы 3204, 3206 и 3208 помех передаются в широковещательном режиме на частотах, которые может использовать точка 3202 доступа. Тем не менее, использование частот увеличивает бюджет мощности, используемый посредством узла 3210 для передачи в точку 3202 доступа, вследствие помех на частоте посредством сигналов 3204, 3206 и 3208 помех. Вместо этого точка 3202 доступа реализует исследования на месте для нахождения наилучшей частоты для связи. При исследованиях на месте точка доступа в системе измеряет шумовой сигнал на конкретной частоте. Точка доступа также итеративно проходит через последовательность частот, измеряя шумовой сигнал на каждой частоте. Когда найдена предпочтительная частота, на которой шумовой сигнал является низким, частота передающего устройства точки доступа выбирается в качестве предпочтительной частоты. Точка доступа задает код расширения спектра широковещательного канала, такой как золотой код, на основе конфигурации, которая указывает конкретный код расширения спектра, извлекаемый частично на основе конкретной выбранной частоты. Точка доступа затем передает в широковещательном режиме сигнал, кодированный с расширением спектра с помощью кода расширения спектра на выбранной частоте, который дает возможность узлам обнаруживаться и регистрироваться в системе.
[0141] Автоматические исследования на месте могут быть выполнены с тем, чтобы находить идеальную частоту в ходе развертывания сети. Шум от помех и характеристики распространения сигнала могут измеряться с помощью автоматизированной системы, которая обеспечивает идеальную частоту для связи в конкретном месте. Этот процесс может повторяться посредством точки доступа, когда конкретная частота становится нежелательной. Точка доступа может возвращаться к нежелательной частоте, чтобы передавать во все узлы, с которыми она обменивается данными, сообщение, которое указывает изменение в частоте.
[0142] GPS-синхронизация позволяет узлам не знать относительно перебоев в работе сети. Когда сетевой компонент сбрасывается, в общем, синхронизация теряется. Когда сетевой компонент восстанавливается, узлы повторно обнаруживают синхронизацию, чтобы обмениваться данными с сетевым компонентом. Тем не менее, при GPS-синхронизации сетевой компонент может повторно обнаруживать идентичную синхронизацию, которую сетевой компонент имел перед последним сбросом. Узлы, которые отслеживают синхронизацию сетевого компонента, не обязательно должны проходить через процесс повторного обнаружения синхронизации. Когда узлы не должны повторно обнаруживать синхронизацию, узлы экономят полосу пропускания сети и снижают полное потребление мощности.
[0143] Узел может определять то, с какой точкой доступа обмениваться данными, посредством процесса обработки передачи обслуживания и поиска. Узел может выполнять это определение, когда узел выбирает начальную точку доступа для связи, и когда узел определяет отсоединяться от точки доступа и присоединяться к другой точке доступа. Узел может быть инициализирован с помощью списка параметров связи, называемого списком роуминга в конфигурационном запоминающем устройстве. Записи в списке роуминга представляют собой набор параметров и могут включать в себя широковещательный код расширения спектра, такой как золотой код, центральную частоту и коэффициент расширения спектра. В альтернативных вариантах осуществления список роуминга может включать в себя дополнительные, другие и/или меньшее число записей. Узел также может быть сконфигурирован с помощью таймера ожидания выбора системы.
[0144] Когда узел начинает выполнять поиск известных систем для связи, узел сканирует каждый набор параметров в списке роуминга. Фиг.33 является блок-схемой 3300 последовательности операций способа, иллюстрирующей операции, которые дают возможность узлу сканировать каждый набор параметров в списке роуминга. Дополнительно меньшее число или другие операции могут выполняться в зависимости от варианта осуществления. Точный порядок операций может регулироваться, чтобы подходить к конкретному варианту применения. На этапе 3302 узел задает приемное устройство с помощью каждой записи списка роуминга, включающей в себя широковещательный код расширения спектра, такой как золотой код, центральную частоту и коэффициент расширения спектра. На этапе 3304 узел измеряет показатель индикатора интенсивности принимаемых сигналов (RSSI) для каждого набора параметров. RSSI-показателем системы является RSSI нисходящей линии связи минус AP_INTERFERENCE. RSSI нисходящей линии связи дополнительно описывается в данном документе. AP_INTERFERENCE получается посредством успешной демодуляции широковещательного канала варианта системы и дополнительно описывается в данном документе. На этапе 3306 узел итеративно проходит через остальную часть записей в списке роуминга. На этапе 3308 после того как все записи в списке роуминга отсканированы и либо измерены, либо их измерение не выполнено, узел пытается присоединяться к системе с наибольшим RSSI-показателем.
[0145] Также возможны альтернативные подходы к поиску. Список роуминга может включать в себя список золотых кодов, и другие параметры могут быть определены посредством поиска доступного частотного пространства и возможные коэффициентов расширения спектра. Альтернативно список роуминга может быть передан посредством известной системы. Альтернативно приоритезированный поиск может сканировать известные системы в списке приоритетов. Список приоритетов является списком роуминга в конкретном порядке, к примеру, в порядке предыдущего наилучшего известного RSSI-показателя. Если какая-либо система в списке приоритетов удовлетворяет идеальному пороговому RSSI-показателю, узел может пытаться присоединяться к системе сразу без сканирования оставшихся систем. Если не найдена система, которая удовлетворяет идеальному пороговому RSSI-показателю, то узел может пытаться присоединяться к системе со следующим наилучшим RSSI-показателем.
[0146] Узел может выбирать новую систему в процессе, называемом повторным выбором. Повторный выбор может осуществляться, когда существуют потери сетевой синхронизации на физическом уровне, когда существуют сбои в MAC-уровне или когда существующая система имеет измеренное падение RSSI-показателя ниже порогового значения в течение определенного периода времени. Например, RSSI-показатель может опускаться ниже -132 дБм в течение пяти последовательных кадров, и может осуществляться повторный выбор. Один способ повторного выбора состоит в том, чтобы выполнять приоритезированный поиск, при этом существующая система является последней в списке приоритетов. При приоритезированном поиске узел итеративно проходит через список приоритетов до тех пор, пока не найдена новая система с измеренным RSSI-показателем выше порогового значения.
[0147] Обработка поиска может быть оптимизирована посредством отслеживания оценок частоты и оценок синхронизации из предыдущего поиска. Оценки частоты и оценки синхронизации записываются после того, как осуществляется успешная демодуляция широковещательного канала. Физический уровень может быть отобран с помощью этих оценок, чтобы помогать быстрее завершать последующие сканирования списка роуминга. Оценки частоты могут отбрасываться при определенных сбоях обнаружения. Например, оценка частоты может отбрасываться, если физический уровень не смог обнаружить систему в двух последовательных попытках холодного обнаружения. Счетчик последовательных сбоев холодного обнаружения может сбрасываться, когда возникает прерывание в поиске, к примеру, после активации от периода ожидания с максимальным снижением энергопотребления. Аналогично также могут отбрасываться оценки синхронизации. Оценки синхронизации могут отбрасываться посредством узла во время входа в сеть из состояния бездействия, после активации от периода ожидания или после определенного числа последовательных неудачных поисков.
[0148] Передача обслуживания является действием выхода узла из одной точки доступа, с которой узел обменивается данными, и присоединения к другой точке доступа для дополнительной связи. Передача обслуживания может осуществляться, когда точка доступа запрашивает узел относительно необходимости выходить и входить в сеть, и другая точка доступа выбирается во время последующего поиска в списке роуминга. Передача обслуживания также может осуществляться, когда возникает одна из причин повторного выбора, перечисленных выше.
[0149] Обработка передачи обслуживания и поиск выполняются посредством добавления поиска во внешнем контуре в процесс обнаружения, который выполняет поиск по нескольким золотым кодам. Список роуминга используется для того, чтобы определять, поиск каких комбинаций золотых кодов и частот выполняется. Поиск данных из одного частотного поиска может выполняться для нескольких золотых кодов одновременно. Несколько поисков выполняются посредством оставления данных в буфере кадров и декодирования с сужением спектра данных с помощью различного золотого кода из списка роуминга. После того как определена синхронизация для системы, выполняется поиск этой синхронизации на других частотах, потенциально сокращая время, используемое для обнаружения.
[0150] Узел выполняет поиск по всем комбинациям золотых кодов и частот, перечисленным в списке роуминга. По мере того как узел выполняет поиск, узел записывает то, какие комбинации имеют наилучшую мощность сигнала минус значение AP_INTERFERENCE. Узел использует наилучшую комбинацию для связи, но отслеживает другие комбинации, которые формируют сигнал, для последующего использования, когда выполняется новый поиск.
[0151] Если поиск в списке роуминга не приводит к попытке присоединения, узел может пытаться выполнять поиск снова. После определенного числа поисков, например, 2, 3 или 4 поисков, узел может переходить в режим ожидания с максимальным снижением энергопотребления в течение времени действия таймера ожидания выбора системы. После активации узел может повторно начинать поиск. Альтернативно узел может продолжать выполнять поиск точек доступа, с которыми можно обмениваться данными.
[0152] Передача обслуживания может, в общем, быть идентичной процессу начального присоединения к точке доступа, как описано выше. Тем не менее, связь в восходящей и нисходящей линии связи может быть в процессе, когда происходит передача обслуживания. Связь в восходящей линии связи, которая выполняется, может прерываться, и может выполняться уведомление в хост узла. Связь в нисходящей линии связи, которая выполняется, может прерываться после успешного присоединения к новой точке доступа.
[0153] Узел может сохранять несколько регистраций одновременно. Когда узел активируется, чтобы отправлять передачу, узел экономит время посредством отказа от регистрации в точках доступа, с которыми до этого узел обменивался данными.
[0154] В установке с несколькими точками доступа может быть желательным передавать в широковещательном режиме информацию золотых кодов и частот в узлы. Один способ для того, чтобы передавать в широковещательном режиме информацию золотых кодов и частот, заключается в том, чтобы настраивать все точки доступа на заранее согласованную комбинацию золотых кодов и частот в заранее согласованное время дня. Точки доступа затем передают в широковещательном режиме обновленную информацию. Связь посредством точек доступа является односторонней, таким образом, любой шум в точках доступа является в значительной степени нерелевантным к тому, является или нет возможным прием посредством узлов.
[0155] Удаленное синхронизирующее устройство, такое как GPS, может быть использовано для того, чтобы предоставлять точную синхронизацию в узлы. Фиг.34 является схемой, иллюстрирующей систему 3400 с точками 3402 и 3404 доступа, которые синхронизируются посредством внешнего источника 3406 синхронизирующего сигнала и поддерживают связь с узлами 3408 и 3410. Удаленное устройство передает время в узел. Например, точки 3402 и 3404 доступа могут предоставлять синхронизацию в узлы 3408 и 3410 через номер системного кадра (SFN). Узлы 3408 и 3410 используют передаваемое время для того, чтобы регулировать внутренний синхросигнал. В общем, когда узлы синхронизированы между собой, синхронизированные по времени данные могут предоставляться посредством сбора измерений из узлов. Это может быть использовано, например, для того, чтобы предоставлять данные акустической триангуляции, которые могут быть использованы для того, чтобы точно определять источник шума.
[0156] Долгосрочные изменения в кварцевом осцилляторе с температурной стабилизацией (TCXO) могут отслеживаться и учитываться. TCXO может регулироваться на основе вывода удаленного источника синхронизирующего сигнала, такого как синхронизирующий GPS-сигнал, предоставляемый посредством точки доступа. Это может быть использовано для того, чтобы улучшать частотные характеристики, используемые посредством передающих устройств и приемных устройств. Устройство может измерять фактическую производительность TCXO при конкретной настройке температуры и напряжения. Эти значения могут сравниваться со статистическими данными, чтобы отслеживать изменения во времени. При последующих событиях инициализации устройство может восстанавливать параметры TCXO, которые, как известно, приводят к определенным результатам. Например, устройство может измерять TCXO как расположенный под углом 45 градусов по стоградусной шкале (C) при управляющем напряжении в 4 Вольта (В), и выходная частота может соответствовать удаленному источнику синхронизирующего сигнала. При повторной инициализации, когда устройство не имеет доступного удаленного источника синхронизирующего сигнала для калибровки, устройство может измерять TCXO как расположенный под углом 45 градусов C и может задавать управляющее напряжение равным 4 Вольта. Во времени устройство может измерять, что управляющее напряжение, требуемое для того, чтобы синхронизировать TCXO с удаленным источником синхронизирующего сигнала, увеличивается до 4,01 В, при том что TCXO располагается под углом 45 градусов C. Устройство может регулировать конфигурационное запоминающее устройство, чтобы указывать, чтобы последующие инициализации начинались при 4,01 Вольт, когда TCXO располагается под углом 45 градусов C.
[0157] Фиг.35 является блок-схемой 3500 последовательности операций способа, иллюстрирующей операции, которые дают возможность системе определять взаимосвязь между двумя синхронизированными событиями. Дополнительно меньшее число или другие операции могут выполняться в зависимости от варианта осуществления. Точный порядок операций может регулироваться, чтобы подходить к конкретному варианту применения. На этапе 3502 система принимает первое значение и первую временную метку из первого узла. Первая временная метка основана на синхронизирующем сигнале, предоставляемом в первый узел из удаленного источника синхронизирующего сигнала. На этапе 3504 система принимает второе значение и вторую временную метку из второго узла. Вторая временная метка основана на сигнале времени, предоставляемом во второй узел из удаленного источника синхронизирующего сигнала. На этапе 3506 система определяет взаимосвязь между первым значением и вторым значением на основе первой временной метки и второй временной метки. Эта взаимосвязь может быть использована для того, чтобы определять относительное время между этими двумя значениями. Когда два значения соответствуют одному событию, то взаимосвязь соответствует временной задержке между добавлением временной метки к первому значению и добавлением временной метки ко второму значению. В некоторых системах эта временная задержка может соответствовать разности в расстоянии, на котором находятся первый узел и второй узел от события, которое приводит к первому значению и второму значению. Эта система может применяться к технологии триангуляции для определения местоположения, в котором возникает событие.
[0158] Например, два узла могут существовать на противоположных концах газопровода. Узлы могут иметь измерительный преобразователь, допускающий регистрацию звука, сформированного в результате события, которое возникает в газопроводе, такого как утечка. Звуковая волна распространяется вдоль трубопровода с известной скоростью. Два узла могут создавать временные метки из измерения звука. Узлы могут передавать временные метки в удаленную систему. При знании скорости, с которой распространяется звуковая волна, удаленная система может вычислять то, насколько далеко и в каком направлении возникает событие в трубопроводе. Удаленная система, с учетом карты трубопровода, может точно определять правильное местоположение того, где возникает такое событие как утечка. Одно преимущество этой системы состоит в том, что она минимизирует затраты на компоненты, используемые для того, чтобы реализовывать технологию триангуляции.
[0159] В системе с расширенным спектром, которая передает со многими золотыми кодами, золотые коды имеют некоторые взаимно-корреляционные свойства. Взаимная корреляция возникает в ходе декодирования с сужением спектра, когда один золотой код коррелируется с другим золотым кодом. Взаимно-корреляционные свойства могут приводить к ложному приему сигнала. В частности, точка доступа передает широковещательный канал с использованием золотого кода, который сбрасывается каждый символ. Поскольку золотой код широковещательного канала повторяется каждый символ, этот эффект должен оставаться постоянным в течение длительности кадра. Следовательно, если точка доступа использует золотой код со значительной взаимной корреляцией с золотым кодом широковещательного канала другой точки доступа, то узел, возможно, может декодировать точку доступа, с которой узел не обменивается данными на регулярной основе.
[0160] Чтобы не допускать использование этих кадров посредством узла, передающее устройство может инициализировать хэш-функцию, такую как контроль циклическим избыточным кодом (CRC), со значением на основе идентификационных данных передающего устройства. CRC является хэш-функцией, рассчитанной с возможностью обнаруживать ошибки в сигнале. Передающее устройство создает вычисленный CRC из сигнала посредством способов, известных специалистам в данной области техники. Тем не менее, передающее устройство может инициализировать хэш-функцию равной значению на основе идентификационных данных передающего устройства. Например, когда выбранная хэш-функция является CRC, передающее устройство передает в узел сигнал, состоящий из вычисленного CRC и данных, привязанных к узлу. Когда узел декодирует ожидаемый сигнал из конкретного передающего устройства, узел повторно вычисляет CRC для кадра поступающих данных. Аналогично передающему устройству узел инициализирует свое CRC-вычисление равным значению на основе идентификационных данных передающего устройства. Узел сверяет повторно вычисленный CRC с принимаемым CRC. Если имеется несовпадение, то CRC завершается неудачно, и кадр не проходит на уровень управления доступом к среде узла.
[0161] Фиг.36 является блок-схемой 3600 последовательности операций способа, иллюстрирующей операции, которые дают возможность системе определять то, передан или нет сигнал посредством конкретного передающего устройства. Дополнительно меньшее число или другие операции могут выполняться в зависимости от варианта осуществления. Точный порядок операций может регулироваться, чтобы подходить к конкретному варианту применения. На этапе 3602 система принимает сигнал из передающего устройства с данными и CRC. Сигнал кодируется с расширением спектра с помощью золотого кода, который является конкретным для передающего устройства. CRC кодирован с помощью идентификационного кода передающего устройства. На этапе 3604 система инициализирует тестовое значение с помощью идентификационного кода передающего устройства и вычисляет CRC для тестового значения. Если вычисленное тестовое значение совпадает с передаваемым CRC, то CRC проходит. На этапе 3606 система отбрасывает сигнал, если CRC не проходит. Эта технология дает возможность узлу определять то, исходит или нет фактически передача из ожидаемого передающего устройства.
[0162] Точка доступа непрерывно декодирует с сужением спектра и декодирует входящие принимаемые сигналы с поиском допустимых рабочих данных. Обычно CRC-вычисление предоставляет надежный индикатор относительно того, принадлежат или нет декодированные данные допустимым рабочим данным сигнала. Тем не менее, с учетом 32-битового CRC и огромного множества возможных декодирований за период времени могут формироваться ложнодопустимые CRC-сообщения. Точке доступа требуется способ отличения этих ложнодопустимых CRC-сообщений от истиннодопустимых CRC-сообщений.
[0163] Одна технология для того, чтобы отличать ложнодопустимые CRC-сообщения от истиннодопустимых CRC-сообщений, заключается в том, чтобы измерять показатель с некогерентной энергией сигнала в ходе приема. Аналогично показателю корреляции, представленному в данном документе, показатель с некогерентной энергией формируется в ходе декодирования с сужением спектра. Узел коррелирует принимаемую цифровую последовательность априори с известной передаваемой последовательностью и выполняет суммирование в течение продолжительности символа, тем самым создавая декодированный с сужением спектра символ. Узел также некогерентно усредняет определенное число этих декодированных с сужением спектра символов, чтобы создавать показатель с некогерентной энергией. Ложно-допустимые CRC-сообщения могут быть обнаружены посредством измерения некогерентной энергии сигнала, как описано выше. Тем не менее, сигнал без допустимых рабочих данных, но со случайно хорошим CRC, должен иметь показатель с низкой некогерентной энергией. Приемное устройство может отказываться от связи, если показатель с некогерентной энергией ниже определенного порогового значения.
[0164] Фиг.37 является блок-схемой 3700 последовательности операций способа, иллюстрирующей операции, которые дают возможность точке доступа определять то, передан или нет сигнал посредством узла. Дополнительно меньшее число или другие операции могут выполняться в зависимости от варианта осуществления. Точный порядок операций может регулироваться, чтобы подходить к конкретному варианту применения. На этапе 3702 точка доступа принимает сигнал, который имеет часть данных и CRC, который кодируется для части данных. CRC вычисляется как корректный посредством точки доступа. На этапе 3704 точка доступа измеряет показатель с некогерентной энергией в ходе декодирования с сужением спектра сигнала. На этапе 3706 точка доступа отбрасывает сигнал, если его показатель с некогерентной энергией ниже порогового значения. Эта технология обнаруживает недопустимые сигналы данных без повышения сложности или объема служебной информации для сигналов данных.
[0165] Существует несколько топологий, которые являются целесообразными для развертывания точек доступа. Топологии отличаются по шаблону многократного использования. Шаблон многократного использования задает то, как частоты и коды расширения спектра, такие как золотые коды, многократно используются.
[0166] В многочастотной сети шаблон многократного использования основан исключительно на выборе частоты. Каждая точка доступа использует различную частоту. Многочастотная сеть имеет такое преимущество, что узел не снижает чувствительность к точке доступа, когда узел не настроен на частоту точки доступа.
[0167] В одночастотной сети с несколькими золотыми кодами шаблон многократного использования основан исключительно на выборе золотого кода. Одночастотная сеть с несколькими золотыми кодами имеет преимущество обеспечения возможности множества некоординированных перекрывающихся сетей.
[0168] В обобщенной многочастотной сети с несколькими золотыми кодами шаблон многократного использования основан как на выборе частоты, так и на выборе золотого кода. Одночастотная сеть с несколькими золотыми кодами имеет преимущество обеспечения возможности множества некоординированных перекрывающихся сетей.
[0169] В одночастотной сети с одним золотым кодом все точки доступа передают с использованием идентичной частоты и идентичного золотого кода. В узле все точки доступа выглядят как одна точка доступа. Передача обслуживания между точками доступа является прозрачной, когда точки доступа синхронизируются. Обнаружение является простым, поскольку существует только одна частота и золотой код для поиска посредством узла. Узлы принимают и измеряют RSSI из точки доступа с самым сильным сигналом.
[0170] В топологии многочастотной системы с несколькими золотыми кодами назначения частот и золотых кодов широковещательного канала нисходящей линии связи многократно используются во всей системе, чтобы минимизировать число золотых кодов и частот, поиск которых выполняет узел во время обнаружения. Точки доступа, которые находятся в непосредственной близости друг с другом, используют различные золотые коды и частоты широковещательного канала нисходящей линии связи. Точки доступа, которые находятся дальше друг от друга, могут использовать идентичные золотые коды и частоты широковещательного канала нисходящей линии связи. Если узел обнаруживает золотой код, который совместно используется посредством близлежащей и удаленной точки доступа, узел может входить в синхронизм с близлежащей (больший уровень сигнала) точкой доступа. Хотя примерные системы используют золотой код в качестве кода расширения спектра, другие коды расширения спектра являются возможными.
[0171] Фиг.38 является схемой, иллюстрирующей топологию многочастотной системы с несколькими золотыми кодами с точками 3802, 3804, 3806, 3808, 3810, 3812 и 3814 доступа. Точка 3802 доступа может использовать конкретную частоту и золотой код, чтобы обмениваться данными с близлежащими узлами. Точки 3804, 3814 и 3812 доступа не используют частоту и золотой код, идентичные частоте и золотому коду точки 3802 доступа. В некоторых шаблонах многократного использования точки 3806, 3808 и 3810 доступа могут свободно многократно использовать частоту и золотой код точки 3802 доступа. То, могут или нет точки доступа многократно использовать конкретную частоту и золотой код, зависит от конкретного протокола многократного использования и характеристик распространения сигнала.
[0172] Точка доступа уникально идентифицируется посредством идентификатора системы, идентификатора точки доступа (идентификатора AP), кода многократного использования и частоты. Идентификатор точки доступа передается в широковещательном режиме в сообщении и декодируется посредством узла. Узел использует идентификатор точки доступа для своей целевой точки доступа с тем, чтобы выбирать золотой код восходящей линии связи узла.
[0173] Различные системы могут работать в перекрывающихся зонах покрытия, передающих в широковещательном режиме на идентичных частотах. Чтобы не допускать межсистемных помех, уникальный идентификатор системы может быть использован для того, чтобы формировать уникальный набор золотых кодов для данной системы.
[0174] Фиг.39 является блок-схемой 3900 последовательности операций способа, иллюстрирующей операции, которые дают возможность точке доступа конфигурировать передающее устройство и приемное устройство. Дополнительно меньшее число или другие операции могут выполняться в зависимости от варианта осуществления. Точный порядок операций может регулироваться, чтобы подходить к конкретному варианту применения. На этапе 3902 точка доступа выбирает золотой код широковещательного канала нисходящей линии связи на основе местоположения точки доступа. На этапе 3904 точка доступа выбирает золотой код канала передачи данных нисходящей линии связи на основе идентификационных данных точки доступа. Передающее устройство точки доступа выполнено с возможностью передавать в широковещательном режиме передачи с помощью золотого кода широковещательного канала нисходящей линии связи. Передающее устройство точки доступа дополнительно выполнено с возможностью передавать данные в узел с помощью золотого кода канала передачи данных нисходящей линии связи. На этапе 3906 точка доступа выбирает золотой код восходящей линии связи на основе идентификационных данных точки доступа. Приемное устройство точки доступа выполнено с возможностью принимать пакеты, передаваемые с помощью золотого кода восходящей линии связи.
[0175] В общем, точка доступа передает сигнал преамбулы на мощности, на 3 дБ превышающей мощность широковещательного канала или канала передачи данных, как описано выше. Тем не менее, сигнал преамбулы может масштабироваться, чтобы инструктировать приемным узлам работать по-другому. Если сигнал преамбулы снижается, приемный узел может увеличивать коэффициент расширения спектра при передаче, тем повышая вероятность того, что приемный узел может иметь возможность обмениваться данными с точкой доступа. Альтернативно приемный узел может выполнять новый поиск, чтобы находить другую точку доступа, как описано выше, тем самым снижая перегрузку трафика на частоте, которую наблюдает точка доступа.
[0176] Фиг.40 является блок-схемой 4000 последовательности операций способа, иллюстрирующей операции, которые точка доступа выполняет для того, чтобы задавать динамическую мощность передачи преамбулы. На этапе 4002 точка доступа измеряет сигнал помех точки доступа, как описано выше. Если сигнал помех точки доступа ниже порогового значения, точка доступа переходит к этапу 4004. Одно возможное пороговое значение должно состоять в измерении сигнала помех точки доступа как превышающего 40 дБм. Если сигнал помех точки доступа превышает или равен пороговому значению, точка доступа переходит к этапу 4006. На этапе 4004 точка доступа обнаруживает перегрузку по трафику. Точка доступа может обнаруживать перегрузку по трафику посредством измерения полного использования канала передачи данных восходящей линии связи и определения того, что точка доступа перегружена, если полное использование выше порогового значения. Возможное пороговое значение перегрузки может составлять 80 процентов канала передачи данных восходящей линии связи, использующегося для трафика восходящей линии связи. Если точка доступа обнаруживает перегрузку по трафику, точка доступа переходит к этапу 4006. На этапе 4006 точка доступа снижает мощность передачи при передаче сигнала преамбулы. Например, точка доступа может снижать свою мощность передачи на 10 дБ при передаче сигнала преамбулы.
[0177] Точка доступа может адаптироваться к более зашумленным окружениям, которые имеют более высокий допустимый запас в восходящей линии связи. Например, точка доступа может адаптироваться, когда допустимый запас в восходящей линии связи составляет 10 дБ. Точка доступа может адаптироваться посредством уменьшения мощности передачи преамбулы, когда допустимый запас в восходящей линии связи выше порогового значения. Например, мощность передачи преамбулы может быть уменьшена только тогда, когда допустимый запас в восходящей линии связи выше 10 дБ. Пороговое значение может определяться динамически и регулироваться через регулярный период, например, в полночь каждый день.
[0178] Способы, описанные выше, могут быть реализованы в системе связи с расширенным спектром. Описанные способы могут быть реализованы во всех устройствах системы, включающих в себя узлы, точки доступа и все остальные устройства, обменивающиеся данными в системе, даже если представленные примеры могут указывать конкретное устройство в системе. Каждое устройство системы, включающее в себя узлы, точки доступа и все остальные устройства, обменивающиеся данными в системе, может содержать процессор, приемное устройство и передающее устройство. Процессор может состоять из процессора общего назначения либо конкретных для реализации логических схем, спроектированных с возможностью реализовывать способы, описанные выше. Приемное устройство может быть выполнено с возможностью принимать связь с расширенным спектром, которая может включать в себя случайный сдвиг по времени. Соответствующее передающее устройство в обменивающихся данными устройствах может передавать связь с расширенным спектром, также возможно включающую в себя случайный сдвиг по времени. Процессор или другая логика управления в приемном устройстве затем может выполнять операции, описанные в данном документе, чтобы улучшать прием и улучшать способы передачи и управление мощностью. Процессор может управляться на основе программных инструкций, сохраненных на машиночитаемом носителе.
[0179] Вышеприведенное описание характерных вариантов осуществления представлено в целях иллюстрации и описания. Оно не имеет намерения быть полным или ограничивать настоящее изобретение точной раскрытой формой, и модификации и варьирования являются возможными в свете вышеуказанных идей либо могут быть обнаружены из практического применения настоящего изобретения. Варианты осуществления выбраны и описаны для того, чтобы пояснять принципы настоящего изобретения и его практические варианты применения, чтобы давать возможность специалистам в данной области техники использовать настоящее изобретение в различных вариантах осуществления и с различными модификациями, которые подходят к конкретному рассматриваемому варианту использования. Процессы, используемые в восходящей линии связи, не ограничены восходящей линией связи и также могут применяться к нисходящей линии связи. Аналогично процессы, используемые в нисходящей линии связи, не ограничены нисходящей линией связи и также могут применяться к восходящей линии связи. Помимо этого одна или более блок-схем последовательности операций способа использованы в данном документе. Использование блок-схем последовательности операций способа не имеет намерения быть ограниченным относительно порядка, в котором выполняются операции.
[0180] В качестве примера, ниже приведены иллюстративные примеры представленных технологий.
[0181] Раскрывается иллюстративный способ компенсации непринятой информации в системе связи. Кодированный сигнал создается из исходного сигнала с использованием технологии прямой коррекции ошибок. Кодированный сигнал разбивается на множество единичных элементов. Первый единичный элемент из множества единичных элементов передается в передающем устройстве в приемное устройство через первый маршрут. Второй единичный элемент из множества единичных элементов передается в передающем устройстве в приемное устройство через второй маршрут.
[0182] В альтернативных вариантах осуществления способа первый маршрут включает в себя передачу из шлюза в точку доступа с указанием передавать первый единичный элемент в первый узел.
[0183] В альтернативных вариантах осуществления способа шлюз выбирает точку доступа на основе сообщения из первого узла. В альтернативных вариантах осуществления способа сообщение из первого узла принимается во время на основе времени начала временного кванта и случайного сдвига по времени. Сообщение из первого узла принимается в то время, когда, по меньшей мере, часть второго сигнала принимается из второго узла.
[0184] В альтернативных вариантах осуществления способа первый маршрут включает в себя передачу из узла в точку доступа с указанием передавать первый единичный элемент в шлюз. В альтернативных вариантах осуществления способа узел выбирает точку доступа на основе характеристики сигнала нисходящей линии связи, принимаемого из точки доступа. В альтернативных вариантах осуществления способа технология прямой коррекции ошибок содержит технологию кодирования по Риду-Соломону.
[0185] В альтернативных вариантах осуществления способа определяется то, какие узлы из одного или более узлов не декодируют успешно кодированный сигнал. Третий единичный элемент из множества единичных элементов передается в узлы из одного или более узлов, которые не декодируют кодированный сигнал.
[0186] В альтернативных вариантах осуществления способа передача второго единичного элемента из множества единичных элементов предотвращается, если передача первого единичного элемента из множества единичных элементов обеспечивает декодирование сигнала с предварительно определенным уровнем надежности. В альтернативных вариантах осуществления способа первый единичный элемент из множества единичных элементов содержит контроль циклическим избыточным кодом.
[0187] Раскрывается иллюстративный способ компенсации непринятой информации в системе связи. Кодированный сигнал создается в передающем устройстве из исходного сигнала с использованием технологии прямой коррекции ошибок. Кодированный сигнал разбивается на множество единичных элементов. Первый единичный элемент из множества единичных элементов кодируется с расширением спектра. Первый единичный элемент из множества единичных элементов передается в первое приемное устройство и второе приемное устройство.
[0188] В альтернативных вариантах осуществления способа определяется то, должен или нет быть передан первый единичный элемент из множества единичных элементов частично на основе предварительно определенного числа единичных элементов, которые должны быть переданы. В альтернативных вариантах осуществления способа предварительно определенное число единичных элементов, которые должны быть переданы, является минимальным числом единичных элементов, требуемых для того, чтобы декодировать исходный сигнал. В альтернативных вариантах осуществления способа технология прямой коррекции ошибок использует множество систематических символов и множество символов четности.
[0189] В альтернативных вариантах осуществления способа то, должен или нет быть передан первый единичный элемент из множества единичных элементов, определяется частично на основе первого принимаемого сообщения положительной квитанции из первого приемного устройства и второго принимаемого сообщения положительной квитанции из второго приемного устройства.
[0190] В альтернативных вариантах осуществления способа первое принимаемое сообщение положительной квитанции принимается во время на основе времени начала временного кванта и случайного сдвига по времени, при этом дополнительно первое принимаемое сообщение положительной квитанции принимается в то время, когда, по меньшей мере, часть второго сигнала принимается из второго узла. В альтернативных вариантах осуществления способа технология прямой коррекции ошибок содержит технологию кодирования по Риду-Соломону. В альтернативных вариантах осуществления способа исходный сигнал является компонентом нагрузки по коду.
[0191] Раскрывается иллюстративный способ определения мощности передачи в системе связи. Определяется мощность сигнала для первого сигнала, принимаемого в узле из передающего устройства. Сигнал помех точки доступа принимается из передающего устройства. Мощность передачи определяется частично на основе сигнала помех точки доступа. Второй сигнал передается из узла на мощности передачи.
[0192] В альтернативных вариантах осуществления способа первый сигнал кодируется с расширением спектра и принимается с создающим помехи сигналом. В альтернативных вариантах осуществления способа сигнал помех точки доступа частично основан на измерении действительного шума и измерении фонового шума.
[0193] В альтернативных вариантах осуществления способа измерение действительного шума основано на множестве измерений средней мощности, которые измеряются в то время, когда передача не принимается. В альтернативных вариантах осуществления способа измерение действительного шума основано на отношении "сигнал-шум" и множестве измерений средней мощности, которые измеряются в то время, когда передача принимается. В альтернативных вариантах осуществления способа измерение фонового шума определяется во время калибровки. В альтернативных вариантах осуществления способа сигнал помех точки доступа частично основан на допустимом запасе для затухания канала.
[0194] В альтернативных вариантах осуществления способа мощность передачи определяется частично из мощности сигнала. В альтернативных вариантах осуществления способа второй сигнал передается в точку доступа, выбранную частично на основе мощности сигнала для первого сигнала, принимаемого в узле из передающего устройства, и сигнала помех точки доступа. В альтернативных вариантах осуществления способа второй сигнал передается во время на основе времени начала временного кванта и случайного сдвига по времени, при этом дополнительно второй сигнал передается в то время, когда, по меньшей мере, часть третьего сигнала передается из второго узла, так что принимаются как второй сигнал, так и третий сигнал.
[0195] Раскрывается иллюстративный способ управления мощностью в системе связи. Сигнал нисходящей линии связи в приемном устройстве коррелируется с известной последовательностью, чтобы определять показатель корреляции. Уровень мощности сигнала нисходящей линии связи дискретизируется, чтобы определять показатель с высоким уровнем энергии. Показатель корреляции умножается на показатель с высоким уровнем энергии, чтобы определять мощность сигнала. Сигнал восходящей линии связи передается на мощности передачи в передающем устройстве, при этом мощность передачи частично основана на мощности сигнала.
[0196] В альтернативных вариантах осуществления способа показатель корреляции определяется частично из вычисления среднего множества декодированных с сужением спектра символов. Каждый декодированный с сужением спектра символ из множества декодированных с сужением спектра символов вычисляется частично из корреляции сигнала нисходящей линии связи с известной последовательностью.
[0197] В альтернативных вариантах осуществления способа известная последовательность представляет собой золотой код. В альтернативных вариантах осуществления способа первый период времени, в который выборка уровня мощности перекрывается со вторым периодом времени, в который сигнал нисходящей линии связи поступает в приемное устройство.
[0198] В альтернативных вариантах осуществления способа сигнал нисходящей линии связи принимается по широковещательному каналу. В альтернативных вариантах осуществления способа сигнал восходящей линии связи передается во время на основе времени начала временного кванта и случайного сдвига по времени. Сигнал восходящей линии связи передается в то время, когда, по меньшей мере, часть второго сигнала передается из второго узла, так что принимаются как сигнал восходящей линии связи, так и второй сигнал.
[0199] Раскрывается иллюстративный способ управления мощностью в системе связи. Коэффициент расширения спектра при передаче определяется частично на основе коэффициента расширения спектра при приеме в приемном устройстве. Сигнал, кодированный с расширением спектра, передается с коэффициентом расширения спектра при передаче.
[0200] В альтернативных вариантах осуществления способа коэффициент расширения спектра при передаче частично основан на сигнале помех точки доступа, при этом сигнал помех точки доступа определяется частично из величины мощности, необходимой для преодоления посредством внешнего передающего устройства создающего помехи сигнала на частоте в приемном устройстве.
[0201] В альтернативных вариантах осуществления способа коэффициент расширения спектра при передаче частично основан на сигнале помех узла.
[0202] Раскрывается иллюстративный способ выбора точки доступа в системе связи. Буфер кадров принимается из первого передающего устройства и второго передающего устройства в приемном устройстве. Буфер кадров содержит кодированный с расширением спектра сигнал, который является комбинированным сигналом из первого передающего устройства и второго передающего устройства. Буфер кадров декодируется с сужением спектра с помощью первого кода расширения спектра в первый кадр. Первый индикатор интенсивности принимаемых сигналов определяется из первого кадра. Буфер кадров декодируется с сужением спектра с помощью второго кода расширения спектра во второй кадр. Второй индикатор интенсивности принимаемых сигналов определяется из второго кадра.
[0203] В альтернативных вариантах осуществления способа точка доступа выбирается частично на основе первого индикатора интенсивности принимаемых сигналов и второго индикатора интенсивности принимаемых сигналов. Точка доступа выбирается частично на основе первого принимаемого сигнала помех точки доступа и второго принимаемого сигнала помех точки доступа.
[0204] В альтернативных вариантах осуществления способа первый код расширения спектра представляет собой первый золотой код, а второй код расширения спектра представляет собой второй золотой код. В альтернативных вариантах осуществления способа первый индикатор интенсивности принимаемых сигналов основан на отношении "сигнал-шум", определенном при декодировании с сужением спектра буфера кадров с помощью первого кода расширения спектра, и измерении полной мощности, измеряемой в течение периода времени, в который принимается буфер кадров.
[0205] В альтернативных вариантах осуществления способа первое передающее устройство и второе передающее устройство синхронизируются посредством внешнего источника синхронизирующего сигнала. Варьирования синхронизации первого передающего устройства и второго передающего устройства компенсируются посредством декодирования с сужением спектра буфера кадров с помощью первого кода расширения спектра во множестве сдвигов в символах псевдошумовой последовательности.
[0206] Раскрывается иллюстративный способ адаптации к системным изменениям в системе связи. Шумовой сигнал измеряется на частоте приема. Код расширения спектра и частота передачи выбираются частично на основе измеренного шумового сигнала. Сигнал, кодированный с расширением спектра с помощью выбранного кода расширения спектра, передается на частоте передачи.
[0207] В альтернативных вариантах осуществления способа второй шумовой сигнал измеряется на второй частоте. В альтернативных вариантах осуществления способа код расширения спектра представляет собой золотой код.
[0208] Раскрывается иллюстративный способ обработки передачи обслуживания. Список роуминга конфигурируется с помощью множества параметров приема. Выполняется операция измерений для текущей записи списка роуминга. Операция измерений задает приемное устройство на основе текущей записи, измеряет RSSI-показатель в приемном устройстве и записывает RSSI-показатель. Операция измерений повторяется для каждой записи списка роуминга. Запись списка роуминга выбирается частично на основе самого большого RSSI-показателя. Приемное устройство задается на основе выбранной записи списка роуминга.
[0209] В альтернативных вариантах осуществления способа запись списка роуминга включает в себя центральную частоту и золотой код. В альтернативных вариантах осуществления способа список роуминга принимается посредством приемного устройства во время предшествующей передачи. В альтернативных вариантах осуществления способа список роуминга принимается посредством приемного устройства в конкретное, заранее согласованное время. В альтернативных вариантах осуществления способа список роуминга принимается посредством приемного устройства на конкретной, заранее согласованной частоте и при конкретном, заранее согласованном золотом коде.
[0210] В альтернативных вариантах осуществления способа RSSI-показатель частично основан на измерении RSSI нисходящей линии связи минус сигнал помех точки доступа.
[0211] В альтернативных вариантах осуществления способа операция измерений дополнительно включает в себя запись оценки частоты и оценки синхронизации в список роуминга на основе успешной демодуляции широковещательного канала. Приемное устройство задается на основе записанной оценки частоты и записанной оценки синхронизации. Выбранная запись перемещается в конец списка приоритетов. Операция измерений повторяется для каждой записи в списке приоритетов. Вторая запись списка приоритетов выбирается частично на основе самого большого RSSI-показателя. Приемное устройство задается на основе выбранной второй записи списка роуминга.
[0212] В альтернативных вариантах осуществления способа список роуминга упорядочивается в список приоритетов на основе предыдущих итераций операции измерений. В альтернативных вариантах осуществления способа повторение операции измерений для каждой записи списка роуминга прерывается, когда обнаруживается пороговый RSSI-показатель.
[0213] Раскрывается иллюстративный способ предоставления синхронизации в системе связи. Первое значение и первая временная метка принимаются в устройстве из первого узла. Первая временная метка основана на передаче из удаленного источника синхронизирующего сигнала. Второе значение и вторая временная метка принимаются в устройстве из второго узла. Вторая временная метка основана на передаче из удаленного источника синхронизирующего сигнала. Взаимосвязь между первым значением и вторым значением определяется на основе первой временной метки и второй временной метки. В альтернативных вариантах осуществления способа удаленным источником синхронизирующего сигнала является GPS. В альтернативных вариантах осуществления способа TXCO синхронизируется с удаленным источником синхронизирующего сигнала.
[0214] В альтернативных вариантах осуществления способа первое значение и первая временная метка принимаются во время на основе времени начала временного кванта и случайного сдвига по времени. Первое значение и первая временная метка принимаются в то время, когда, по меньшей мере, часть сигнала принимается из третьего узла.
[0215] Раскрывается иллюстративный способ улучшения обнаружения ошибок в системе связи. Сигнал принимается из передающего устройства в приемном устройстве. Принимаемый сигнал содержит часть данных и контроль циклическим избыточным кодом (CRC). CRC вычисляется частично из идентификационного кода передающего устройства. Определяется, совпадает или нет CRC как с частью данных, так и с идентификационным кодом передающего устройства. Принимаемый сигнал отбрасывается, если CRC не совпадает как с частью данных, так и с идентификационным кодом передающего устройства.
[0216] В альтернативных вариантах осуществления способа принимаемый сигнал кодируется с расширением спектра с помощью золотого кода, который является конкретным для передающего устройства. CRC вычисляется частично из золотого кода. Принимаемый сигнал отбрасывается, если CRC, принимаемый в приемном устройстве, не совпадает с золотым кодом.
[0217] Раскрывается иллюстративный способ улучшения обнаружения ошибок в системе связи. Сигнал принимается из передающего устройства в приемном устройстве, при этом сигнал содержит часть данных и контроль циклическим избыточным кодом (CRC). Показатель с некогерентной энергией измеряется для сигнала. Сигнал отбрасывается, если CRC совпадает с частью данных, но показатель с некогерентной энергией ниже порогового значения.
[0218] Раскрывается иллюстративный способ конфигурирования точки доступа в системе связи. Золотой код широковещательного канала нисходящей линии связи выбирается на основе местоположения точки доступа. Золотой код канала передачи данных нисходящей линии связи выбирается на основе идентификационных данных точки доступа. Золотой код восходящей линии связи выбирается на основе идентификационных данных точки доступа.
[0219] Раскрывается иллюстративный способ конфигурирования узла в системе связи. Принимаются идентификационные данные точки доступа в широковещательном канале. Золотой код канала передачи данных нисходящей линии связи выбирается на основе идентификационных данных точки доступа. Золотой код восходящей линии связи выбирается на основе идентификационных данных точки доступа.
[0220] В альтернативных вариантах осуществления способа конфигурирования узла в системе связи, сообщение с данными передается и кодируется с расширением спектра с помощью золотого кода восходящей линии связи. В альтернативных вариантах осуществления способа сообщение с данными принимается и кодируется с расширением спектра с помощью золотого кода канала передачи данных нисходящей линии связи.
[0221] В альтернативных вариантах осуществления способа то, что сообщение с данными соответствует идентификационным данным точки доступа, верифицируется посредством вычисления контроля циклическим избыточным кодом для сообщения с данными с использованием идентификационных данных точки доступа в качестве начального числа для контроля циклическим избыточным кодом.
[0222] В альтернативных вариантах осуществления способа идентификационные данные точки доступа принимаются в сообщении, кодированном с расширением спектра с помощью широковещательного золотого кода нисходящей линии связи. Широковещательный золотой код нисходящей линии связи выбирается на основе частоты, на которую настроено приемное устройство.