СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПРИЕМНИКАМИ С РАЗНЕСЕНИЕМ В УСТРОЙСТВЕ БЕСПРОВОДНОЙ СВЯЗИ
METHOD FOR DIVERSE RECEIVER CONTROL IN WIRELESS COMMUNICATION DEVICE

Область техники, к которой относится изобретение
Это раскрытие в целом относится к терминальному устройству, имеющему приемники с разнесением.
Предшествующий уровень техники
Устройства беспроводной связи сталкиваются с ситуациями, в которых прием является хорошим, а также с ситуациями, в которых прием является плохим. При определенных условиях прием с разнесением мог бы улучшить прием. При других условиях прием с разнесением не улучшил бы прием, а вместо этого привел бы только к увеличенному непроизводительному расходу мощности из-за работы более чем одного приемника. Следовательно, имеется возможность использовать приемники с разнесением для улучшения приема в устройстве беспроводной связи для уменьшения моментов времени увеличенного непроизводительного расхода мощности, вызванного работой множества приемников для разнесения. Различные аспекты, признаки и преимущества раскрытия станут более полно понятными обычным специалистам в данной области техники после внимательного рассмотрения следующих чертежей и сопровождающего подробного описания.
Перечень чертежей
Фиг. 1 - блок-схема терминального устройства, имеющего приемники с разнесением, предназначенные для использования с вариантами осуществления, изображенными на фиг. 2-8.
Фиг. 2 - блок-схема последовательности операций при использовании терминального устройства по фиг. 1 в соответствии с первым вариантом осуществления.
Фиг. 3 - блок-схема последовательности операций при определении плохого радиопокрытия в соответствии с первым вариантом осуществления.
Фиг. 4 - блок-схема последовательности операций при использовании терминального устройства по фиг. 1 в соответствии со вторым вариантом осуществления.
Фиг. 5 - блок-схема последовательности операций при использовании терминального устройства по фиг. 1 в соответствии с третьим вариантом осуществления.
Фиг. 6 - блок-схема последовательности операций при использовании терминального устройства по фиг. 1 в соответствии с четвертым вариантом осуществления.
Фиг. 7 - блок-схема последовательности операций при использовании терминального устройства по фиг. 1 в соответствии с пятым вариантом осуществления.
Фиг. 8 - блок-схема последовательности операций при использовании терминального устройства по фиг. 1 в соответствии с шестым вариантом осуществления.
Подробное описание предпочтительных вариантов осуществления
Способ управления приемниками с разнесением в устройстве беспроводной связи включает в себя этапы, на которых: определяют, испытывает ли устройство беспроводной связи плохое радиопокрытие (220), используют первый приемник и второй приемник для разнесения (230), если устройство беспроводной связи испытывает плохое радиопокрытие, и используют второй приемник для сканирования (240), если устройство беспроводной связи не испытывает плохое радиопокрытие. Следовательно, разнесение может быть использовано, когда необходимо улучшить прием. Однако оба приемника могут быть использованы в режиме без разнесения, чтобы уменьшить непроизводительный расход тока или чтобы ускорить захват канала, когда радиопокрытие не является плохим.
Плохое радиопокрытие может быть определено с помощью сбора статистических данных с использованием двух приемников и с помощью сбора статистических данных с использованием одного приемника. Если статистические данные радиопокрытия, полученные с использованием двух приемников, лучше, чем статистические данные радиопокрытия, полученные с использованием одного приемника, тогда терминальное устройство делает вывод, что радиопокрытие является плохим.
Этот способ может быть приспособлен к ситуациям режима трафика, ситуациям режима трафика с сеансом данных, ситуациям режима ожидания, ситуациям режима ожидания с привязкой и ситуациям режима приоритетного сканирования.
Фиг. 1 изображает блок-схему терминального устройства 100, имеющего приемник с разнесением, в соответствии с вариантами осуществления. Приемники с разнесением имеют, по меньшей мере, первый приемник с первой антенной и второй приемник со второй антенной. Антенны приемника с разнесением являются некоррелированными. Терминальное устройство 100 в вариантах осуществления является сотовым телефоном CDMA (множественного доступа с кодовым разделением каналов). Альтернативные терминальные устройства, такие как сотовые модемы, персональные цифровые ассистенты (PDA) с беспроводными интерфейсами, пейджеры и другие устройства, могут заменить изображенный сотовый телефон. Кроме того, другие технологии радиодоступа, такие как GSM (глобальная система мобильной связи), GPRS (общая служба пакетной радиопередачи), UMTS (универсальная мобильная телекоммуникационная система), многополосные и/или многорежимные технологии, могут заменить CDMA в терминальном устройстве 100. Терминальное устройство 100 включает в себя первый приемопередатчик 180 CDMA с первым приемником 182 CDMA и первой антенной 192, вторым приемником CDMA 187 и второй антенной, схемы 170 основной полосы частот, микропроцессор 160, контроллер 140 и пользовательский интерфейс 130, который включает в себя компоненты, такие как клавиатура, дисплей, громкоговоритель и микрофон.
Кроме того, в блоке 120 памяти хранится расширенный список 150 предпочтительного роуминга (PRL). Расширенный PRL 150 включает в себя, по меньшей мере, один код страны мобильной станции (MCC) с необязательным кодом сети мобильной станции (MNC или IMSI_11_12) или без него. Расширенный PRL 150 также может включать в себя идентификатор системы (SID) с необязательным идентификатором сети (NID) или без него. Эти коды упоминают как коды МСС/MNC и SID/NID. Блок памяти может быть реализован как память, которая не предназначена быть съемной из терминального устройства 100, как модуль пользовательского интерфейса (UIM), как съемный модуль пользовательского интерфейса (RUIM) или как другой тип устройства памяти. Другая память в блоке 120 памяти может включать в себя оперативную память 153 (RAM, ОЗУ) и постоянную память 156 (ROM, ПЗУ).
Фиг. 2 изображает блок-схему 200 последовательности операций при использовании терминального устройства 100 по фиг. 1 в соответствии с первым вариантом осуществления. Эта блок-схема 200 последовательности операций может быть реализована с использованием программного обеспечения в микропроцессоре 160 из состава терминального устройства 100, изображенного на фиг. 1. Этот вариант осуществления изображает два приемника CDMA, однако эти концепции могут быть распространены на использование более чем двух приемников, а также технологию приема, отличную от CDMA.
Блок-схема последовательности операций начинается на этапе 210, когда терминальное устройство 100 начинает использование двух приемников. На этапе 220 определяют, испытывает ли терминальное устройство 100 плохое радиопокрытие. Этап 220 определения плохого радиопокрытия будет рассмотрен подробно относительно фиг.3. Если терминальное устройство 100 испытывает плохое радиопокрытие, на этапе 230 используют второй приемник (такой как приемник 187 по фиг. 1) для разнесения. Конечно, первый приемник (такой как приемник 182 по фиг. 1) также необходим для приема с разнесением. Если терминальное устройство 100 не испытывает плохое радиопокрытие, на этапе 240 используют второй приемник (такой как приемник 187 по фиг. 1) либо для приоритетного, либо для фонового сканирования, в зависимости от режима терминального устройства 100. Следует заметить, что второй приемник, упомянутый в этой блок-схеме последовательности операций, является просто любым приемником, отличным от первого приемника. Следовательно, если терминальное устройство находится в зоне хорошего радиопокрытия, оба приемника будут независимо сканировать каналы, чтобы найти службу, проходя список как можно быстрее. Если терминальное устройство находится в зоне плохого радиопокрытия, тогда второй приемник используют для разнесения, чтобы максимизировать возможность терминального устройства считывать предельно слабые сигналы.
Периодически этап 230 и этап 240 возвращаются на этап 220, чтобы повторно оценить ситуацию с радиопокрытием для терминального устройства 100. Так как терминальное устройство 100 может изменять географические местоположения, сеть может испытывать разные состояния нагрузки, и/или окружение терминального устройства может быть изменяемым, периодическое повторное определение радиопокрытия дает возможность блок-схеме 200 последовательности операций использовать второй приемник более эффективно либо для приема с разнесением, чтобы улучшить радиопокрытие, либо для сканирования, чтобы уменьшить непроизводительный расход тока. Следует заметить, что периодичность повторного определения радиопокрытия может изменяться, например, в зависимости от инициирующего условия (например, на этапе 240 второй приемник закончил сканирование предварительно определенного числа каналов), истекающего периода времени, который может зависеть от того, в каком режиме находится терминальное устройство (например, режим ожидания или режим трафика) или “плохости” радиопокрытия.
Фиг. 3 изображает блок-схему 220 последовательности операций при определении плохого радиопокрытия в соответствии с первым вариантом осуществления. На этапе 310 начинают определение плохого радиопокрытия. На этапе 320 используют один приемник (такой как первый приемник 182, изображенный на фиг. 1), а на этапе 330 собирают статистические данные S1 с использованием одного приемника в течение первого предварительно определенного периода Т1 времени. В зависимости от реализации статистические данные S1 могут быть частотой стирания пакета, частотой стирания кадра, частотой появления ошибок по битам, средней мощностью канала несущей относительно полной мощности сигнала (Ec/Io), энергией на бит относительно шума (Eb/No), индикатором интенсивности принятого сигнала (RSSI), другими статистическими данными, частотой изменения одних или более из статистических данных или комбинацией статистических данных.
После того, как статистические данные S1 собраны, на этапе 340 используют два приемника (такие как первый приемник 182 и второй приемник 187, изображенные на фиг. 1), а на этапе 350 собирают статистические данные S2 с использованием обоих приемников в течение второго предварительно определенного периода Т2 времени. Статистические данные S2 должны быть того же самого типа статистических данных, что и статистические данные S1, таким образом, чтобы они могли быть сравнены. Второй предварительно определенный интервал Т2 времени может быть равен первому предварительно определенному интервалу времени Т1 или может отличаться от него.
На этапе 360 сравнивают два набора статистических данных S1 и S2. Если статистические данные S2 существенно превосходят статистические данные S1, на этапе 380 определяют, что терминальное устройство 100 испытывает плохое радиопокрытие. Если статистические данные S2 не существенно превосходят статистические данные S1, на этапе 370 определяют, что терминальное устройство 100 не испытывает плохого радиопокрытия. Определение “существенно превосходят” может быть реализовано с использованием абсолютных чисел (например, S1 меньше, чем предварительно определенная величина, а S2 больше, чем предварительно определенная величина), арифметических соотношений (например, S2 больше, чем утроенное S1), логарифмических соотношений или других сравнений в зависимости от типа собранных статистических данных, а также чувствительности и эффективности по мощности множества приемников.
Фиг. 4 изображает блок-схему 400 последовательности операций при использовании терминального устройства 100 по фиг.1 в соответствии со вторым вариантом осуществления. В этом втором варианте осуществления первый вариант осуществления, изображенный на фиг.2, применяется к терминальному устройству 100 в режиме трафика. В течение режима трафика первый приемник (такой как приемник 182 на фиг. 1) находится в режиме вызова и настроен на конкретный канал трафика и принимает или ожидает принимать сигналы. На этапе 410 терминальное устройство находится в режиме трафика, причем первый приемник настроен на канал трафика. На этапе 420 определяют, испытывает ли терминальное устройство 100 плохое радиопокрытие. Этап 420 может быть реализован с использованием блок-схемы 220 последовательности операций, изображенной на фиг. 3. Если терминальное устройство 100 испытывает плохое радиопокрытие, на этапе 430 используют второй приемник (такой как приемник 187, изображенный на фиг. 1) для приема с разнесением по каналу трафика. Конечно, первый приемник также используют для разнесения. Если терминальное устройство 100 не испытывает плохое радиопокрытие, на этапе 440 используют второй приемник для фонового сканирования, в то время как первый приемник настраивают на канал трафика. Если фоновое сканирование не нужно, питание второго приемника может быть выключено, чтобы сохранить ток.
После этапа 430 и этапа 440 периодически возвращаются на этап 420, чтобы повторно определить ситуацию с радиопокрытием. По мере того, как устройство движется и состояния сигнала изменяются, будет необходимо периодически проверять, изменился ли статус радиопокрытия. Проверка радиопокрытия может выполняться по таймеру или может быть инициирована по изменению статистических данных сигнала, измеренных в активном приемнике (приемниках), таких как RSSI, частота появления ошибок по кадрам или других подходящих индикаторов качества сигнала. Следует заметить, что относительные понятия “первый” и ”второй” используются только для того, чтобы отличать один приемник от другого. В зависимости от ситуации, “первый приемник” мог бы быть приемником 187, изображенным на фиг. 1, а не приемником 182, изображенным на фиг. 1.
Фиг. 5 изображает блок-схему 500 последовательности операций при использовании терминального устройства по фиг. 1 в соответствии с третьим вариантом осуществления. Этот третий вариант осуществления является дополнительным изменением второго варианта осуществления, в котором терминальное устройство 100 находится не только в режиме трафика, но также находится в режиме сеанса данных. Этот третий вариант осуществления может быть включен в качестве конкретной реализации этапа 430, изображенного на фиг. 4.
Когда терминальное устройство 100 находится в режиме сеанса данных, как изображено на этапе 510, терминальное устройство 100 передает и принимает пакеты данных. Если на этапе 520 определяют, что терминальное устройство 100 принимает пакеты, на этапе 530 используют второй приемник (вместе с первым приемником) для приема с разнесением пакетов данных. Это делается для того, чтобы уменьшить частоту появления ошибок по пакетам, тем самым уменьшая необходимость повторных передач пакетов и улучшая сеть в целом. Если на этапе 520 определяют, что терминальное устройство 100 не принимает пакеты, на этапе 540 выключают второй приемник. Первый приемник может быть использован для фонового сканирования между приемами пакетов. Непроизводительный расход тока уменьшают с помощью временного выключения второго приемника (такого как приемник 187 на фиг. 1), когда терминальное устройство 100 не принимает пакеты в течение сеанса данных. Это не влияет на качество приема данных, так как первый приемник (такой как приемник 182 на фиг. 1) является доступным, чтобы осуществлять мониторинг канала трафика. После этапа 530 и этапа 540 периодически возвращаются на этап 520 в зависимости от таймера или статистических данных канала приема, таких как RSSI, частота появления ошибок по пакетам и т.д. Состояния сигнала постоянно изменяются, так как терминальное устройство движется в сети. Периодическая повторная оценка на этапе 520 дает возможность устройству динамически изменяться с состояниями сети и сигнала.
Фиг. 6 изображает блок-схему 600 последовательности операций при использовании терминального устройства 100 по фиг. 1 в соответствии с четвертым вариантом осуществления. В этом четвертом варианте осуществления первый вариант осуществления, изображенный на фиг. 2, применяется к терминальному устройству 100 в режиме ожидания. В течение режима ожидания терминальное устройство не находится в режиме вызова, а осуществляет мониторинг различных управляющих каналов системы. На этапе 610 терминальное устройство находится в режиме ожидания, причем первый приемник (такой как приемник 182 на фиг. 1) осуществляет мониторинг управляющих каналов системы. На этапе 620 определяют, испытывает ли терминальное устройство 100 плохое радиопокрытие, этап 620 может быть реализован с использованием блок-схемы 300 последовательности операций, изображенной на фиг. 3. Если терминальное устройство 100 испытывает плохое радиопокрытие, на этапе 630 используют второй приемник (такой как приемник 187 на фиг. 1) для приема с разнесением. Конечно, первый приемник также используют для разнесения. Если терминальное устройство 100 не испытывает плохое радиопокрытие, на этапе 630 используют второй приемник для фонового сканирования. Тем временем первый приемник продолжает осуществлять мониторинг соответственных управляющих каналов.
После этапа 630 и этапа 640 периодически возвращаются на этап 620, чтобы повторно определять ситуацию с радиопокрытием. Возврат на этап 620 может быть вызван изменениями в статистических данных канала (таких как RSSI), ошибками сообщений поискового вызова или таймером.
Фиг. 7 изображает блок-схему 700 последовательности операций при использовании терминального устройства 100 по фиг. 1 в соответствии с пятым вариантом осуществления. Этот пятый вариант осуществления является дополнительным изменением четвертого варианта осуществления, в котором терминальное устройство 100 находится не только в режиме ожидания, но первый приемник (такой как приемник 182) терминального устройства 100 привязан к системе. Пятый вариант осуществления может быть включен в качестве конкретной реализации этапа 640, изображенного на фиг. 6. В этой ситуации первый приемник остается привязанным к системе, а второй приемник используют для фонового сканирования на предмет более предпочтительной системы.
Этап 710 начинается, когда первый приемник (такой как приемник 182 на фиг. 1) находится в режиме ожидания и привязан к системе в зоне хорошего радиопокрытия. На этапе 720 определяют список сканирования. Список может быть списком соседних узлов, списком возможных систем из списка предпочтительного роуминга (PRL), другим списком, предоставленным сетью, или списком, определенным из памяти.
На этапе 730 второй приемник последовательно сканирует список. Сканирования имеют место, пока первый приемник является активным, давая возможность устройству сохранять мощность батареи питания с помощью одновременной подачи питания на оба приемника. В идеальном случае второй приемник был бы выключен всякий раз, когда первый приемник выключен. Это также дает возможность всем схемам основной полосы частот быть активными только в течение короткой продолжительности времени, чтобы поддерживать оба приемника, затем переходить в неактивный режим и ждать следующего раза, когда будет запланирован прием информации первым приемником по незанятому каналу.
На этапе 740 определяют, захвачен ли канал. Если никакой канал не захвачен, тогда второй приемник сканирует следующий канал в списке сканирования. Если канал захвачен, на этапе 750 терминальное устройство определяет, является ли канал, захваченный на этапе 740, более предпочтительным, чем канал, к которому имеется привязка в текущий момент. Если это так, на этапе 760 занимают более предпочтительную систему.
Следует заметить, что здесь бывший “первый приемник” теперь считался бы ”вторым приемником” для целей фонового сканирования на этапе 440 по фиг. 4. Относительные понятия “первый” и ”второй” использованы только для того, чтобы отличать один приемник от другого, и не являются статическими обозначениями.
Фиг. 8 изображает блок-схему 800 последовательности операций при использовании терминального устройства 100 по фиг. 1 в соответствии с шестым вариантом осуществления. В этом шестом варианте осуществления первый вариант осуществления, изображенный на фиг. 2, применяется к терминальному устройству 100 в режиме приоритетного сканирования. В течение режима приоритетного сканирования терминальное устройство 100 последовательно сканирует каналы, перечисленные в списке сканирования, с целью захвата системы, которая перечислена в расширенном PRL. Может потребоваться несколько секунд, чтобы захватить систему, когда терминальное устройство имеет расширенный PRL, из-за того факта, что захват MCC/MNC из канала поискового вызова может требовать до двух секунд. Во-первых, приемник должен захватить канал синхронизации, а затем приемник должен захватить связанный с ним канал поискового вызова. Если MCC/MNC из канала поискового вызова приведен в расширенном PRL, тогда система является легко доступной для терминального устройства. Следовательно, терминальное устройство может привязаться к первой системе, которую оно захватило, даже если она не является самой предпочтительной доступной системой.
В этом режиме ни один из приемников 182, 187 терминального устройства 100 не находится в режиме ожидания или в режиме трафика. Обычно режим приоритетного сканирования имеет место, когда подают питание на терминальное устройство 100, или терминальное устройство 100 сталкивается с ситуацией, когда никакие сигналы не могут быть обнаружены и, следовательно, нельзя привязаться к системе в режиме ожидания. Следовательно, этап 240 фиг. 2 может реализовывать блок-схему 800 последовательности операций, изображенную на фиг.8.
На этапе 810 терминальное устройство входит в режим приоритетного сканирования. Это обычно имеет место, когда подают питание на устройство и устройство должно искать службу. На этапе 810 терминальное устройство генерирует список сканирования для поиска службы.
На этапе 820 терминальное устройство сканирует первый канал в списке с помощью одного из приемников. Если канал захвачен, как определено с помощью этапа 830, терминальное устройство на этапе 840 будет определять, разрешено ли привязаться к каналу. Если терминальному устройству разрешено привязаться к только что захваченному каналу, тогда на этапе 860 терминальное устройство переключают в режим ожидания и заканчивают приоритетное сканирование. Если на этапе 840 определяют, что терминальному устройству не разрешено привязаться к только что захваченному каналу, тогда процесс продолжается на этап 870, и терминальное устройство помечает канал как сканированный и неразрешенный. На этапе 880 терминальное устройство определяет, остались ли другие сканируемые каналы в списке.
Если на этапе 830 определяют, что сканированный канал не может быть захвачен, тогда на этапе 850 помечают канал как кандидат на сканирование с разнесением, и терминальное устройство перейдет на этап 880. Если остаются сканируемые каналы, тогда процесс возвращается на этап 820. В этот момент любой приемник, который является свободным, будет сканировать следующий канал в списке. Следовательно, терминальное устройство будет иметь оба приемника, независимо сканирующие каналы из списка сканирования в поисках системы для привязки.
Когда все каналы в списке сканирования просканированы с использованием одного приемника единовременно, тогда процесс продолжается на этап 890, и терминальное устройство будет использовать разнесение, чтобы просканировать любые каналы-кандидаты на сканирование с разнесением, помеченные на этапе 850. Несмотря на то, что не изображено, следует заметить, что, если отсутствуют каналы-кандидаты на сканирование с разнесением, схема перейдет на этап 893. Если, по меньшей мере, один канал был помечен для сканирования с разнесением, тогда на этапе 890 будут использовать оба приемника, чтобы просканировать канал из списка кандидатов на сканирование с разнесением. На этапе 891 определяют, был ли захвачен канал. Если канал не захвачен, процесс продолжается на этап 892, чтобы определить, имеется ли другой канал-кандидат на сканирование с разнесением. Если другой канал-кандидат на сканирование с разнесением существует, процесс продолжается на этап 890, и сканируют следующий канал-кандидат на сканирование с разнесением в списке.
Если канал захвачен на этапе 891, тогда терминальное устройство определяет, может ли оно привязаться к каналу на этапе 894. Если терминальное устройство может привязаться к этому каналу, тогда схема продолжается на этап 895, на котором терминальное устройство привязывается к этому каналу и переключается в режим ожидания. Если терминальному устройству не разрешено привязаться к каналу, тогда процесс переходит на этап 892.
На этапе 893 все каналы просканированы с помощью одного приемника или разнесения, и служба не найдена. На данном этапе в зависимости от правил, управляющих выбором системы терминального устройства, устройство может создать новый список сканирования и начать процесс снова с этапа 810, или оно может ждать в течение некоторого периода времени перед повторением попытки найти службу.
Следовательно, терминальное устройство будет использовать два приемника независимо для сканирования списка, чтобы найти службу как можно быстрее, а затем повторно сканировать каналы, которые первоначально не были найдены, с использованием разнесения, чтобы максимизировать возможность принимать сигнал. Могут быть использованы другие способы чередования симплексного сканирования и сканирования с разнесением.
Несмотря на то, что это раскрытие включает в себя то, что считается в настоящее время предпочтительными вариантами осуществления и наилучшими режимами изобретения, описанными способом, который устанавливает владение изобретением изобретателями и который дает возможность обычному специалисту в данной области техники изготовить и использовать изобретение, будет понятно и оценено, что имеется много эквивалентов для предпочтительных вариантов осуществления, раскрытых в настоящем описании, и что могут быть сделаны модификации и изменения, не выходя за рамки объема и сущности изобретения, которые ограничены не предпочтительными вариантами осуществления, а прилагаемой формулой изобретения, включая любые исправления, сделанные во время рассмотрения этого изобретения, и все эквиваленты этой формулы изобретения, которые выпущены.
Дополнительно понятно, что использование относительных понятий, таких как «первый» и «второй», «верхний» и «нижний» и тому подобные, если это имеет место, используют только для того, чтобы отличать один объект, элемент или действие от другого, без обязательного требования или подразумевания любого фактического такого отношения или порядка между такими объектами, элементами или действиями. Многие из соответствующих изобретению выполняемых функций и многие из соответствующих изобретению принципов наилучшим образом реализованы с помощью или в программах, или инструкциях программного обеспечения. Ожидается, что обычный специалист в данной области техники, не испытывая, возможно, существенного усилия и многих выборов проектирования, например, мотивированных имеющимся временем, текущей технологией и экономическими соображениями, при руководстве концепциями и принципами, раскрытыми в настоящем описании, без труда смогут сгенерировать такие инструкции и программы программного обеспечения с минимальным экспериментированием. Следовательно, дополнительное обсуждение такого программного обеспечения, если это имеет место, будет ограничено в интересах краткости и минимизации любого риска затенения принципов и концепций в соответствии с настоящим изобретением.