МЕХАНИЗМЫ ПОДВИЖНОСТИ ДЛЯ ДОМАШНЕЙ СОТОВОЙ СЕТИ
MOBILITY MECHANISMS FOR HOME CELLULAR NETWORK

ПРЕДШЕСТВУЮЩАЯ ЗАЯВКА
Настоящая заявка претендует на преимущества предварительной патентной заявки США №61/110031, поданной 31 октября 2008 года, названной «МЕХАНИЗМЫ ПОДВИЖНОСТИ ДЛЯ ДОМАШНЕЙ СОТОВОЙ СЕТИ», полное содержание которой во всей ее полноте включено в эту заявку в качестве ссылки.
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ НАСТОЯЩЕЕ ИЗОБРЕТЕНИЕ
Система и способ, описываемые в этой заявке, в общем, относятся к организации беспроводной сети связи, а более конкретно - к системе и способу, которые увеличивают возможность беспроводной связи во внутренней зоне сети.
ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Стандартная беспроводная сетевая среда соединяет подвижные электронные устройства с поставщиком услуг. Беспроводная сетевая среда часто конфигурирована для создания подвижной системы связи, которая может обеспечивать беспроводное обслуживание для подвижных клиентских устройств. Подвижная система связи часто включает в себя, по меньшей мере, одну базовую станцию и, по меньшей мере, одно клиентское устройство, причем каждое из них, как правило, конфигурировано для передачи и приема информации друг к другу и друг от друга, образуя канал связи.
Как правило, число базовых станций в данной географической области зависит от потребности в обслуживании от ряда подвижных клиентских устройств и природных физических особенностей местности географической области. Подвижное клиентское устройство будет, как правило, запрашивать услуги от ближайшей или самой способной базовой станции. Как правило, когда подвижное клиентское устройство изменяет свое географическое местоположение, оно установит канал связи с ближайшей или самой способной базовой станцией, которая может удовлетворить ее потребности в обслуживании.
Базовая станция может принимать одно из нескольких форм. Например, базовая станция может быть реализована посредством компьютера, конфигурированного для передачи и приема стандартного радиочастотного сигнала. Базовая станция может быть реализована посредством компьютера, конфигурированного для передачи и приема, как стандартного радиочастотного сигнала, так и широкополосного сигнала сети Интернет. Однако в любой форме базовая станция обеспечивает тип канала связи с подвижным клиентским устройством.
Обычной проблемой на предшествующем уровне техники было поддержание качества передачи данных достаточной величины, чтоб давать возможность связи между подвижным клиентским устройством и базовой станцией в беспроводной сети. Подвижное клиентское устройство сконструировано для свободного перемещения в географическом местоположении при поддерживании канала связи. Однако практически имеется много проблем по поддержанию удовлетворительного канала связи. Географическая местность, природные препятствия и рукотворные преграды все оказывают влияние на качество соединения канала связи между базовой станцией и подвижным клиентским устройством. Одним решением этой обычной проблемы было увеличение числа базовых станций в данной географической области. Это, как правило, осуществляют путем создания макросотовых сетей. Макросотовые сети являются большими географическими зонами уверенного приема, которые, как правило, перекрываются для обеспечения непрерывного обслуживания подвижных клиентских устройств в этой области. Увеличивающееся число базовых станций и макросотовых сетей в данной географической области означает, что подвижное клиентское устройство никогда не может быть так далеко от базовой станции в этой географической области, как было бы в том случае, если бы имелось меньше базовых станций.
В противоположность макросотовой сети, фемтосотовая сеть является малой географической зоной уверенного приема, в которой сила сигнала, обеспечиваемая для подвижного клиентского устройства, может быть увеличена. Имеется два стандартных типа фемтосотовых сетей. Одним типом является фемтосотовая сеть открытого доступа, а другим типом является фемтосотовая сеть закрытого доступа. Фемтосотовая сеть закрытого доступа обеспечит доступ только тех клиентских подвижных устройств, которые были предварительно зарегистрированы в фемтосотовой сети для получения доступа к служебному сигналу. К сожалению, когда подвижное клиентское устройство пытается получить доступ к служебному сигналу из фемтосотовой сети закрытого доступа, в которой оно не было ранее зарегистрировано, значительная способность к обработке теряется фемтосотовой сетью для распознавания того, что подвижный клиент не зарегистрирован, и для отказа ему в служебном соединении. Фемтосотовая сеть открытого доступа обеспечивает возможность пользовательского доступа к служебному сигналу без регистрации.
Фемтосотовые сети обеспечиваются небольшой базовой станцией малой мощности. Эти небольшие базовые станции малой мощности являются относительно недорогими, простыми для установки и обеспечивают решение обычной проблемы. Подобные характеристики делают эти базовые станции малой мощности идеальными для увеличения возможности связи в беспроводной сетевой среде благодаря увеличению числа базовых станций в данной области.
Однако это решение имеет новую проблему. Когда число базовых станций в данной области увеличивается, базовая станция, ближайшая к подвижному клиентскому устройству, будет меняться намного быстрее при движении подвижного клиентского устройства. Для компенсации мобильное клиентское устройство должно вновь приобретать обслуживание от ближайшей базовой станции намного чаще для поддержания самого сильного доступного сигнала. Подвижное клиентское устройство, вновь приобретающее обслуживание от другой базовой станции в беспроводной сети, как правило, относят к хэндоверу или переадресации вызова.
Когда подвижное клиентское устройство принимает служебный сигнал от базовой станции, который сильнее служебного сигнала, который он принимает в настоящее время, имеет место хэндовер. Другими словами, одна базовая станция передаст свой канал связи с подвижным клиентским устройством базовой станции, которая может обеспечить более сильный сигнал подвижному клиентскому устройству. Недостатки этих стандартных хэндоверов включают в себя значительные расходы на обработку, задержки в линии связи и прерывания связи. По мере увеличения числа базовых станций должно увеличиваться число хэндоверов каждой базовой станции.
Если число хэндоверов каждой станции должно увеличиваться, то расходы на обработку хэндовера могут подавить и фактически отключить сеть связи. Таким образом, существует потребность в увеличении эффективности хэндовера, когда большое число дополнительных базовых станций, например фемтосотовых сетей, вводится в эксплуатацию в сети связи.
КРАТКОЕ ИЗЛОЖЕНИЕ СУЩНОСТИ НАСТОЯЩЕГО ИЗОБРЕТЕНИЯ
Описывается система связи, совместимая с вариантами осуществления настоящего изобретения. Система может включать в себя сеть связи, содержащую компьютерный процессор, оперирующий системой управления сетью и системой управления фемтосотовой сетью; широкополосную базовую станцию, обеспечивающую первый служебный сигнал и создающую таблицу отображения, конфигурированную для включения, по меньшей мере, одного уникального идентификатора подвижного клиентского устройства; и базовую станцию, обеспечивающую второй служебный сигнал и принимающую таблицу отображения от широкополосной базовой станции; в которой компьютерный процессор конфигурирован для определения качества передачи данных служебного сигнала подвижного клиентского устройства, принимаемого широкополосной базовой станцией, содержимого таблицы отображения и уникального идентификатора подвижного клиентского устройства для определения того, обеспечит ли широкополосная базовая станция первый служебный сигнал к подвижному клиентскому устройству, или того, обеспечит ли базовая станция второй служебный сигнал к подвижному клиентскому устройству.
Также в соответствии с описываемыми вариантами осуществления описывается способ выполнения хэндовера между широкополосной базовой станцией и базовой станцией в системе связи. Способ предусматривает обеспечение первого служебного сигнала через посредство широкополосной базовой станции; обеспечение второго служебного сигнала через посредство базовой станции; создание таблицы отображения, конфигурированной для включения уникального идентификатора подвижного клиентского устройства в широкополосной базовой станции; передачу таблицы отображения от широкополосной базовой станции к базовой станции; определение качества передачи данных служебного сигнала подвижного клиентского устройства, принимаемого широкополосной базовой станцией, и, основываясь на качестве передачи данных, определение того, обеспечивать ли первый служебный сигнал или второй служебный сигнал к подвижному клиентскому устройству; и обеспечение первого служебного сигнала или второго служебного сигнала к подвижному клиентскому устройству.
Также в соответствии с описываемыми другими вариантами осуществления описывается носитель данных, считываемых компьютером. Носитель содержит машинные команды, которые при выполнении на компьютерном процессоре побуждают процессор осуществлять способ выполнения хэндовера между широкополосной базовой станцией и базовой станцией в системе связи. Способ предусматривает обеспечение первого служебного сигнала через посредство широкополосной базовой станции; обеспечение второго служебного сигнала через посредство базовой станции; создание таблицы отображения, конфигурированной для включения уникального идентификатора подвижного клиентского устройства в широкополосной базовой станции; передачу таблицы отображения от широкополосной базовой станции к базовой станции; определение качества передачи данных служебного сигнала подвижного клиентского устройства, принимаемого широкополосной базовой станцией, и, основываясь на качестве передачи данных, определение того, обеспечивать ли первый служебный сигнал или второй служебный сигнал к подвижному клиентскому устройству; и обеспечение первого служебного сигнала или второго служебного сигнала к подвижному клиентскому устройству.
Должно быть очевидно, что как вышеизложенное общее описание, так и следующее подробное описание, приведены только в качестве примера и только для объяснения, а не для ограничения настоящего изобретения, как заявлено в формуле изобретения.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ СОПРОВОДИТЕЛЬНЫХ ЧЕРТЕЖЕЙ
На сопроводительных чертежах, которые являются неотъемлемой частью этого описания, иллюстрируются различные варианты осуществления настоящего изобретения. Где
Фиг.1 - блок-схема, иллюстрирующая беспроводную систему связи, соответствующую характерному варианту осуществления настоящего изобретения;
Фиг.2 - блок-схема, иллюстрирующая часть беспроводной системы связи, соответствующая другому характерному варианту осуществления;
Фиг.3 - блок-схема характерного хэндовера в соответствии с другим характерным вариантом осуществления;
Фиг.4 - блок-схема характерного способа выполнения хэндовера между макросотовой сетью и фемтосотовой сетью в соответствии с другим характерным вариантом осуществления;
Фиг.5 - блок-схема характерного хэндовера в соответствии с другим характерным вариантом осуществления; и
Фиг.6 - блок-схема характерного способа выполнения хэндовера между фемтосотовой сетью и макросотовой сетью в соответствии с другим характерным вариантом осуществления.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ НАСТОЯЩЕГО ИЗОБРЕТЕНИЯ
В следующем описании с целью объяснения, а не ограничения настоящего изобретения описаны характерные технологии и варианты осуществления, например, конкретные последовательности этапов, интерфейсов и конфигураций для обеспечения хорошего понимания технологий, описанных в этой заявке. Хотя технологии и варианты осуществления будут, главным образом, описаны в контексте с сопроводительными чертежами, квалифицированным специалистам в этой области техники будет дополнительно очевидно, что эти технологии с варианты осуществления могут быть также практически использованы в других типах сети.
Теперь будет делаться ссылка на детали характерных вариантов осуществления, примеры которых иллюстрируются на сопроводительных чертежах. Где это возможно, подобные ссылочные номера используются на чертежах для ссылки на подобные или похожие части.
На фиг.1 приведена блок-схема, иллюстрирующая беспроводную систему 100 связи, соответствующую характерному варианту осуществления. Система 100 связи облегчает связь между различными электронными устройствами посредством операторской сети 102 и ее соответствующих систем управления: системы 104 управления макросотовой сетью и системы 106 управления фемтосотовой сетью. Система 104 управления макросотовой сетью и система 106 управления фемтосотовой сетью являются раздельными системами, хотя они могут быть реализованы одним процессором в одном компьютере. Операторская макросотовая сеть 104 управляет базовой станцией 108 для создания макросотовой сети. Базовая станция 108 представляет множество базовых станций, но для ясности на чертежах показана только одна станция. Базовая станция 108 функционирует для обеспечения служебного охвата для макросотовой сети 112, макросотовой сети 118 и макросотовой сети 124. Этот служебный охват может быть реализован посредством радиочастотного сигнала. Операторская сеть 102 дополнительно соединена с сетью 110 Интернет и конфигурирована для обеспечения фемтосотовых сетей, использующих широкополосную базовую станцию 116, широкополосную базовую станцию 122, широкополосную базовую станцию 128 и широкополосную базовую станцию n 132. Широкополосная базовая станция 116, широкополосная базовая станция 122, широкополосная базовая станция 128 и широкополосная базовая станция n 132 создают фемтосотовую сеть 114, фемтосотовую сеть 120, фемтосотовую сеть 126 и фемтосотовую сеть n 132, соответственно. Хотя показаны фемтосотовая сеть 114, фемтосотовая сеть 120 и фемтосотовая сеть 126, число фемтосотовых сетей, обеспечиваемых через посредство широкополосной базовой станции n 132, сети 110 Интернет и операторской сетью 102 может быть больше или меньше, чем показано. Фемтосотовая сеть n 130 представляет, что число фемтосотовых сетей, управляемых посредством макросотовой сети 104, диктуется потребностями пользователем 134 подвижной станции и поставщиком услуг. Служебный охват для широкополосной базовой станции 116, широкополосной базовой станции 122, широкополосной базовой станции 128 и широкополосной базовой станции n 132 может быть реализован широкополосным сигналом. Широкополосная базовая станция 116, широкополосная базовая станция 122, широкополосная базовая станция 128 и широкополосная базовая станция n 132 могут в таком случае устанавливать связь с подвижным клиентским устройством 134, используя радиочастотный сигнал.
Подвижные клиентские устройства могут быть подвижными электронными приборами. В частности, такие подвижные устройства могут включать в себя сотовые телефоны и радиостанции глобальной системы позиционирования (GPS), портативные вычислительные машины, персональные информационные устройства (PDA), портативные электронные устройства с доступом сети Интернет, и другие устройства, дающие возможность мобильной связи, хотя этот список должен быть составлен как представительным типов подвижных электронных устройств, пригодных для использования в системе 100 связи.
Как показано, в системе 100 связи, макросотовая сеть 112, макросотовая сеть 118 и макросотовая сеть 124 охватывают смежные и перекрывающиеся зоны обслуживания. В этой конфигурации подвижное клиентское устройство 134 может свободно двигаться между макросотовыми сетями без прерывания охвата обслуживания. Макросотовая сеть 112 дополнительно перекрывает и покрывает фемтосотовую сеть 114 и фемтосотовую сеть 120. Макросотовая сеть 118 и макросотовая сеть 124 аналогичным образом перекрывают и охватывают, как показано, фемтосотовую сеть 120, фемтосотовую сеть 126 и фемтосотовую сеть n 130. Такая конфигурация гарантирует достаточный охват обслуживания, так что подвижное клиентское устройство 134, входящее в фемтосотовую сеть 114, например, будет поддерживать непрерываемый канал связи. В соответствии с одним вариантом осуществления, более чем одна макросотовая сеть может перекрывать или покрывать фемтосотовую сеть.
Фемтосотовая сеть 114, фемтосотовая сеть 120, фемтосотовая сеть 126 и фемтосотовая сеть n 130 могут быть реализованы в небольших географических областях. Сооружения, например, жилые дома, офисы, библиотеки, торговые предприятия, рестораны, театры и любые другие места, где требуется и затрудняется обслуживание сотовых телефонов, являются особенно пригодными для фемтосотовых сетей. Сооружения, как правило, получают из древесины, стали, бетона и других строительных материалов, которые могут ухудшать радиочастотный сигнал. Поскольку радиочастотные сигналы не могут эффективно проходить через обычные строительные материалы, используемые в настоящее время, радиочастотный сигнал может ухудшаться до точки, где подвижное клиентское устройство в сооружении не может принимать достаточный сигнал для поддержания канала связи.
Небольшие географические области, например, сооружения, особенно пригодны для фемтосотовой сети, поскольку обслуживание может поддерживаться при использовании широкополосной базовой станции для обеспечения обслуживания внутри сооружения. Фемтосотовая сеть 114, фемтосотовая сеть 120, фемтосотовая сеть 126 и фемтосотовая сеть n 130, иллюстрируемая на фиг.1, может считаться показанной в этих типах небольших географической области, хотя фемтосотовая сеть пригодна в любом месте. Для простоты объяснения создание фемтосотовой сети 114 и широкополосной базовой станции 116 в макросотовой сети 112, хотя следующее применяется к фемтосотовой сети 120, фемтосотовой сети 126, фемтосотовой сети n 130, широкополосной базовой станции 122, широкополосной базовой станции 128, широкополосной базовой станции n 132, макросотовой сети 118 и макросотовой сети 124, соответственно.
Когда обслуживание обеспечивается через сеть 110 Интернет, например, широкополосной базовой станции 116, обслуживание обеспечивается связью, использующей широкополосный сигнал. Широкополосная базовая станция 116 принимает широкополосный сигнал и преобразует этот сигнал в радиочастотный сигнал. Если широкополосная базовая станция 116 расположена внутри сооружения, то сильный служебный сигнал будет обеспечиваться к подвижному клиентскому устройству 134, поскольку подвижное клиентское устройство 134 может получать обслуживание через широкополосную базовую станцию 116 в фемтосотовой сети 114, вместо радиочастотного сигнала, обеспечиваемого макросотовой сетью 112. Внутри сооружения радиочастотный сигнал, обеспечиваемый макросотовой сетью 112, будет ухудшаться, когда он проходит через строительные материалы сооружения.
Без фемтосотовой сети 114 радиочастотный сигнал, обеспечиваемый макросотовой сетью 112, может ухудшаться, когда он проходит через строительные материалы сооружения, так что подвижное клиентское устройство 134 может терять служебную соединительную связь. Однако, как только создается фемтосотовая сеть 114, радиочастотный служебный сигнал, обеспечиваемый широкополосной базовой станцией 116 к подвижному клиентскому устройству 134 в сооружении, будет достаточной силы для обеспечения обслуживания подвижного клиентского устройства 134. В этой ситуации радиочастотный сигнал, обеспечиваемый широкополосной базовой станцией 116, не будет ухудшаться прохождением через строительные материалы, содержащие внешние стены сооружения, поскольку сигнал исходит из широкополосной базовой станции 116 внутри сооружения. Таким образом, сигнал будет достаточно сильным для поддержания служебного соединения внутри сооружения.
На фиг.2 приведена блок-схема, иллюстрирующая часть беспроводной системы 100 связи, иллюстрируемой на фиг.1 в соответствии с характерным вариантом осуществления. Подсистема 200 связи облегчает связь между различными электронными устройствами путем обработки, передачи и/или приема данных через посредство базовой станции 202. В частности, система 200 может включать в себя канал 204 связи, который облегчает связь, по меньшей мере, между одним клиентским устройством 208, хотя в подсистеме 200 может быть реализовано больше или меньше подвижных клиентских устройств.
Базовая станция 202 может быть базовой станцией, которая обеспечивает макросотовую сеть, или оно может быть широкополосной базовой станцией, которая обеспечивает фемтосотовую сеть. Хотя показана только одна базовая станция, базовая станция 202, число базовых станций в подсистеме 200 связи ограничивается требуемым числом макросотовых сетей и фемтосотовых сетей в сети. Одна базовая станция требуется на макросотовую сеть или фемтосотовую сеть. Когда базовая станция 202 предусматривается как базовая станция для фемтосотовой сети, базовая станция 202 является широкополосной базовой станцией и соединяется с широкополосным сигналом из сети Интернет. Хотя макросотовая сеть 210 и фемтосотовая сеть 206 показаны на фиг.2, необходимо понимать, что базовая станция 202 может только обеспечивать макросотовую сеть или фемтосотовую сеть в одно время. Макросотовая сеть 210 и фемтосотовая сеть 206 показаны только для иллюстрации того, что базовая станция 202 может быть базовой станцией макросотовой сети или широкополосной базовой станцией.
Канал 204 связи может быть установлен между базовой станцией 202 и подвижным клиентским устройством 208 при использовании одного или более типов сетей, например, глобальную сеть (WAN), локальную сеть (LAN), сеть второго поколения (беспроводной связи), сеть третьего поколения, сеть четвертого поколения, сеть типа WiMAX, сеть долгосрочной эволюции (LTE), сеть множественного (многостанционного доступа) с кодовым разделением каналов (CDMA), широкополосная сеть множественного (многостанционного доступа) с кодовым разделением каналов (WCDMA), любой тип спутниковой или сотовой сети, или любой другой адекватный протокол для облегчения связи между базовой станцией 202 и подвижным клиентским устройством 208.
Канал 204 связи, как правило, является беспроводным и может, но не обязательно, работать в соответствии с протоколами, ограниченными в разделах 802.11, 802.11а, 802.11b, 802.11e, 802,11g, 802.11h, 802.11i, 802.11n, 802.16, 802.16d, 802.16е или 802.16m IEEE (Института инженеров по электротехнике и радиоэлектронике). Сетевые соединения между базовой станцией 202 и подвижным клиентским устройством 208 подсистемы 200 связи могут быть установлены через посредство спутника, сети Ethernet, телефонной линии, сотовых каналов или других передающих сред.
Каждая базовая станция 202 и подвижное клиентское устройство 208 подсистемы 200 связи может включать в себя комбинацию из одной или более прикладных программ и одного или более аппаратных компонентов. Например, прикладные программы могут включать в себя программные модули, последовательности команд, подпрограмм, структур данных, дисплейных интерфейсов и других типов структур, которые выполняют работу. Аппаратные компоненты дополнительно могут включать в себя комбинацию центральных процессоров, шин, энергозависимых и энергонезависимых запоминающих устройств, модулей запоминающих устройств, процессоров для обработки данных, блоков управления, передатчиков, приемников, антенн, приемопередатчиков, устройств ввода, устройств вывода, сетевых интерфейсных устройств, и других типов компонентов, которые являются очевидными для квалифицированных специалистов в этой области техники.
В соответствии с вариантом осуществления подвижное клиентское устройство 208 может передавать и/или принимать данные через посредство канала 204 связи и может выполнять различные операции обработки при использовании данных. Например, данные могут быть обработаны базовой станцией 204 для получения системных конфигураций подвижного клиентского устройства, например, подвижного клиентского устройства 208.
Как иллюстрируется на фиг.2, базовая станция 202 может включать в себя один или более из следующих приборов: приемник 212 для приема данных, передатчик 214 для передачи данных и антенну 216 для направления передачи и приема данных. Базовая станция 202 может также включать в себя синтезатор 218 частот для контролирования частоты сигналов, передаваемых передатчиком 214, аналого-цифровой преобразователь (ADC) 220 для преобразования сигналов с понижением частоты, цифроаналоговый преобразователь (DAC) 222 для преобразования сигналов с повышением частоты, процессор 224 и запоминающее устройство 226. Запоминающее устройство может включать в себя любую или все виды энергонезависимой или энергозависимой памяти, включающей в себя, например, полупроводниковые запоминающие устройства, например, EPROM (стираемое программируемое постоянное запоминающее устройство), RAM (оперативное запоминающее устройство), ROM (постоянное запоминающее устройство), DRAM (динамическое оперативное запоминающее устройство), EEPROM (электрически стираемое программируемое постоянное запоминающее устройство) и флеш-память; магнитные диски, например внутренние твердые диски и съемные диски; магнитооптические диски, компакт-дисковые запоминающие устройства; и другие типы носителей данных, считываемых компьютером. Подвижное клиентское устройство 208 может включать в себя компоненты, подобные компонентам, входящим в состав базовой станции 202.
Хотя характерный вариант осуществления системы 200 связи описан как имеющий конкретные компоненты, расположенные особым образом, квалифицированным специалистам в этой области техники, будет очевидно, что система 200 связи может включать в себя дополнительные компоненты или меньше компонентов, которые могут быть размещены иным образом. Подсистема 200 связи может быть также распределена среди других подсистем, работающих во взаимодействии для реализации системы. Например, подсистема 200 связи может быть реализована с множеством универсальных вычислительных машин, базовых станций, абонентских пунктов, вычислительных устройств, приемопередатчиков беспроводной сети и/или подвижных клиентских электронных устройств, например, рабочих станций, блокнотных компьютеров, устройств глобального позиционирования, сотовых телефонов, спутниковых телефонов и других портативных электронных устройств.
На фиг.3 приведена блок-схема характерного хэндовера в соответствии с другим характерным вариантом осуществления настоящего изобретения. На хэндовер, иллюстрируемый на фиг.3, будет делаться ссылка как на «передачу». Беспроводная сетевая среда 300 имеет базовую станцию 302, работающую в данной географической области. В этой географической области установлены фемтосотовая сеть 304, фемтосотовая сеть 306 и фемтосотовая сеть n 308. В беспроводной сетевой среде 300 подвижное клиентское устройство 310 в настоящее время получает обслуживание от базовой станции 302. Но, как показано стрелкой, подвижное клиентское устройство входит в зону обслуживания фемтосотовой сети 304. Поскольку подвижное клиентское устройство 310 является движущимся из зоны обслуживания базовой станции 302 к новой зоне обслуживания, обеспечиваемой фемтосотовой сетью 304, подвижное клиентское устройство 310 требует хэндовера. Когда подвижное клиентское устройство 310 требует хэндовера вследствие покидания зоны обслуживания макросотовой сети в зону обслуживания фемтосотовой сети, этот хэндовер называют передачей.
На фиг.4 иллюстрируется способ реализации фемтосотовой сети, выполняющей передачу в беспроводной сетевой среде 400. Способ 400 начинается на этапе 410, когда фемтосотовая сеть создана в беспроводной сетевой среде, например, беспроводной сетевой среде 100, иллюстрируемой на фиг.1. На другие элементы беспроводной сетевой среды 100, например, на фемтосотовую сеть 114, обеспечиваемую широкополосной базовой станцией 116, на базовую станцию 108 макросотовой сети и подвижное клиентское устройство 134, будут делаться ссылки ниже в описании способа 400. Хотя на эти элементы ссылаются только с целью описания, очевидно, что многие фемтосотовые сети могут быть реализованы во многих макросотовых сетях в любой комбинации фемтосотовых сетей и макросотовых сетей. Например, каждая из фемтосотовых сетей 114, 120, 126 и 130 может работать в одной макросотовой сети в одно время, причем каждая сеть одновременно выполняет способ 400 для каждого подвижного клиентского устройства в сетевой системе.
Продолжаясь на этапе 410, фемтосотовая сеть создается, когда установлена широкополосная базовая станция. Такие широкополосные базовые станции, как правило, являются автоматически конфигурируемыми аппаратами. Автоматически конфигурируемый аппарат является аппаратом, который при установке требует для конфигурирования небольшого участия пользователя или не требует его вообще. Широкополосные базовые станции могут быть реализованы как широкополосные маршрутизаторы, фемтосотовая базовая станция или фемтосотовая базовая станция типа Home e-nodeB. На этапе 410, когда широкополосная базовая станция установлена, она будет автоматически измерять силу сигнала соседних макросотовых сетей. Соседняя макросотовая сеть является макросотовой сетью, которая передает сигнал достаточной силы, так что широкополосная базовая станция может принимать сигнал макросотовой сети. Фемтосотовая сеть может иметь одну соседнюю макросотовую сеть или она может иметь много соседних макросотовых сетей. Но для целей объяснения будет делаться ссылка на одну макросотовую сеть.
Как часть измерения на этапе 410 широкополосная базовая станция будет идентифицировать каждую из соседних макросотовых сетей благодаря обмену сотовой информацией с соседней макросотовой сетью. Сотовая информация может включать в себя качество передачи данных между соседними сотами, коэффициент занятости частоты, параметры синхронизации и другую информацию. Информация может обмениваться по широкополосной связи через операторскую сеть 104, показанную на фиг, 1, или она может совместно использоваться с базовой станцией, непосредственно обеспечивающей макросотовую сеть.
На этапе 420 широкополосная базовая станция зарегистрирует идентификатор (определитель) ее зарегистрированных пользователей. Зарегистрированные пользователи будут владеть подвижным клиентским устройством, например, подвижным клиентским устройством 134, показанным на фиг.1. Регистрация может быть выполнена при использовании любого известного способа регистрации. Например, подвижное клиентское устройство может быть зарегистрировано в системе при использовании МАС-адреса, телефонного номера, идентификационного номера станции, временного идентификационного номера подвижного абонента (TMSI) или подобного другого уникального идентификатора. Система может дополнительно получить код или набор кодов, единственный для подвижного клиентского устройства в качестве уникального идентификатора. Хотя это не исчерпывающий перечень уникальных идентификаторов, которые могут быть использованы для целей регистрации, пока подвижное клиентское устройство уникально идентифицируется для системы, подвижное клиентское устройство может быть зарегистрировано системой.
Как только широкополосная базовая станция идентифицировала каждого из ее потенциально зарегистрированных пользователей, широкополосная базовая станция уведомит соседние макросотовые сети пользователей, что он зарегистрирован, как показано на этапе 430. Уведомление предусматривает передачу сообщения уникального идентификатора зарегистрированного пользователя базовой станции, обеспечивающей соседнюю макросотовую сеть. На этапе 440 широкополосная базовая станция создает таблицу отображения, которая отображает зарегистрированных пользователей широкополосной базовой станции и совместно использует таблицу отображения с макросотовыми сетями на этапе 450. Широкополосная базовая станция может разделять (совместно использовать) таблицу отображения с соседней макросотовой сетью через операторскую макросотовую сеть, или она может непосредственно разделять базовой станцией, обеспечивающей сетевую связь. Каждая базовая станция макросотовой сети, которая является соседней базовой станцией широкополосной базовой станции, хранит таблицу отображения от каждой соседней широкополосной базовой станции.
На этапе 455 подвижное клиентское устройство входит в макросотовую сеть. Базовая станция макросотовой сети запросит подвижное клиентское устройство в отношении его уникального идентификатора. При приеме уникального идентификатора подвижного клиентского устройства базовая станция макросотовой сети продолжает этап 455, где она сравнит уникальный идентификатор с уникальным идентификатором, хранимым в таблице отображения, которую она получила от широкополосной базовой станции на этапе 450. Если согласование не достигнуто, то подвижное клиентское устройство не является зарегистрированным подвижным клиентским устройством для этой конкретной широкополосной базовой станции. В этом случае, передача не осуществляется, и способ передачи завершается для этого подвижного клиентского устройства (455 - Нет).
Если согласование достигнуто, (455 - Да), то подвижное клиентское устройство считается зарегистрированным подвижным клиентским устройством для этого подвижного клиентского устройства. Когда подвижное клиентское устройство идентифицировано как подвижный клиент (455 - Да), широкополосная базовая станция примет уведомление (460) от базовой станции макросотовой сети, что зарегистрированное устройство может запрашивать передачу. Подвижное клиентское устройство может покинуть макросотовую сеть и двигаться к другой макросотовой сети в любое время после этапа 460 и прежде, чем выполняется передача на этапе 480. Однако для простоты объяснения пользователь, оставляющий макросотовую сеть, не показан, поскольку это может случиться в любой точке после того, как уведомление принимается на этапе 460, и прежде, чем выполняется этап 480.
Теперь со ссылкой на этап 470 широкополосная базовая станция примет предоставляемую информацию от базовой станции макросотовой сети, либо через широкополосную связь, или непосредственно через беспроводную связь. Предоставляемая информация может включать в себя информацию, которая представляет время и частоту, описывающую канал связи подвижного клиентского устройства.
Теперь со ссылкой на этап 475, когда подвижное клиентское устройство впервые входит в зону обслуживания макросотовой сети, подвижное клиентское устройство будет вероятно за зоной, в которой широкополосная базовая станция может распознать подвижное клиентское устройство. Таким образом, когда подвижное клиентское устройство впервые входит в макросотовую сеть, сила сигнала, обеспечиваемая подвижному клиентскому устройству через макросотовую сеть, всегда будет больше, чем сила сигнала фемтосотовой сети (475 - макросотовая сеть).
После того как первый раз подвижное клиентское устройство идентифицировано макросотовой сетью, широкополосная базовая станция и макросотовая сеть и фемтосотовая сеть широкополосной базовой станции уведомляется на этапе 460 как базовая станция макросотовой сети, так и фемтосотовая сеть широкополосной базовой станции будут осуществлять текущий контроль относительных сил сигнала из подвижных клиентских устройств в диапазоне связи. Фемтосотовая сеть широкополосной базовой станции может принимать распределение каналов связи благодаря приему предоставляемой информации на этапе 470. Она может в таком случае осуществлять текущий контроль передачи данных из подвижного клиентского устройства для определения силы сигнала подвижного клиентского устройства. Пока данные подвижного клиентского устройства принимаются широкополосной базовой станции, фемтосотовая сеть находится при заданном пороговом качестве передачи данных, а подвижное клиентское устройство еще находится в макросотовой сети, способ останется на этапе 475 (475 - макросотовая сеть).
Хотя это и не показано, но может выполняться факультативный этап ожидания. Ожидание между сравнениями сигнала уменьшает количество обработки, требуемое для поддержания способа 400, и, таким образом, улучшает общую эффективность системы. Период ожидания может быть установлен оператором системы в соответствии с потребностями и запросами конкретной системы. Хотя этот этап является факультативным и может быть полностью исключен и может выполняться непрерывное сканирование, этап ожидания является предпочтительным по причинам, описанным выше. Если подвижное клиентское устройство покидает макросотовую сеть, то способ завершается. Когда данные подвижного клиентского устройства, принимаемые фемтосотовой сетью широкополосной базовой станции, находятся вблизи заданного порогового качества передачи данных (475 - фемтосотовая сеть), способ движется к этапу 480.
Когда служебный сигнал, принимаемый широкополосной базовой станцией от подвижного клиентского устройства, удовлетворяет заданному качеству передачи данных, широкополосная базовая станция обеспечит подвижное клиентское устройство служебным сигналом, как показано на этапе 480. Этап 480 является выполнением хэндовера типа передачи. Способ 400 гарантирует превосходную силу сигнала в фемтосотовой сети широкополосной базовой станции. Поскольку подвижное клиентское устройство затеняется фемтосотовой сетью широкополосной базовой станции, когда оно идентифицируется как зарегистрированное подвижное клиентское устройство, этот способ сильно уменьшает время синхронизации между базовой станцией макросотовой сети и фемтосотовой сетью широкополосной базовой станции вследствие совместно используемой таблицы отображения уникальных идентификаторов подвижных клиентских устройств.
Способ 400 заканчивается, когда завершается передача. Если пользователь покидает фемтосотовую сеть, как только он полагается на фемтосотовую сеть для обслуживания, выполняется другой тип хэндовера, как будет описано ниже.
На фиг.5 приведена блок-схема характерного хэндовера в соответствии с другим характерным вариантом осуществления. Хэндовер, иллюстрируемый на фиг.5 будет называться как «выдача». Беспроводная сетевая среда 500 имеет базовую станцию 502 макросотовой сети, работающую в данной географической области. В этой географической области устанавливается фемтосотовая сеть 504, фемтосотовая сеть 506 и фемтосотовая сеть n 508. В беспроводной сетевой среде 500 подвижное клиентское устройство 510 в настоящее время принимает обслуживание от фемтосотовой сети 504. Но, как показано стрелкой, подвижное клиентское устройство 510 входит в зону обслуживания макросотовой сети, обеспечиваемую базовой станцией 502 макросотовой сети. Поскольку подвижное клиентское устройство 510 является движущимся из зоны обслуживания фемтосотовой сети 504 к новой зоне обслуживания макросотовой сети, обеспечиваемой базовой станцией 502 макросотовой сети, подвижное клиентское устройство 510 требует хэндовера. Когда подвижное клиентское 510 требует хэндовера вследствие вхождения в зону обслуживания макросотовой сети из зоны обслуживания фемтосотовой сети, этот хэндовер называется «выдачей».
На фиг.6 иллюстрируется способ реализации фемтосотовой сети, выполняющей выдачу в беспроводной сетевой среде 600. Способ 600 начинается на этапе 600, когда фемтосотовая сеть создана в беспроводной сетевой среде, например, беспроводной сетевой среде 100, иллюстрируемой на фиг.1. На другие элементы беспроводной сетевой среды 100, например, на фемтосотовую сеть 114, обеспечиваемую широкополосной базовой станцией 116, базовую станцию 108 макросотовой сети, и подвижное клиентское устройство 134, будет делаться ссылка ниже в описании способа 600. Хотя на эти элементы ссылаются только с целью описания, очевидно, что многие фемтосотовые сети могут быть реализованы во многих макросотовых сетях в любой комбинации фемтосотовых сетей и макросотовых сетей. Например, каждая из фемтосотовых сетей 114, 120, 126 и 130 может работать в одной макросотовой сети в одно время, причем каждая сеть одновременно выполняет способ 600 для каждого подвижного клиентского устройства в сетевой системе.
Продолжаясь на этапе 610, фемтосотовая сеть создается, когда установлена широкополосная базовая станция. Такие широкополосные базовые станции, как правило, являются автоматически конфигурируемыми аппаратами. Автоматически конфигурируемый аппарат является аппаратом, который при установке требует для конфигурирования небольшого участия пользователя или не требует его вообще. На этапе 610, когда широкополосная базовая станция установлена, она будет автоматически измерять силу сигнала соседних макросотовых сетей. Соседняя макросотовая сеть является макросотовой сетью, которая передает сигнал достаточной силы, так что широкополосная базовая станция может иметь связь с макросотовой сетью. Фемтосотовая сеть может иметь одну соседнюю макросотовую сеть или она может иметь много соседних макросотовых сетей. Но для целей объяснения будет делаться ссылка на одну макросотовую сеть.
Как часть измерения на этапе 610, широкополосная базовая станция будет идентифицировать каждую из соседних макросотовых сетей благодаря обмену сотовой информацией с соседней макросотовой сетью. Сотовая информация может включать в себя качество передачи данных между соседними сотами, коэффициент занятости частоты, параметры синхронизации и другую информацию. Информация может обмениваться по широкополосной связи через операторскую сеть 104, показанную на фиг.1, или она может совместно использоваться с базовой станцией с помощью беспроводной связи, непосредственно обеспечивающей макросотовую сеть.
На этапе 620 широкополосная базовая станция зарегистрирует идентификатор ее зарегистрированных пользователей. Зарегистрированные пользователи будут владеть подвижным клиентским устройством, например, подвижным клиентским устройством 134, показанным на фиг.1. Регистрация может быть выполнена при использовании любого известного способа регистрации. Например, подвижное клиентское устройство может быть зарегистрировано в системе при использовании МАС-адреса, телефонного номера, идентификационного номера станции, временного идентификационного номера подвижного абонента (TMSI) или подобного другого уникального идентификатора. Система может дополнительно получить код или набор кодов, единственный для подвижного клиентского устройства в качестве уникального идентификатора. Хотя это не исчерпывающий перечень уникальных идентификаторов, которые могут быть использованы для целей регистрации, пока подвижное клиентское устройство уникально идентифицируется для системы, подвижное клиентское устройство может быть зарегистрировано системой.
Как только широкополосная базовая станция идентифицировала каждого из ее потенциально зарегистрированных пользователей, широкополосная базовая станция уведомит соседние макросотовые сети пользователей, что он зарегистрирован, как показано на этапе 630. Уведомление предусматривает передачу сообщения уникального идентификатора зарегистрированного пользователя базовой станции, контролирующей соседнюю макросотовую сеть. На этапе 640 широкополосная базовая станция создает таблицу отображения, которая отображает зарегистрированных пользователей широкополосной базовой станции, и совместно использует таблицу отображения с макросотовыми сетями на этапе 650. Широкополосная базовая станция может разделять (совместно использовать) таблицу отображения с соседней макросотовой сетью через операторскую макросотовую сеть, или она может непосредственно совместно использовать ее по беспроводной связи с базовой станцией, обеспечивающей сетевую связь. Каждая базовая станция макросотовой сети, которая является соседней базовой станцией широкополосной базовой станции, хранит таблицу отображения от каждой соседней широкополосной базовой станции.
На этапе 660 подвижное клиентское устройство измерит служебный сигнал от широкополосной базовой станции. Если сигнал удовлетворяет определенному заданному порогу качества передачи данных (660 - фемтосотовая сеть), то подвижное клиентское устройство будет ожидать в течение периода времени до нового измерения, или если это измеряется непрерывно, то подвижное клиентское устройство будет ожидать до тех пор, пока качество передачи данных сигнала от соседней макросотовой сети не станет лучше. Когда качество передачи данных сигнала падает ниже заданного порога качества передачи данных (660 - макросотовая сеть), фемтосотовая сеть обеспечивается служебным сигналом плохого качества. На этапе 670 фемтосотовая сеть будет принимать сообщение от подвижного клиентского устройства, запрашивающего выдачу сети базовой станции макросотовой сети. Фемтосотовая сеть определит, какая соседняя сеть базовой станции макросотовой сети обеспечивает подвижное клиентское устройство служебным сигналом лучшего качества передачи данных и начинает обсуждение выдачи с макросотовой сетью.
На этапе 680 фемтосотовая сеть передаст уникальный идентификатор подвижного клиентского устройства целевой базовой станции макросотовой сети, которая обеспечивает служебный сигнал наивысшего качества передачи данных по сравнению с соседними широкополосными базовыми станциями. Базовая станция макросотовой сети может ответить предоставленной информацией, рабочим временем для широкополосной базовой станции или тем и другим. В ответ широкополосная базовая станция передаст информацию подвижному клиентскому устройству. Эта передача может включать в себя цель выдачи, рабочее время, предоставленную информацию, параметры связи для базовой станции макросотовой сети, полученные измерениями широкополосной базовой станции, и другую информацию. Когда базовая станция макросотовой сети успешно принимает уникальный идентификатор, на этапе 690 осуществляется выдача. В этой точке подвижное клиентское устройство полагается на служебный сигнал от базовой станции макросотовой сети для поддержания канала связи с системой, и выдача завершается. Способ 600 заканчивается.
Предпочтительно отсутствует необходимость определения того, зарегистрировано ли подвижное клиентское устройство во время процесса выдачи, поскольку любое устройство, которое приняло обслуживание от фемтосотовой сети, уже должно быть зарегистрировано. То есть время выдачи дополнительно уменьшается, что увеличивает общую эффективность системы.
Вышеприведенное описание было сделано с целью иллюстрации. Оно не является исчерпывающим и не ограничивает настоящее изобретение определенными формами или описанными вариантами осуществления. Модификации и адаптации настоящего изобретения станут очевидными квалифицированным специалистам в этой области техники из рассмотрения описания и практического применения описанных вариантов осуществления.
Из рассмотрения описания и практического применения описания, изложенного в этой заявке, квалифицированным специалистам в этой области техники станут очевидны другие варианты осуществления. Предполагается, что описание и примеры, рассматриваются только в качестве примеров, а фактический объем и сущность настоящего изобретения ограничены только пунктами следующей формулы изобретения.