ПОЛЬЗОВАТЕЛЬСКОЕ УСТРОЙСТВО, УСТРОЙСТВО УЗЛА ДОСТУПА, ЦЕНТРАЛЬНЫЙ КОНТРОЛЛЕР СЕТИ И СООТВЕТСТВУЮЩИЕ СПОСОБЫ
USER DEVICE, ACCESS NODE DEVICE, CENTRAL CONTROLLER OF THE NETWORK AND RELATED METHODS

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
Настоящее изобретение относится к пользовательскому устройству и соответствующим устройствам сети для беспроводной связи. Кроме того, настоящее изобретение также относится к соответствующим способам, компьютерной программе и компьютерному программному продукту.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
В обыкновенных системах процедура произвольного доступа (RA) является первой процедурой, где радиосеть системы беспроводной связи узнает, что пользовательское устройство (UD) пытается создать соединение с сетью. На этой стадии UD не имеет какого-либо ресурса или канала, доступного для информирования сети о своем желании соединиться, так UD отправит свой запрос по совместно используемой среде. Может быть много других UD в одной зоне, отправляющих одинаковый запрос, в случае чего также есть возможность коллизий среди запросов, приходящих от других UD. Такая процедура RA называется процедурой RA на основе конкуренции. После успешной процедуры RA, UD имеет возможность запуска передач данных с соединенным узлом доступа (AN). Процедура RA для проекта долгосрочного развития (LTE) в основном задана в 3GPP TS 36.321 и в TS 36.213.
LTE использует процедуру RA для UD (или пользовательского оборудования, UE, в LTE), чтобы осуществить соединение с AN радиосети и получить опережение тактирования для восходящей линии связи (UL). Дополнительно, RA справляется с коллизиями, которые могут случиться, когда два или более UD пытаются осуществить соединение в одно время. В обыкновенных системах, после каждого решения передачи обслуживания, UD выполняет создание соединения с новым AN посредством процедуры RA. RA запускается с помощью сообщения преамбулы от UD. Если AN может успешно декодировать преамбулу, он отправляет ответ RA на UD, который содержит опережение тактирования UL, временное значение временного идентификатора радиосети (C-RNTI) и разрешение UL для Msg3 (термин 3GPP для первой запланированной UL-передачи в процедуре RA на основе конкуренции), который должен быть использован для создания соединения управления радиоресурсами (RRC).
Другим аспектом является мобильность UD, который уже находится в подсоединенном состоянии. В имеющихся существующих системах решения передачи обслуживания основаны на измерениях, совершенных посредством UD во время периодов времени, называемых промежутками измерений. Размещения промежутков измерений точно определены параметрами, точно определенными сетью. В настоящее время, например, в системах LTE проблемы мобильности и процедуры RA решены для больших сот, где UN не совершают постоянно передачи обслуживания от одной соты к другой. Вследствие этого в LTE, UD продолжает отслеживать AN макросоты и решает, какой из них обеспечивает наилучший сигнал. Однако, когда имеет место передача обслуживания, UD требуется создать соединение с новым AN посредством процедуры RA.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Задачей настоящего решения является предоставить решение, которое смягчает или решает недостатки и проблемы обыкновенных решений.
Согласно первому аспекту данного изобретения, вышеупомянутые и другие цели достигаются с помощью пользовательского устройства, содержащего приемопередатчик, выполненный с возможностью синхронизации с сетью радиосвязи; причем вышеуказанный приемопередатчик дополнительно выполнен с возможностью широковещательной передачи сигнала маяка, содержащего по меньшей мере один опорный сигнал, на одно или более устройств узлов доступа вышеуказанной сети радиосвязи.
Согласно второму аспекту данного изобретения, вышеупомянутые и другие цели достигаются с помощью устройства узла доступа для сети радиосвязи, причем вышеуказанное устройство узла доступа содержит:
приемопередатчик, выполненный с возможностью приема широковещательного сигнала маяка от пользовательского устройства, синхронизированного с вышеуказанной сетью радиосвязи; и
процессор, выполненный с возможностью получения информации из вышеуказанного принятого широковещательного сигнала маяка и использования вышеуказанной полученной информации в сетевой процедуре вышеуказанной сети радиосвязи.
Согласно третьему аспекту данного изобретения, вышеупомянутые и другие цели достигаются с помощью центрального контроллера сети для сети радиосвязи, причем центральный контроллер сети содержит:
приемопередатчик, выполненный с возможностью приема, по меньшей мере от одного устройства узла доступа вышеуказанной сети радиосвязи, информации, полученной из сигнала маяка, первоначально переданного посредством широковещательной передачи пользовательским устройством;
процессор, выполненный с возможностью на основе информации, принятой от вышеуказанного по меньшей мере одного устройства узла доступа, принятия решения, какое устройство узла доступа (или устройства узлов доступа) вышеуказанной сети радиосвязи должно соединиться с вышеуказанным пользовательским устройством, и сбора информации установки соединения, указывающей по меньшей мере одно устройство узла доступа вышеуказанной сети радиосвязи, с которым вышеуказанное пользовательское устройство должно создать соединение; и
при этом вышеуказанный приемопередатчик дополнительно выполнен с возможностью пересылки вышеуказанной информации установки соединения по меньшей мере на одно устройство узла доступа, которое должно создать соединение с вышеуказанным пользовательским устройством.
Согласно четвертому аспекту данного изобретения, вышеупомянутые и другие цели достигаются посредством способа в пользовательском устройстве, содержащего этапы:
синхронизации с сетью радиосвязи; и
широковещательной передачи сигнала маяка, содержащего по меньшей мере один опорный сигнал, на одно или более устройств узлов доступа вышеуказанной сети радиосвязи.
Согласно пятому аспекту данного изобретения, вышеупомянутые и другие цели достигаются посредством способа в устройстве узла доступа для сети радиосвязи, причем способ содержит этапы:
приема широковещательного сигнала маяка от пользовательского устройства, синхронизированного с вышеуказанной сетью радиосвязи;
получения информации из вышеуказанного принятого широковещательного сигнала маяка;
использования вышеуказанной полученной информации в сетевой процедуре вышеуказанной сети радиосвязи.
Согласно шестому аспекту данного изобретения, вышеупомянутые и другие цели достигаются посредством способа в центральном контроллере сети для сети радиосвязи, причем способ содержит этапы:
приема от множества устройств узлов доступа вышеуказанной информации сети радиосвязи, полученной из сигнала маяка, первоначально переданного посредством широковещательной передачи пользовательским устройством;
принятия решения на основе информации, принятой по меньшей мере от одного устройства узла доступа, какое устройство узла доступа должно соединиться с вышеуказанным пользовательским устройством;
сбора информации установки соединения, указывающей по меньшей мере одно устройство узла доступа вышеуказанной сети радиосвязи, с которым вышеуказанное пользовательское устройство должно создать соединение; и
пересылки вышеуказанной информации установки соединения по меньшей мере на одно устройство узла доступа, которое должно создать соединение с вышеуказанным пользовательским устройством.
Настоящее изобретение также относится к компьютерной программе, характеризующейся средством кода, которая при выполнении средством обработки предписывает вышеуказанному средству обработки исполнить любой способ согласно настоящему изобретению. К тому же данное изобретение также относится к компьютерному программному продукту, содержащему компьютерно-читаемый носитель и вышеуказанную упомянутую компьютерную программу, при этом вышеуказанная компьютерная программа включена в компьютерно-читаемый носитель, и содержит одно или более из группы: ROM (постоянная память), PROM (программируемая ROM), EPROM (стираемая PROM), flash-память, EEPROM (электрически стираемая PROM) и накопитель на жестких дисках.
Опорный сигнал является сигналом, чье содержимое отлично известно как отправителю, так и предназначенному приемнику на конце линии связи. Вследствие этого, опорный сигнал может, например, быть использован для определения коэффициентов канала, которые могут быть использованы для многочисленных вещей, включающих в себя выравнивание канала, предварительное кодирование, позиционирование, оценку качества сигнала, выбор схемы модуляции и кодирования, и т.д. С помощью опорного сигнала также возможно позиционирование UD.
Настоящее решение имеет по меньшей мере нижеследующие преимущества над обыкновенными решениями.
Уменьшенное энергопотребление в UD, так как сеть вместо UD может справляться с проблемами, относящимися к мобильности и качеству канала, посредством измерения настоящего сигнала маяка.
Обеспечивая возможность более быстрой процедуры RA, так как сеть дополнительно может сразу измерить размещение UD и канал во время процедуры RA и принять решение об обслуживающем(их) AN для UD. Настоящее решение вследствие этого также предполагает улучшенное позиционирование UD и предсказание перемещения UD благодаря сигналу маяка.
Более того, возможно улучшенное управление мобильностью, так как сеть может контролировать UD и направлять трафик данных посредством ближайшего(их) AN к UD. Это также означает упрощенную обработку UD и сигнализацию посредством сокрытия передач обслуживания от UD.
Варианты осуществления настоящего изобретения также обеспечивают возможность актуального CSI для усовершенствованного CoMP и способов многопользовательского многоканального входа - многоканального выхода на всех соседних AN в системах дуплексной передачи с временным разделением (TDD), включая оценки помех.
Более того, варианты осуществления настоящего изобретения также обеспечивают возможность более точной координации помех, так как каждая возможная линия связи хорошо известна, так как каждый AN может принимать маяки от всех UD в диапазоне маяка. Поэтому помехи могут координироваться, что улучшает спектральную эффективность. Это является важным аспектом для плотных сетей.
Согласно форме реализации по первому аспекту вышеуказанный сигнал маяка дополнительно содержит идентификационную информацию вышеуказанного пользовательского устройства. Когда сигнал маяка содержит идентификационную информацию, пользовательское устройство может быть идентифицировано, когда сигнал маяка не запланирован. Например, когда пользовательское устройство передает сигналы маяка на основе конкуренции, как в процедуре RA. Другой аспект состоит в том, что когда пользовательское устройство редко отправляет сигналы маяка только в целях отслеживания мобильности, пользовательское устройство может быть идентифицировано также после перемещения пользовательского устройства в другую зону.
Согласно форме реализации по первому аспекту вышеуказанный сигнал маяка дополнительно содержит один или более информационных элементов в группе, содержащей: возможности вышеуказанного пользовательского устройства, уровень мощности передачи вышеуказанного сигнала маяка, запас мощности для вышеуказанного сигнала маяка, информацию состояния канала, ассоциированную с вышеуказанным сигналом маяка, и идентификационную информацию поставщика услуг для вышеуказанного пользовательского устройства. Посредством включения информации о возможностях в сигнал маяка, сеть может знать, может ли она поддерживать пользовательское устройство или нет, например, в процедуре RA. Сигналы маяков могут также быть использованы для передачи информации об уровне мощности и запасе мощности, если мощностью передачи маяка управляют динамически. Если сеть требует информацию CSI из канала нисходящей линии связи, то маяк может передать информацию CSI. Суть с этим видом подачи маяка в системе TDD состоит в том, чтобы избавиться от отчетов информации CSI. Например, если пользовательское устройство отправляет отчеты CSI, сеть может иметь возможность оценки помех (утечки), испытываемых пользователем, исходящих от узлов доступа.
Согласно форме реализации по первому аспекту вышеуказанное пользовательское устройство выполнено с возможностью:
когда не соединено с каким-либо из устройств узлов доступа вышеуказанной сети радиосвязи, включения в себя идентификационной информации вышеуказанного пользовательского устройства в вышеуказанный сигнал маяка и передачи вышеуказанного сигнала маяка как части процедуры произвольного доступа; и
когда соединено по меньшей мере с одним устройством узла доступа вышеуказанной сети радиосвязи, несовершения включения вышеуказанной идентификационной информации в вышеуказанный сигнал маяка. Когда пользовательское устройство не известно сети, требуется некоторый идентификатор. Однако, когда пользовательское устройство соединено и запланировано, идентификатор будет потреблять физические ресурсы и вследствие этого исключается.
Согласно форме реализации по первому аспекту вышеуказанный приемопередатчик дополнительно выполнен с возможностью осуществления широковещательной передачи вышеуказанного сигнала маяка с использованием выделенного канала широковещательной передачи вышеуказанной сети радиосвязи. Посредством использования выделенного канала широковещательной передачи все узлы доступа в координируемой зоне могут принимать сигналы маяка, без необходимости сканирования всех доступных каналов.
Согласно форме реализации по первому аспекту вышеуказанный приемопередатчик дополнительно выполнен с возможностью: приема сигнала ответа маяка, включающего в себя информацию установки соединения, и создания соединения с (по меньшей мере одним узлом доступа из) вышеуказанной сетью радиосвязи на основе вышеуказанной информации установки соединения. Тем самым, может быть совершено соединение с пользовательским устройством. Сигнал ответа маяка может быть передан из узла доступа, с которым приемопередатчик должен соединиться, или может быть также передан другим узлом доступа вышеуказанной сети радиосвязи.
Согласно этой форме реализации вышеуказанный приемопередатчик дополнительно выполнен с возможностью: приема сигнала управления маяком, включающим в себя информацию управления интервалом передачи маяка, и
осуществления широковещательной передачи сигналов маяка согласно вышеуказанной информации управления интервалом передачи маяка. Тем самым, сигнализация маяка может быть оптимизирована, например, чтобы уменьшить служебные данные.
Согласно форме реализации по первому аспекту вышеуказанные сигналы маяка дополнительно содержат звуковые опорные сигналы.
Согласно форме реализации по второму аспекту вышеуказанная сетевая процедура содержит по меньшей мере одну из процедуры произвольного доступа, совместной процедуры для назначения обслуживающего устройства узла доступа вышеуказанному пользовательскому устройству, процедуры оценки канала, процедуры управления радиоресурсами или процедуры управления мобильностью вышеуказанного пользовательского устройства. Тем самым, информация в сигнале маяка может предпочтительным образом быть использована в разных сетевых процедурах.
Согласно форме реализации по второму аспекту вышеуказанный приемопередатчик дополнительно выполнен с возможностью передачи сигнала управления маяком в вышеуказанное пользовательское устройство, причем вышеуказанный сигнал управления содержит информацию управления интервалом передачи маяка. Тем самым, сигнализация маяка может быть оптимизирована, например, чтобы уменьшить служебные данные сигнализации.
Согласно форме реализации по второму аспекту вышеуказанный приемопередатчик дополнительно выполнен с возможностью пересылки вышеуказанной полученной информации на одно или более дополнительных устройств узлов доступа вышеуказанной сети радиосвязи, и приема дополнительной информации, полученной из вышеуказанного сигнала маяка, от одного или более дополнительных устройств узлов доступа вышеуказанной сети радиосвязи; и
вышеуказанный процессор выполнен с возможностью, на основе полученной информации и принятой информации, принятия решения, какое из устройств узлов доступа вышеуказанной сети радиосвязи должно соединиться с вышеуказанным пользовательским устройством. Тем самым, скоординированные сетевые процедуры могут быть выполнены распределенным образом, как например, скоординированное формирование луча, планирование ресурсов и управление помехами.
Согласно форме реализации по второму аспекту вышеуказанный приемопередатчик дополнительно выполнен с возможностью пересылки вышеуказанной полученной информации в центральный контроллер сети, и приема информации установки соединения из центрального контроллера сети, причем информация установки соединения указывает по меньшей мере одно устройство узла доступа вышеуказанной сети радиосвязи, с которым вышеуказанное пользовательское устройство должно создать соединение. Тем самым, скоординированные сетевые процедуры могут быть выполнены централизованным образом, как например, скоординированное формирование луча, планирование ресурсов и управление помехами.
Согласно форме реализации по второму аспекту вышеуказанный приемопередатчик дополнительно выполнен с возможностью передачи сигнала ответа маяка в вышеуказанное пользовательское устройство, причем вышеуказанный сигнал ответа маяка содержит информацию установки соединения, указывающую по меньшей мере одно устройство узла доступа вышеуказанной сети радиосвязи, с которым вышеуказанное пользовательское устройство должно создать соединение.
Следует понимать, что настоящие способы могут быть модифицированы, с необходимыми изменениями, чтобы полностью соответствовать всем вариантам осуществления настоящего устройства передатчика и устройства приемника.
Следует отметить, что дополнительные применения и преимущества данного изобретения будут понятны из нижеследующего подробного описания.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Прилагаемые чертежи предназначены для пояснения и разъяснения разных вариантов осуществления настоящего изобретения, на которых:
- Фиг. 1 показывает пользовательское устройство согласно варианту осуществления настоящего изобретения;
- Фиг. 2 показывает способ в пользовательском устройстве согласно варианту осуществления настоящего изобретения;
- Фиг. 3 показывает устройство узла доступа согласно варианту осуществления настоящего изобретения;
- Фиг. 4 показывает способ в устройстве узла доступа согласно варианту осуществления настоящего изобретения;
- Фиг. 5 иллюстрирует пользовательское устройство, осуществляющее широковещательную передачу сигналов маяка в системе беспроводной связи, и как множество AN принимает сигнал маяка;
- Фиг. 6 показывает центральный контроллер сети согласно варианту осуществления настоящего изобретения;
- Фиг. 7 показывает способ в центральном контроллере сети согласно варианту осуществления настоящего изобретения;
- Фиг. 8 иллюстрирует пример сигнализации маяка в ячеистой сети AN;
- Фиг. 9 иллюстрирует пример сигнализации маяка с помощью центрального контроллера сети;
- Фиг. 10 иллюстрирует другой пример сигнализации маяка в ячеистой сети AN;
- Фиг. 11 иллюстрирует пример сигнализации маяка с помощью центрального контроллера сети; и
- Фиг. 12 показывает результаты измерения эксплуатационных характеристик вариантов осуществления настоящего изобретения.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ
В будущем плотное развертывание сотовых сетей будет одним ключевым аспектом для увеличения пропускной способности сети и скоростей передачи данных. Существующие системы беспроводных сотовых сетей опираются на измерения UD (пользовательского устройства) при проблемах мобильности, UD должен постоянно измерять свою и соседние соты, так UD может выбрать лучших кандидатов на роль обслуживающей соты и сообщить измерения в сеть. Так как AN не может передать или принять данные во время промежутка измерения, это неэффективно, и измерение во время промежутков измерений, помещенных во время простоя прерывистого приема (DRX), потребляет энергию. Дополнительно тяжелые процессы передачи обслуживания и создания соединения потребляют временные и частотные ресурсы и энергию.
Также ожидается, что ожидается одновременное обслуживание UD многочисленными AN, вместо одиночного AN. Это тогда гораздо более эффективно и иногда даже необходимо для сети иметь полное управление над тем, какие AN должны обслуживать конкретное UD. В таких сценариях для UD будет затратно в вычислительном отношении и неэффективно продолжать отслеживать все AN и предоставлять результаты измерений для сети. Вследствие этого идея передачи обслуживания должна быть переосмыслена, чтобы обеспечить возможность бесперебойной мобильности, даже для UD с высокой скоростью. В дополнение, при плотных развертываниях с расстояниями между AN меньшими, чем 100 метров, разница тактирования UL/DL является незначительной и с ней можно справиться с помощью только циклического префикса. Вследствие этого, нет необходимости для UD получать начальное опережение тактирования UL посредством процедуры RA, как это совершается в настоящее время в LTE после каждой передачи обслуживания.
Вследствие этого, варианты осуществления настоящего изобретения обеспечивают возможность ориентированного на UD, а не обыкновенного ориентированного на соту или ориентированного на сеть, управления радиосетью. Целью является перенести нагрузку управления мобильностью с UD на радиосеть. Таким образом, UD уменьшают потребление энергии, и сеть способна обслуживать UD самым лучшим образом без дополнительной сигнализации для переноса измерений UD или информации управления на UD, чтобы справиться с изменениями соты. Это означает, что UD не требуется знать о "соте", или скорее о AN, который(е) обслуживает(ют) UD. При ориентированном на UD подходе с многопользовательским многоканальным входом - многоканальным выходом (MU-MIMO) идея соты становится необязательной.
Пользовательское устройство (UD) в этом раскрытии должно означать любое устройство связи, которое скомпоновано для соединения с системой беспроводной связи для связи. Примерами таких устройств являются мобильные телефоны, интеллектуальные телефоны, планшетные компьютеры, переносные компьютеры и т.д.
Как упомянуто выше, предложенное решение делает процедуру RA и мобильность UD, например, в сетях с плотным развертыванием небольших сот, более быстрой. Для UD нет необходимости выполнять измерения сети в целях передачи обслуживания, и процедура RA необязательна после каждой передачи обслуживания - только во время начального создания соединения с сетью. Пока соединено с сетью, UD требуется только знать, в какое время ожидается его передача, и посредством приема настоящих сигналов маяка от UD в обозначенные моменты времени сеть заботится о необходимых параметрах обслуживания. Предложенная идея является очень полезной в системах TDD, так как она обеспечивает возможность использования взаимности канала для оценки информации состояния канала (CSI) нисходящей линии связи (DL) (соответствующей качеству канала) на основе сигналов маяка UL, и явная обратная связь CSI не требуется. Однако следует указать, что варианты осуществления настоящего изобретения не ограничены системами TDD.
Сущность вариантов осуществления настоящего изобретения лежит в неэффективности обыкновенных способов, чтобы справиться с созданием соединения и мобильностью UD в беспроводных сотовых сетях. Обыкновенные технологии спроектированы для сот со слишком большим радиусом, где UD обычно не совершает постоянно передачи обслуживания. Однако в будущих системах уплотнение сотовых сетей является одним ключевым аспектом, чтобы обеспечить высокие скорости передачи данных и чтобы справиться с возрастающим числом UD в густо населенных зонах, таких как городские зоны. В таких радиосетях изобретатели поняли, что для сети более эффективно знать о UD, в противоположность тому, что каждое отдельное UD пытается решить, какой из потенциально перекрывающихся AN или сетей UD должен использовать согласно обыкновенным решениям. Вследствие этого, варианты осуществления настоящего изобретения предусматривают, среди прочего, более эффективные способы для создания соединения и управления мобильностью, по сравнению с обыкновенными решениями.
Настоящая идея беспроводной сети, ориентированной на UD, опирается на мобильность, управляемую сетью, и создание соединения. Это основано на сигналах маяка, широковещательная передача которых осуществляется посредством UD, исходя из которых возможный контроллер сети и/или (соседние) AN сети могут измерить размещение UD и выбрать наилучший обслуживающий AN или набор многочисленных обслуживающих AN для конкретного UD. Дополнительно, помехи между AN могут координироваться центральным контроллером сети, который будет знать расположение, качество сигнала и предсказанное перемещение UD сети. В качестве альтернативы, AN могут делиться информацией между соседними AN и координировать мобильность UD без объекта контроллера более высокого порядка распределенным образом.
Варианты осуществления настоящего изобретения опираются на различные широковещательные сигналы маяка, которые не выделены для конкретного AN приемника. Широковещательная передача сигналов маяка осуществляется посредством UD для обеспечения возможности управления сетью, ориентированное на UD. Вследствие этого согласно варианту осуществления может быть осуществлена широковещательная передача сигнала маяка в выделенном канале широковещательной передачи сети радиосвязи. К тому же, сигнал маяка может также содержать данные управления для другого аспекта сети, такого как запрос планирования, и т.д.
Фиг. 1 показывает UD 10 согласно варианту осуществления настоящего изобретения. UD 10 содержит приемопередатчик 11, выполненный с возможностью синхронизации с сетью 20 радиосвязи (показано на Фиг. 5). Приемопередатчик 11 дополнительно выполнен с возможностью широковещательной передачи сигнала маяка, содержащего по меньшей мере один опорный сигнал, на одно или более устройств 30 узлов доступа сети 20 радиосвязи. На Фиг. 1 UD содержит блок передающей антенны (Tx), который используется для передач сигнала маяка.
Фиг. 2 иллюстрирует схему последовательности операций для соответствующего способа в UD 10. Настоящий способ содержит этапы:
- 100 Синхронизации с сетью радиосвязи; и
- 110 Широковещательной передачи сигнала маяка, содержащего по меньшей мере один опорный сигнал, на одно или более устройств узлов доступа вышеуказанной сети радиосвязи.
Кроме того, Фиг. 3 показывает AN 30 согласно варианту осуществления настоящего изобретения. AN 30 содержит приемопередатчик 31, выполненный с возможностью приема широковещательного сигнала маяка от пользовательского устройства 10, синхронизированного с сетью 20 радиосвязи. AN дополнительно содержит процессор 32, выполненный с возможностью получения информации из принятого широковещательного сигнала маяка и использования полученной информации в сетевой процедуре сети 20 радиосвязи. AN 30 также содержит в этом примере блок принимающей антенны (Rx) для приема сигналов маяка от одного или более UD. AN является устройством радиосети, посредством которого UD может осуществлять доступ к сети. Вследствие этого, AN является частью сети и имеет функции и способности для обеспечения такого соединения. Он, например, может быть базовой станцией, блоком радиостанции и т.д.
Сетевой процедурой может быть по меньшей мере одна из процедуры произвольного доступа, совместной процедуры для назначения обслуживающего устройства AN пользовательскому устройству 10, процедуры оценки канала, процедуры управления радиоресурсами или процедуры управления мобильностью вышеуказанного пользовательского устройства 10.
Фиг. 4 иллюстрирует схему последовательности операций для соответствующего способа в AN 30 согласно варианту осуществления настоящего изобретения. Настоящий способ содержит этапы:
- 300 Приема широковещательного сигнала маяка от пользовательского устройства, синхронизированного с вышеуказанной сетью радиосвязи;
- 310 Получения информации из вышеуказанного принятого широковещательного сигнала маяка; и
- 320 Использования вышеуказанной полученной информации в сетевой процедуре вышеуказанной сети радиосвязи.
Фиг. 5 показывает, как UD 10 осуществляет широковещательную передачу сигналов маяка в системе беспроводной связи, включающей в себя радиосеть 20, на одно или более AN радиосети, которая имеет интерфейсы связи между разными устройствами сети. UD 10 осуществляет широковещательную передачу сигнала маяка, например, в выделенном канале широковещательной передачи маяка. AN 30a, 30b, 30c принимают в этом случае сигнал маяка и используют информацию в сигнале маяка для любой подходящей сетевой процедуры. На Фиг. 5 также центральный контроллер 40 сети является частью радиосети 20. AN 30a, 30b, 30c могут переслать информацию в сигнале маяка центральному контроллеру 40 сети, который может назначить один или более AN для UD посредством осуществления выбора AN, определения информации установки соединения и сигнализации информации установки соединения выбранным AN. Выбранный AN может после приема информации установки соединения инициировать релевантную(ые) сетевую(ые) процедуру(ы).
Однако, если сетевой процедурой является RA, должен быть по меньшей мере некоторый временный идентификатор в сигнале маяка, что означает, что сигнал маяка дополнительно содержит идентификационную информацию UD согласно варианту осуществления.
Как только UD соединился с радиосетью, сигналы маяка могут быть запланированы (сетью), и тогда достаточно только конкретного сообщения опорного сигнала, чтобы сделать измерения и продолжить отслеживать UD системы. Кроме того, сигнал маяка может содержать звуковые опорные сигналы (SRS) в качестве опорных сигналов, например, когда такой вариант осуществления используется с существующей технологией LTE.
Кроме того, когда UD находится в подсоединенном режиме (или в некотором другом режиме, где пользователь идентифицирован), могут быть, например, запланированные маяки, использующие лишь несколько поднесущих, так UD могут быть эффективно локализованы и спланированы в пространственной области, и, например, другой сигнал маяка, отправленный посредством кандидатов на планирование, использующий весь диапазон или некоторый поддиапазон. Посредством приема и измерения этих более широких маяков, AN 30 или центральный контроллер 40 сети может дополнительно оптимизировать решения динамического планирования и точно вычислить прекодеры, например, для MU-MIMO или CoMP передач.
Согласно варианту осуществления, UD выполнен с возможностью: когда не соединено с каким-либо из устройств узлов доступа, включения в себя идентификационной информации UD в сигнал маяка и передачи сигнала маяка как части процедуры RA; и когда соединено по меньшей мере с одним устройством AN, не совершения включения вышеуказанной идентификационной информации в вышеуказанный сигнал маяка.
Например, после того как UD был синхронизирован с сетью и принял необходимую системную информацию, UD запускает создание соединения посредством отправки "сообщения RA-маяка" в канале произвольного доступа, точно определенного сетью. Назначения частоты и времени для этого канала RA получают из системной информации, принятой до запуска процедуры RA. Для канала произвольного доступа (RACH), например, может быть использован некоторый временной слот всего диапазона, так сеть может измерить и оценить эффективность использования полной полосы пропускания системы для UD. Одновременно сеть может обновить CSI на всех взаимодействующих AN в приделах диапазона.
Сигнал маяка для RA может содержать индивидуальный идентификатор (ID) UD, возможно также возможности UD и опорный сигнал, или он может содержать лишь сгенерированную последовательность преамбул и опорный сигнал (но маяк не адресован определенному AN, т.е. свободен от адреса назначения).
В качестве альтернативы, сигнал маяка для RA может также включать в себя адрес или идентификационную информацию поставщика услуг (SP), ассоциированного с UD. Это обеспечит SP возможность достижения UN для трафика DL. Когда AN обнаруживает сигнал маяка для RA, он может переслать информацию, полученную из сигнала маяка, центральному контроллеру сети (соединенному со всеми AN в определенной области), который ожидает небольшой период времени, для того, чтобы обнаружить, приняли ли другие AN тот же сигнал маяка для RA и переслали ли информацию центральному контроллеру. После этого, центральный контроллер может выбрать наилучшую обслуживающую соту (покрываемую посредством AN) или набор многочисленных обслуживающих сот (покрываемых множеством AN) для UD, например, в случае CoMP, на основе опорного сигнала измерения, предоставленного посредством AN. Потом, выбирается один AN для отправки подтверждений (таких как сигнал ответа маяка) на UD. Такой сигнал ответа маяка может, но необязательно, указывать один или более AN, с которым UD должно создать соединение. AN, который отправляет такой сигнал ответа маяка, необязательно должен быть одним из AN, с которым UN должен соединиться, но он может таковым быть.
Соответственно, варианты осуществления настоящего изобретения также относятся к центральному контроллеру 40 сети для сети 20 радиосвязи. Со ссылкой на Фиг. 6, центральный контроллер 40 сети содержит приемопередатчик 41, выполненный с возможностью приема, по меньшей мере от одного устройства 30 узла доступа сети 20 радиосвязи, информации, полученной из сигнала маяка, первоначально переданного посредством широковещательной передачи пользовательским устройством 10. Центральный контроллер 40 сети дополнительно включает в себя процессор 42, выполненный с возможностью, на основе информации, принятой по меньшей мере от одного устройства 30 узла доступа, принятия решения, какое устройство узла доступа должно соединиться с пользовательским устройством 10, и сбора информации установки соединения, указывающей по меньшей мере одно устройство узла доступа сети 20 радиосвязи, с которым пользовательское устройство 10 должно создать соединение. К тому же, приемопередатчик 41 также выполнен с возможностью пересылки информации установки соединения по меньшей мере с одним устройством 30 узла доступа, которое должно создать соединение с пользовательским устройством 10.
Фиг. 7 иллюстрирует схему последовательности операций для соответствующего способа в центральном контроллере 40 сети. Настоящий способ содержит этапы:
- 400 Приема от множества устройств узлов доступа вышеуказанной информации сети радиосвязи, полученной из сигнала маяка, первоначально переданного посредством широковещательной передачи пользовательским устройством;
- 410 Принятия решения на основе информации, принятой по меньшей мере от одного устройства узла доступа, какое устройство узла доступа должно соединиться с вышеуказанным пользовательским устройством;
- 415 Сбора информации установки соединения, указывающей по меньшей мере одно устройство узла доступа вышеуказанной сети радиосвязи, с которым вышеуказанное пользовательское устройство должно создать соединение;
- 420 Пересылки вышеуказанной информации установки соединения по меньшей мере на одно устройство узла доступа, которое должно создать соединение с вышеуказанным пользовательским устройством.
Согласно дополнительным вариантам осуществления, например, в сценарии CoMP, приемопередатчик может переслать информацию установки соединения множеству устройств узлов доступа, которые должны создать соединение с пользовательским устройством 10.
Как упомянуто выше, Фиг. 5 также показывает, как AN пересылают информацию, полученную из принятых сигналов маяка, центральному контроллеру 40 сети, который после соответствующей обработки пересылает информацию установки соединения по меньшей мере одному устройству узла доступа, которое должно создать соединение с пользовательским устройством 10. Настоящий AN вследствие этого дополнительно выполнен с возможностью приема информации установки соединения и соединения с UD согласно информации установки соединения.
Опционально, подтверждение должно быть передано CoMP-образом от всех AN, которые приняли RA-маяк с достаточным качеством сигнала, который обеспечивает возможность оценки канала.
Другим решением является использовать более распределенный подход (в котором центральный контроллер не предусмотрен), где AN могут совместно решать между соседними AN, какой один из них является наилучшим для обслуживания каждого UD. Следует отметить, что подтверждение в этом случае не требуется отправлять сразу после приема сигнала маяка, а скорее в более позднее временное окно, зарезервированное для этой цели. Это обеспечивает возможность принятия решения об обслуживающем AN либо централизованным, либо распределенным образом.
Более того, во время RA, UD может либо i) использовать измерения на основе опорного сигнала сети для аппроксимации правильной мощности передачи, либо ii) использовать фиксированную мощность для сигналов RA-маяка, либо iii) использовать постепенное повышение мощности, пока не будет принят ответ. Вследствие этого, эта информация может быть включена в настоящий сигнал маяка.
Дополнительно, UD может включать в себя информацию об уровне мощности передачи или запасе мощности в сигнал маяка для более точного управления мощностью передачи, приводимого в действие сетью, например, посредством сообщений подтверждения/ответа от AN. Чтобы избежать коллизий, может быть использовано произвольное время отсрочки, если сигнал ответа маяка не получен вовремя. Сигнал ответа маяка, отправленный от AN на UD, может содержать назначение для запроса RRC-соединения, или сеть может передать установку RRC-соединения без отдельного запроса, использующего точно определенные временные/частотные ресурсы.
Когда RRC-соединение создано, UD может запустить отправку маяка звукового опорного сигнала (SRS) (или любых других подходящих опорных сигналов) в радиосеть в точно определенных временных/частотных слотах. SRS-маяки планируются сетью и должны содержать пилот-сигнал, исходя из которого сеть может оценить состояния каналов UD. Чтобы получить более эффективное использование полосы для SRS-маяков также может быть использовано скачкообразное изменение частоты или псевдоортогональные коды. Однако, в действительно плотных сетях только с несколькими UD на каждый AN, может быть полезно использовать всю рабочую полосу пропускания для передач маяков в определенных временных слотах для точных измерений каналов. С другой стороны, при отслеживании перемещения мобильного устройства в режиме ожидания, или если должно быть осуществлено планирование многочисленных UD для одного периода подачи маяка, также может быть использован множественный доступ посредством, например, OFDMA, объединенного со скачкообразным изменением частоты.
SRS-маяки могут быть приняты и пересланы центральному контроллеру всеми AN в диапазоне приема. Центральный контроллер может иметь возможность планирования SRS-маяков, так что коллизии между ближайшими UD не должны случаться. На основе информации подачи маяка, принятой от многочисленных AN, центральный контроллер может затем измерить качество сигнала восходящей линии связи UN, расположение, предсказать перемещение UN, предсказать помехи DL для других UN и выбрать соответствующие режимы взаимодействия DL/UL для AN соответственно.
Оценка расположения может быть основана, например, на трилатерации с использованием доступной информации (силы сигнала, времени прибытия и т.д.). Перемещение UD может быть предсказано, например, на основе истории расположений, или оцененных скоростей исходя из наблюдаемых доплеровских сдвигов в принятых сигналах маяка. Помехи между сотами могут быть оценены на основе того факта, что AN могут оценить CSI для каждого UD исходя из SRS-маяков. Это обеспечивает им возможность (или центральному контроллеру) оценки величины помех (утечки), накладываемых DL-передачами на UD, которые не обслуживаются конкретными AN. Таким образом, центральный контроллер может руководить антеннами AN, выполнить решения о передачи обслуживания, координацию помех между сотами и переслать передаваемые данные правильным AN. В качестве альтернативы, может быть использован ячеистый подход (без центрального контроллера), и AN могут справляться с проблемами мобильности UN посредством осуществления связи с соседними AN.
Интервал сигналов маяка, широковещательная передача которых осуществляется посредством UD, может быть динамическим и может управляться радиосетью согласно варианту осуществления. Вследствие этого, настоящий AN может быть дополнительно выполнен с возможностью передачи сигнала управления маяком на пользовательское устройство 10, который включает в себя информацию управления интервалом передачи маяка. UD 10 принимает сигнал управления маяком и осуществляет широковещательную передачу сигналов маяка согласно вышеуказанной информации управления интервалом передачи маяка, содержащейся в принятом сигнале управления маяком.
Поэтому, более частый интервал передачи маяка может быть назначен UD с высокой мобильностью. С другой стороны, стационарные UD, такие как инфраструктурные датчики (например, измерители мощности, и т.д.) не потребуют таких частых интервалов передачи маяка. Также разные типы сигналов маяка с разными интервалами могут быть использованы, например, между режимом ожидания и подсоединенным режимом, т.е. относиться к циклу прерывистой передачи UD.
Посредством приема и измерения сигналов маяка, широковещательная передача которых осуществляется посредством UD системы, радиосеть может сформировать динамическую карту на основе размещений UD и испытываемых помех, что может быть использовано для адаптации линии связи и таким образом уменьшения потребности UD при измерениях и сообщении об измерениях радиосети.
Фиг. 8-11 иллюстрируют примеры, как сообщения маяка из UD могут быть использованы при плотном развертывании небольших сот. Примеры на Фиг. 8 и 9 показывают использование случая, когда RA-маяк включает в себя по меньшей мере уникальный UD ID и возможности UD, такие как поддерживаемые полосы частот, поддерживаемые протоколы связи и т.д.
Когда UD без созданного RRC-соединения запускает создание соединения, UD запускает отправку сигналов маяка для RA с использованием частотных и временных ресурсов, выделенных для передач с произвольным доступом. UD может получить слоты ресурсов RA, например, посредством получения блоков системной информации, периодически передаваемых посредством AN. Как только один или многочисленные AN обнаруживают UD, RRC-соединение может быть создано. UD с RRC-соединением может запустить отправку маяков опорных сигналов на назначенных частотных и временных ресурсах, так что AN могут продолжить отслеживать UD и измерять состояния канала для него. На Фиг. 8 и 10 AN находятся в сети, на подобии ячеистой. На Фиг. 9 и 11 радиосеть управляется центральным объектом управления.
На Фиг. 8 UD 10 осуществляет широковещательную передачу сигнала RA-маяка, который принимается одним или более AN 30. На F8:1 UD ожидает ответ RA-маяка и повторно передает маяк после времени отсрочки, если ответ не принят. На F8:2 назначается один AN для принятия контекста UD и создания соединения с UD. На F8:3 UD 10 имеет выделенные RRC-параметры, и UD 10 может запустить отправку SRS-маяков. На F8:4 UD 10 передает периодические SRS-маяки согласно выделенным RRC-параметрам или разрешениям назначения маяка, смешанным с передачами данных. На F8:5 соседние AN делятся измерениями SRS-маяков и результатами загрузки. Передача обслуживания может быть запрошена посредством AN, который может лучше обслужить UD 10.
На Фиг. 9 UD 10 осуществляет широковещательную передачу сигнала RA-маяка, который принимается одним или более AN 30. На F9:1 UD 10 ожидает ответ RA-маяка и повторно передает маяк после времени отсрочки, если ответ не принят. На F9:2 каждый AN 30, который принял маяк, пересылает информацию RA-маяка центральному контроллеру 40 сети. Информация может содержать параметры, как например, время приема, уровень сигнала, SP ID, UD ID и т.д. На F9:3 контроллер ожидает, получили ли некоторые другие AN тот же маяк с более лучшим качеством сигнала, и ответ идет через наилучший AN гиперсоты. На F9:4 назначается один AN для принятия контекста UD и создания соединения с UD 10. На F9:5 UD 10 передает периодические SRS-маяки согласно выделенным RRC-параметрам или разрешениям назначения маяка, смешанным с передачами данных. На F9:6 каждый AN пересылает информацию SRS-маяка контроллеру 40. На F9:7 контроллер 40 собирает маяки от AN и принимает решения о мобильности для UD на основе измерений SRS-маяков. В качестве примера, контроллер 40 может инициировать передачу обслуживания UD 10 от одного AN другому на основе измерений SRS-маяков.
На Фиг. 10 UD 10 осуществляет широковещательную передачу сигнала RA-маяка, который принимается одним или более AN 30. На F10:1 UD ожидает ответ RA-маяка (который может включать в себя UD ID, запрос RRC-соединения и т.д.) и повторно передает маяк после времени отсрочки, если ответ не принят. На F10:2 назначается один AN для принятия контекста UD и создания соединения с UD. На F10:3 UD 10 имеет выделенные RRC-параметры, и UD 10 может запустить отправку SRS-маяков. На F10:4 UD передает периодические SRS-маяки согласно выделенным RRC-параметрам или разрешениям назначения маяка, смешанным с передачами данных. На F10:5 соседние AN делятся измерением SRS-маяка и результатами загрузки. Передача обслуживания может быть запрошена посредством AN, который может лучше обслужить UD 10.
На Фиг. 11 UD 10 осуществляет широковещательную передачу сигнала RA-маяка, который принимается одним или более AN 30. На F11:1 UD 10 ожидает ответ RA-маяка и повторно передает маяк после времени отсрочки, если ответ не принят. На F11:2 каждый AN пересылает информацию RA-маяка контроллеру 40. Информация может содержать параметры, как например, время приема, уровень сигнала, SP ID, UN ID и т.д. На F11:3 контроллер ожидает, получили ли некоторые другие AN тот же маяк с более лучшим качеством сигнала, и ответ идет через наилучший AN гиперсоты. На F11:4 назначается один AN для принятия контекста UD и создания соединения с UD. На F11:5 UD имеет выделенные RRC-параметры, и UD может запустить отправку SRS-маяков. На F11:6 UD передает периодические SRS-маяки согласно выделенным RRC-параметрам или разрешениям назначения маяка, смешанным с передачами данных. На F11:7 каждый AN пересылает SRS-маяк контроллеру. На F11:8 контроллер собирает маяки от AN и принимает решения о мобильности для UD на основе измерений SRS-маяков.
На Фиг. 8 и 9 UD использует сигналы маяка для RA, включающие в себя требуемую информацию UD, так чтобы сеть могла идентифицировать UD.
В примерах на Фиг. 10 и 11, проиллюстрирован случай с UD, когда сигнал маяка для RA включает в себя по меньшей мере последовательность преамбул RA, включающую в себя сгенерированный произвольный идентификатор UN. Функциональные различия между примерами на Фиг. 8-11 состоят в создании RRC-соединения. На Фиг. 8 и 9, UD имеют предварительно заданные идентификаторы, и вследствие этого коллизии, где один и тот же AN принимает две или более преамбул с одинаковым идентификатором, должны быть невозможны. Если произвольная последовательность преамбул выбирается произвольно, возможно, что два UD прекращают использование одинакового идентификатора. Вследствие этого, на Фиг. 9 и 10 учитываются случаи коллизий для преамбул. Например, если два UD прекращают отправку запроса RRC-соединения в одно и то же время, только один из них получит ответ. Другое UD запустит процедуру RA сначала после произвольного времени отсрочки.
На Фиг. 8 и 10 UD отправляют больше сигналов маяка, подобных преамбуле LTE RA, для RA. Как только AN обнаруживает UD, пытающееся создать RRC-соединение, AN запускает процесс опознавания, так что для UD может быть назначен уникальный идентификатор, и может быть создано RRC-соединение. На Фиг. 9 и 11 отдельный узел 40 контроллера принимает информацию маяка и принимает решения об обслуживающем AN или многочисленных обслуживающих AN для радиосети.
В нижеследующем, было вычислено сравнение энергопотребления между LTE и предложенным решением. Предполагается, что LTE UD (или скорее UE в терминологии LTE) сообщает свои CSI/PMI/RI по PUCCH каждые 10 мс только в течение времени активности, и интервал промежутка измерения составляет 40 мс. Предположением является то, что промежутки измерений будут помещены в период простоя DRX, если возможно. Время активности DRX задается в 1 мс, так цикл DRX в 1 мс означает постоянный DL-прием. Для сети, которая будет использовать маяки для мобильности UN и оценки канала, UD будет в этом примере отправлять подачу маяка в всего 10 мкс каждую 1 мс в течение времени активности и подачу маяка в 10 мкс каждые 100 мс в течение возможности для DRX (т.е. возможности для сна UD). Результаты показаны на Фиг. 12.
На Фиг. 12 может быть видно, что даже если TX потребляет больше энергии, чем RX, подача маяка фактически может потреблять достаточно малую величину энергии по сравнению с частым сообщением CSI и использованием промежутка измерения. Это из-за относительно малого рабочего цикла. Во время постоянного приема энергопотребление равно этим параметрам.
Варианты осуществления настоящего изобретения предназначены для грядущего развертывания способов радиодоступа (RAT), но они также могут быть использованы в будущих версиях существующих систем на подобии LTE. Дополнительно для LTE, будет представлен новый аналогичный вид функциональной возможности передачи обслуживания, который будет обеспечивать радиосети возможность справляться с мобильностью UD между сотами без знания UN о передачах обслуживания. Причина состоит в том, что LTE требует измерения UE, и процедура сообщения и передачи обслуживания имеет слишком много сигнализации и задержек в этой системе. Обычно начитается с того, что с помощью LTE только стационарные UE могут обслуживаться с помощью небольших сот. Однако в будущих системах связи также должна быть обеспечена возможность поддержки быстрой мобильности для плотных развертываний небольших сот, или без образования в дальнейшем обыкновенных сот, только зон управления или так называемых "гиперсот".
Как описано выше, настоящий сигнал маяка может содержать различные информационные элементы (как UD ID, информацию о возможностях UD, уровень мощности TX или запас мощности, CSI, опорный сигнал и т.д.), нужные сети, и может быть несколько видов маяков для различных целей, как RA, режим ожидания и подсоединенный режим, время активности и возможность для времени DRX, например. Интервал передачи маяка может управляться сетью динамически, так UD с высокой мобильностью отправляют маяки более часто, чтобы предоставить сети более точную информацию о размещении. Если UD не перемещается, или UD находится в режиме ожидания, UD может отправлять сигналы маяка менее часто для оптимизации энергопотребления и использования спектра.
Также понятно, что все варианты осуществления настоящих UD, AN и центрального контроллера сети имеют соответствующие способы, которые являются частью настоящего решения.
Кроме того, любой способ согласно варианту осуществления настоящего изобретения может быть реализован в компьютерной программе, имеющей средство кода, которая при выполнении средством обработки предписывает средству обработки исполнить этапы способа. Компьютерная программа включена в компьютерно-читаемый носитель компьютерного программного продукта. Компьютерно-читаемый носитель может содержать по существу любую память, такую как ROM (постоянная память), PROM (программируемая постоянная память), EPROM (стираемая PROM), flash-память, EEPROM (электрически стираемая PROM), или накопитель на жестких дисках.
Более того, специалисту в данной области техники понятно, что настоящие устройства содержат необходимые возможности связи в форме, например, функций, средств, блоков, элементов и т.д., для выполнения настоящего решения. Примерами других таких средств, блоков, элементов и функции являются: процессоры, память, приемопередатчики, управляющая логика, кодеры, декодеры, блоки отображения, блоки умножения, блоки принятия решений, блоки осуществления выбора, переключатели, переключатели, обратные переключатели, модуляторы, демодуляторы, блоки ввода, блоки вывода, антенны, усилители, блок RX, блок TX, DSP, MSD, TCM-кодер, TCM-декодер, интерфейсы, протоколы связи и т.д., которые соответствующим образом скомпонованы вместе.
Особенно, процессоры настоящих устройств могут содержать, например, один или более экземпляров центрального процессора (CPU), блока обработки, схемы обработки, процессора, специализированной интегральной схемы (ASIC), микропроцессора или другой обрабатывающей логики, которая может интерпретировать и исполнять инструкции. Выражение "процессор" может таким образом представлять собой компоновку схем обработки, содержащую множество схем обработки, таких как, например, любые, некоторые или все из схем, упомянутых выше. Компоновка схем обработки может дополнительно выполнять функции обработки данных для ввода, вывода и обработки данных, содержащие функции буферизации данных и управления устройством, такие как управление обработкой вызовов, управление пользовательским интерфейсом или подобные.
Наконец, следует понимать, что настоящее изобретение не ограничивается вариантами осуществления, описанными выше, но также относится ко всем вариантам осуществления и включает их в себя в рамках объема приложенных независимых пунктов формулы изобретения.