Спосіб та система для синхронізації бездротових систем, які працюють із перекриванням

Номер патенту: 96434

Опубліковано: 10.11.2011

Автор: Кордейро Карлос

Завантажити PDF файл.

Формула / Реферат

1. Перша базова станція (120), виконана з можливістю здійснення зв'язку або обміну даними з множиною перших віддалених абонентських пристроїв із застосуванням першого бездротового протоколу та першого спектра частот, і виконана з можливістю співіснування з віддаленою бездротовою системою, яка має віддалену базову станцію, виконану з можливістю здійснення зв'язку або обміну даними з множиною других віддалених абонентських пристроїв із застосуванням того ж самого першого бездротового протоколу та того ж самого першого спектра частот, причому ця перша базова станція включає в себе:

пристрій (250) фізичного рівня (PHY), виконаний з можливістю передавання та приймання бездротових сигналів першого протоколу та першого спектра частот;

пристрій (240) блокування, з'єднаний із пристроєм PHY і виконаний з можливістю заборони пристрою PHY здійснювати передавання тоді, коли пристрій PHY виявляє "чужі" бездротові сигнали, що передаються або віддаленою базовою станцією, або другим віддаленим абонентським пристроєм, або й тим, й іншим; та

пристрій (230) рівня керування доступом до середовища (МАС), з'єднаний з пристроєм PHY-рівня і виконаний з можливістю приймання згаданих "чужих" бездротових сигналів від пристрою PHY-рівня, причому пристрій МАС-рівня включає в себе пристрій (232) оцінювання часових параметрів протоколу, виконаний з можливістю оцінювання, на основі згаданих прийнятих бездротових сигналів, часових параметрів протоколу того сигналу, що передається віддаленою базовою станцією та/або другим віддаленим абонентським пристроєм, причому пристрій МАС-рівня виконаний також з можливістю регулювання часових параметрів власного протоколу першої базової станції таким чином, щоб зменшувати взаємні перешкоди між сигналами першої базової станції та віддаленої бездротової системи.

2. Перша базова станція за п. 1, яка відрізняється тим, що пристрій МАС-рівня включає в себе пристрій (234) синхронізації, виконаний з можливістю регулювання часових параметрів власного протоколу першої базової станції таким чином, щоб узгоджувати межі кадрів сигналів, що передаються першою базовою станцією, з межами кадрів сигналів, що передаються віддаленою базовою станцією.

3. Перша базова станція за п. 1, яка відрізняється тим, що пристрій МАС-рівня включає в себе пристрій (234) синхронізації, виконаний з можливістю регулювання часових параметрів власного протоколу першої базової станції таким чином, щоб межі суперкадрів сигналів, що передаються першою базовою станцією, узгоджувалися з межами суперкадрів сигналів, що передаються віддаленою базовою станцією.

4. Перша базова станція за п. 1, яка відрізняється тим, що пристрій блокування виконаний з можливістю заборони пристрою PHY-рівня здійснювати передавання впродовж початкового інтервалу мовчання перед звичайним здійсненням передавання першою базовою станцією.

5. Перша базова станція за п. 1, яка відрізняється тим, що пристрій блокування виконаний з можливістю заборони пристрою PHY здійснювати передавання впродовж декількох інтервалів мовчання, які періодично повторюються під час звичайного функціонування першої базової станції.

6. Перша базова станція за п. 5, яка відрізняється тим, що кожний з інтервалів мовчання, які періодично повторюються, має тривалість n кадрів, де n є цілим числом, більшим ніж нуль.

7. Перша базова станція за п. 6, яка відрізняється тим, що перша базова станція випадковим чином визначає номер кадру для інтервалів мовчання, що періодично повторюються.

8. Перша базова станція за п. 7, яка відрізняється тим, що перша базова станція додатково визначає певний номер суперкадру у серії суперкадрів протоколу першої базової станції для інтервалів мовчання, що періодично повторюються.

9. Перша базова станція за п. 8, яка відрізняється тим, що номер суперкадру визначається першою базовою станцією випадковим чином.

10. Перша базова станція за п. 1, яка відрізняється тим, що пристрій МАС-рівня додатково включає в себе пристрій (236) забезпечення співіснування, виконаний з можливістю запровадження періодичного спільного інтервалу забезпечення співіснування першої та віддаленої базових станцій, причому кожний спільний інтервал забезпечення співіснування може бути використаний для обміну повідомленнями між базовими станціями.

11. Перша базова станція за п. 10, яка відрізняється тим, що спільний інтервал забезпечення співіснування може бути використаний для обміну повідомленнями стосовно спільного використання частотних ресурсів першою та віддаленою базовими станціями.

12. Перша базова станція за п. 10, яка відрізняється тим, що періодичний спільний інтервал забезпечення співіснування складається з одного або більше часових слотів, що належать до множини часових слотів вихідного трафіку певного конкретно визначеного кадру, причому періодичний спільний інтервал забезпечення співіснування додатково має одну або більше захисних смуг.

13. Перша базова станція за п. 2, яка відрізняється тим, що пристрій синхронізації виконує процедуру узгодження для періодичного регулювання часових параметрів власного протоколу першої базової станції у відповідності до часових параметрів протоколу віддаленої базової станції.

14. Спосіб зменшення взаємних перешкод між першою базовою станцією (120), яка виконана з можливістю здійснення зв'язку або обміну даними з множиною перших віддалених абонентських пристроїв із застосуванням першого бездротового протоколу та першого спектра частот, і віддаленою бездротовою системою, яка має віддалену базову станцію, виконану з можливістю здійснення зв'язку або обміну даними з множиною других віддалених абонентських пристроїв із застосуванням того ж самого першого бездротового протоколу та того ж самого першого спектра частот, який включає:

періодичну заборону пристрою (250) фізичного рівня (PHY) першої базової станції здійснювати передавання впродовж першого інтервалу часу, під час виявляння "чужих" бездротових сигналів, що передаються або віддаленою базовою станцією, або другим віддаленим абонентським пристроєм, або й тим, й іншим, причому тривалість кожного першого інтервалу часу заборони відповідає тривалості щонайменше одного кадру згаданого першого бездротового протоколу; та

регулювання часових параметрів протоколу першої базової станції на основі виявлених бездротових сигналів, прийнятих впродовж принаймні одного першого інтервалу заборони, таким чином, щоб зменшувати взаємні перешкоди між сигналами першої базової станції та віддаленої бездротової системи.

15. Спосіб за п. 14, який відрізняється тим, що операція регулювання включає:

оцінювання часових параметрів протоколу сигналу, що передається віддаленою базовою станцією, на основі "чужих" бездротових сигналів, виявлених впродовж першого інтервалу заборони, для одержання першої оцінки часових параметрів;

виконання процедури узгодження на основі першої оцінки часових параметрів та часових параметрів власного протоколу, для визначення регулювання часових параметрів протоколу, яке б ефективно покращувало синхронізацію між першою та віддаленою базовими станціями; та

застосування регулювання часових параметрів власного протоколу для покращення узгодження часових параметрів власного протоколу з часовими параметрами "чужого" протоколу.

Текст

1. Перша базова станція (120), виконана з можливістю здійснення зв'язку або обміну даними з множиною перших віддалених абонентських пристроїв із застосуванням першого бездротового протоколу та першого спектра частот, і виконана з можливістю співіснування з віддаленою бездротовою системою, яка має віддалену базову станцію, виконану з можливістю здійснення зв'язку або обміну даними з множиною других віддалених абонентських пристроїв із застосуванням того ж самого першого бездротового протоколу та того ж самого першого спектра частот, причому ця перша базова станція включає в себе: пристрій (250) фізичного рівня (PHY), виконаний з можливістю передавання та приймання бездротових сигналів першого протоколу та першого спектра частот; пристрій (240) блокування, з'єднаний із пристроєм PHY і виконаний з можливістю заборони пристрою PHY здійснювати передавання тоді, коли пристрій PHY виявляє "чужі" бездротові сигнали, що передаються або віддаленою базовою станцією, або другим віддаленим абонентським пристроєм, або й тим, й іншим; та пристрій (230) рівня керування доступом до середовища (МАС), з'єднаний з пристроєм PHY-рівня і виконаний з можливістю приймання згаданих "чу 2 (19) 1 3 96434 4 6. Перша базова станція за п. 5, яка відрізняється тим, що кожний з інтервалів мовчання, які періодично повторюються, має тривалість n кадрів, де n є цілим числом, більшим ніж нуль. 7. Перша базова станція за п. 6, яка відрізняється тим, що перша базова станція випадковим чином визначає номер кадру для інтервалів мовчання, що періодично повторюються. 8. Перша базова станція за п. 7, яка відрізняється тим, що перша базова станція додатково визначає певний номер суперкадру у серії суперкадрів протоколу першої базової станції для інтервалів мовчання, що періодично повторюються. 9. Перша базова станція за п. 8, яка відрізняється тим, що номер суперкадру визначається першою базовою станцією випадковим чином. 10. Перша базова станція за п. 1, яка відрізняється тим, що пристрій МАС-рівня додатково включає в себе пристрій (236) забезпечення співіснування, виконаний з можливістю запровадження періодичного спільного інтервалу забезпечення співіснування першої та віддаленої базових станцій, причому кожний спільний інтервал забезпечення співіснування може бути використаний для обміну повідомленнями між базовими станціями. 11. Перша базова станція за п. 10, яка відрізняється тим, що спільний інтервал забезпечення співіснування може бути використаний для обміну повідомленнями стосовно спільного використання частотних ресурсів першою та віддаленою базовими станціями. 12. Перша базова станція за п. 10, яка відрізняється тим, що періодичний спільний інтервал забезпечення співіснування складається з одного або більше часових слотів, що належать до множини часових слотів вихідного трафіку певного конкретно визначеного кадру, причому періодичний спільний інтервал забезпечення співіснування додатково має одну або більше захисних смуг. 13. Перша базова станція за п. 2, яка відрізняється тим, що пристрій синхронізації виконує процедуру узгодження для періодичного регулювання часових параметрів власного протоколу першої базової станції у відповідності до часових параметрів протоколу віддаленої базової станції. 14. Спосіб зменшення взаємних перешкод між першою базовою станцією (120), яка виконана з можливістю здійснення зв'язку або обміну даними з множиною перших віддалених абонентських пристроїв із застосуванням першого бездротового протоколу та першого спектра частот, і віддаленою бездротовою системою, яка має віддалену базову станцію, виконану з можливістю здійснення зв'язку або обміну даними з множиною других віддалених абонентських пристроїв із застосуванням того ж самого першого бездротового протоколу та того ж самого першого спектра частот, який включає: періодичну заборону пристрою (250) фізичного рівня (PHY) першої базової станції здійснювати передавання впродовж першого інтервалу часу, під час виявляння "чужих" бездротових сигналів, що передаються або віддаленою базовою станцією, або другим віддаленим абонентським пристроєм, або й тим, й іншим, причому тривалість кожного першого інтервалу часу заборони відповідає тривалості щонайменше одного кадру згаданого першого бездротового протоколу; та регулювання часових параметрів протоколу першої базової станції на основі виявлених бездротових сигналів, прийнятих впродовж принаймні одного першого інтервалу заборони, таким чином, щоб зменшувати взаємні перешкоди між сигналами першої базової станції та віддаленої бездротової системи. 15. Спосіб за п. 14, який відрізняється тим, що операція регулювання включає: оцінювання часових параметрів протоколу сигналу, що передається віддаленою базовою станцією, на основі "чужих" бездротових сигналів, виявлених впродовж першого інтервалу заборони, для одержання першої оцінки часових параметрів; виконання процедури узгодження на основі першої оцінки часових параметрів та часових параметрів власного протоколу, для визначення регулювання часових параметрів протоколу, яке б ефективно покращувало синхронізацію між першою та віддаленою базовими станціями; та застосування регулювання часових параметрів власного протоколу для покращення узгодження часових параметрів власного протоколу з часовими параметрами "чужого" протоколу. Винахід стосується галузі бездротових мереж зв'язку або передавання даних, зокрема, способу поліпшення здатності декількох незалежних бездротових мереж зв'язку або передавання даних однакового типу ефективно працювати у територіальних зонах, які взаємно перекриваються. 3 появою на ринку бездротових послуг, які не потребують ліцензування, звичайною практикою стає робота декількох бездротових мереж, можливо конкуруючих, які використовують один і той самий спектр частот, із взаємним перекриванням. З огляду на стрімке розповсюдження бездротових послуг взаємні перешкоди між різними бездротовими мережами, що працюють в одному і тому самому місці, стають проблемою, яка стримує роз виток та ставить під загрозу майбутнє бездротових послуг, які використовують однаковий спектр частот. Одним з аспектів, який ускладнює співіснування базових станцій, які працюють із взаємним перекриванням (тобто базових станцій, які відповідають за роботу різних бездротових мереж, що взаємно перекриваються), є відсутність синхронізації. Традиційно синхронізацію поміж базовими станціями, які працюють із взаємним перекриванням, здійснювали за допомогою зворотного зв'язку. Це спрощує рівень керування доступом до середовища передавання даних (відомий фахівцям як "Medium Access Control", MAC) та фізичний рівень (відомий фахівцям як "PHY") базової станції, 5 однак такий підхід ґрунтується на співпраці з незалежними особами, що не завжди є можливим. Ще одна проблема полягає у тому, що зростаюча кількість різних технологій, які використовуються без ліцензування, практично унеможливлює використання якогось спільного механізму, який є необхідним для взаємодії конкуруючих операторів, які обслуговують одну й ту саму зону. Проблема додатково загострюється разом із розширенням діапазону, що використовується такими бездротовими технологіями (наприклад, IEEE 802.22). Зрозуміло, що синхронізація була б корисною для уможливлення ефективнішого співіснування та роботи поруч різних бездротових систем. Синхронізація є ключем до підвищення ефективності, оскільки уможливлює запровадження на її основі інших схем динамічного розподілу ресурсів для їх спільного використання. Незважаючи на те, що налагодження синхронізації може виявитися складною для вирішення проблемою, отримані переваги можуть бути настільки значними, що виправдовуватимуть затрачені зусилля. Таким чином, існує потреба у новій технології, яка б стосувалася синхронізації роботи бездротових систем зв'язку або передавання даних, що взаємно перекриваються та, можливо, конкурують одна з одною. У першому варіанті здійснення пропонується перша базова станція, виконана з можливістю здійснення зв'язку або обміну даними з множиною перших віддалених абонентських пристроїв із застосуванням першого бездротового протоколу та першого спектра частот, і виконана з можливістю співіснування з віддаленою бездротовою системою, яка має віддалену базову станцію, виконану з можливістю здійснення зв'язку або обміну даними з множиною других віддалених абонентських пристроїв із застосуванням того ж самого першого бездротового протоколу та того ж самого першого спектру частот. Перша базова станція та перші віддалені абонентські пристрої включають в себе пристрій фізичного рівня (PHY), виконаний з можливістю передавання та приймання бездротових сигналів першого протоколу та першого спектру частот, пристрій блокування, з'єднаний із пристроєм PHY і виконаний з можливістю заборони пристрою PHY здійснювати передавання тоді, коли пристрій PHY виявляє "чужі" бездротові сигнали, що передаються або віддаленою базовою станцією, або другими віддаленими користувачами, та пристрій рівня керування доступом до середовища (МАС), з'єднаний з пристроєм PHY-рівня і виконаний з можливістю приймання згаданих "чужих" бездротових сигналів від пристрою PHY-рівня, причому пристрій МАС-рівня включає в себе пристрій оцінювання часових параметрів протоколу, виконаний з можливістю оцінювання, на основі згаданих прийнятих бездротових сигналів, часових параметрів протоколу того сигналу, що передається віддаленою базовою станцією, причому пристрій МАС-рівня виконаний також з можливістю регулювання часових параметрів власного протоколу першої базової станції таким чином, щоб зменшувати взаємні перешкоди між сигналами першої базової станції та віддаленої базової стан 96434 6 ції, і першими та другими абонентськими пристроями. У другому варіанті здійснення пропонується спосіб сприяння зменшенню взаємних перешкод між першою базовою станцією, яка виконана з можливістю здійснення зв'язку або обміну даними з множиною перших віддалених абонентських пристроїв із застосуванням першого бездротового протоколу та першого спектра частот, і віддаленою базовою станцією, виконаною з можливістю здійснення зв'язку або обміну даними з множиною других віддалених абонентських пристроїв із застосуванням того ж самого першого бездротового протоколу та того ж самого першого спектра частот. Спосіб включає періодичну заборону пристрою фізичного рівня (PHY) першої базової станції та перших абонентських пристроїв здійснювати передавання впродовж першого інтервалу часу, під час виявляння "чужих" бездротових сигналів, що передаються або віддаленою базовою станцією, або множиною других віддалених абонентів, причому тривалість кожного першого інтервалу часу заборони відповідає тривалості щонайменше одного кадру згаданого першого бездротового протоколу, та регулювання часових параметрів протоколу першої базової станції на основі виявлених бездротових сигналів, прийнятих впродовж принаймні одного першого інтервалу заборони таким чином, щоб сприяти зменшенню взаємних перешкод між сигналами першої базової станції та віддаленої базової станції. У третьому варіанті здійснення розкрита перша базова станція, виконана з можливістю здійснювати зв'язок з першою групою віддалених абонентських пристроїв із застосуванням першого бездротового протоколу та першого спектра частот, а також з можливістю співіснування з віддаленою базовою станцією, яка виконана з можливістю здійснювати зв'язок з другою групою віддалених абонентських пристроїв із застосуванням того ж самого першого бездротового протоколу та того ж самого першого спектра частот. Перша базова станція та перша група віддалених абонентських станцій включають в себе пристрій фізичного рівня (PHY), виконаний з можливістю передавання та приймання бездротових сигналів першого протоколу та першого спектру частот, та засіб керування протоколом для налаштовування часових параметрів протоколу першої базової станції та першої групи віддалених абонентських станцій таким чином, щоб сприяти зменшенню взаємних перешкод між сигналами першої та віддаленої базових станцій та першої та другої груп абонентських пристроїв, базуючись на виявлених віддалених групах бездротових сигналів, причому засіб керування протоколом здійснює налаштовування часових параметрів протоколу на основі сигналів, що передаються або віддаленою базовою станцією, або другою групою віддалених абонентів та періодично виявляються пристроєм PHY. Ці приклади варіантів здійснення будуть краще зрозумілими з подальшого докладного опису здійснення винаходу, що має розглядатися разом з графічними фігурами, що додаються. Слід мати на увазі, що різні деталі не обов'язково зображені 7 у масштабі - розміри могли бути довільно збільшені або зменшені для більшої наочності. Там, де це можливо та доцільно, аналогічні номери позицій відповідають аналогічним елементам. На Фіг. 1 показані дві бездротові системи зв'язку або передавання даних, які мають робочі зони, які взаємно перекриваються; На Фіг. 2 показана блок-схема взятої як приклад базової станції, виконаної з можливістю кращого співіснування з конкуруючою базовою станцією; На Фіг. 3 показані початковий і подальші періодичні "інтервали мовчання", які використовуються для виявлення бездротової системи, що перекривається з даною; На Фіг. 4 показане, як приклад, вікно забезпечення співіснування для передавання даних в умовах наявності бездротових систем, які працюють із взаємним перекриванням; та Фіг. 5 являє собою блок-схему, яка ілюструє, як приклад, операції, спрямовані на поліпшення співіснування бездротових систем, що взаємно перекриваються. У подальшому докладному описі для кращого пояснення суті винаходу (що не повинно сприйматися як обмеження обсягу винаходу) описані варіанти його здійснення, які розкривають конкретні деталі для кращого розуміння варіанта здійснення цього винаходу. Однак фахівцеві у цій галузі техніки буде зрозуміло, що отримання переваг за цим винаходом можливе також і через інші варіанти здійснення, які виходять за межі конкретно розкритих деталей реалізації, але лишатимуться в межах, визначених формулою винаходу. Крім того, описи відомих пристроїв та способів можуть бути випущені, щоб не ускладнювати опис прикладів варіантів здійснення винаходу. Очевидно, що такі способи та пристрої охоплюються обсягом цього винаходу. На Фіг. 1 показані дві бездротові системи зв'язку або передавання даних, що взаємно перекриваються, - А та В, що мають робочі зони, що перекривають одна одну - ЗОНА А та ЗОНА В. Як показано на Фіг. 1, система зв'язку або передавання даних А включає в себе першу базову станцію 120А, яка має антену 130А, причому перша базова станція 120А підключена до опорної магістральної лінії/мережі 110А. Аналогічно система зв'язку або передавання даних В включає в себе другу базову станцію 120В, яка має антену 130В, причому друга базова станція 120В підключена до другої опорної магістральної лінії/мережі 110В. Як показано на Фіг. 1, наведені як приклад магістральні лінії 110А та 110В не мають спільної дротової інфраструктури, яка могла б бути застосована для того, щоб уможливити синхронізацію першої базової станції 120А з другою базовою станцією 120В. Однак слід зазначити, що різні способи та системи за цим описом можуть бути застосовані незалежно від наявності такої спільної магістральної лінії. Під час роботи перша базова станція 120А може здійснювати зв'язок або обмін даними із різноманітними абонентськими пристроями (наприклад, мобільними комп'ютерами або спеціалізова 96434 8 ним абонентським обладнанням, відомим фахівцям як Customer Premise Equipment, CPE), які знаходяться у ЗОНІ А, із застосуванням, наприклад, бездротового протоколу паралельного доступу із часовим розділенням каналів (відомого фахівцям як TDMA, наприклад, за IEEE 802.22) за протоколом, який передбачає по суті неперервну серію кадрів, причому кожний кадр розділений на слоти передавання вхідного трафіка та слоти передавання вихідного трафіка. Аналогічно, друга базова станція 120В може здійснювати зв'язок або обмін даними із другою групою абонентських пристроїв, які знаходяться у ЗОНІ В, із застосуванням того самого протоколу TDMA (та того самого спектра частот), що й перша базова станція 120А. Зрозуміло, що за наявності територіального та спектрального перекривання ЗОНИ А та ЗОНИ В передавання з двох базових станцій 120А та 120В і відповідних абонентських пристроїв може утворювати взаємні перешкоди, завдаючи шкоди всім. Відповідно, обидві бездротові системи зв'язку або передавання даних А та В, що взаємно перекриваються, можуть отримати переваги від взаємодії, яка б була б пов'язана з мінімальними втратами для кожної із систем. Відповідно до даного варіанту здійснення конкуруючі системи зв'язку або передавання даних А та В можуть взаємодіяти шляхом моніторингу бездротового випромінювання іншої системи та, спираючись на результати такого моніторингу, змінювання різних параметрів свого власного бездротового випромінювання у спосіб, що може зменшувати взаємні перешкоди. Наприклад, за результатами моніторингу системи В перша система А може визначити часові параметри протоколу системи В та налаштувати власні часові параметри протоколу таким чином, щоб мінімізувати взаємні перешкоди. У даному тексті термін "часові параметри протоколу" застосовано до бездротового сигналу може означати моменти часу, в які спостерігаються (та мають знову спостерігатися, з огляду на їхнє періодичне повторення) межі кадрів та, у деяких випадках, межі суперкадрів та/або слотів. Часові параметри протоколу можуть також включати в себе часові параметри, що стосуються спеціальних сигнальних бітів/байтів/слів, часові параметри очікування передавання вихідних пакетів відносно вхідних, часові параметри службових вікон для здійснення зв'язку тощо. Повертаючись до Фіг. 1, слід відзначити, що кращої взаємодії можна також досягти, якщо протоколи зв'язку бездротових систем А та В виконано з можливістю передавання корисної інформації та команд між бездротовими системами А та В. Також взаємодія може бути поліпшена, якщо різні абонентські пристрої також зможуть передавати корисну інформацію та команди поміж бездротовими системами А та В. У цьому тексті такі інформація та команди, пов'язані із взаємодією між системами, може називатися аспектами протоколу СВР (протоколу "співіснування", відомого фахівцям як Coexistence Beacon Protocol, СВР). Додаткову інформацію щодо протоколів СВР, а також конкурентних бездротових систем у цілому можна 9 знайти у документі "A Cognitive PHY/MAC Proposal for IEEE 802.22 WRAN Systems" (November 2005) Document No. IEEE 802.22-05/0105r0, Carlos Cordeiro, а також у патентній заявці СІЛА №60/733,518, зміст яких повністю включено в цей документ шляхом посилання. На Фіг. 2 зображена блок-схема взятої як приклад базової станції 120, виконаної з можливістю покращеного співіснування з конкуруючою базовою станцією шляхом використання методик виявлення, передавання повідомлень та синхронізації. Як показано на Фіг. 2, базова станція 120 включає в себе контролер (210), запам'ятовувальний пристрій (220), пристрій МАС-рівня (230), пристрій блокування (240), пристрій PHY-рівня (250) та пристрій введення/виведення (290). Пристрій МАС-рівня 230 включає в себе пристрій оцінювання часових параметрів протоколу (232), пристрій синхронізації (234) та пристрій забезпечення співіснування (236). Пристрій PHY 250 включає в себе пристрій виявлення (252) та має з'єднання для підключення до антени (не показана). Пристрій введення/виведення 290 може бути підключений до магістральної лінії у будь-який спосіб. Хоча у базовій станції 120, показаній як приклад на Фіг. 2, застосована шинна архітектура, варто розуміти, що може бути застосована будь-яка інша архітектура, яка може бути відома фахівцям у цій галузі техніки. Наприклад, у різних варіантах здійснення елементи 210-290 можуть являти собою окремі електронні компоненти, з'єднані за допомогою окремих шин, або набір спеціалізованих логічних елементів, архітектурно організованих у блок вузького призначення. Також слід взяти до уваги, що деякі з компонентів 230-290, згаданих вище, можуть мати вигляд програмних/програмно-апаратних процедур, розміщених у запам'ятовувальному пристрої 220 та придатних до виконання контролером 210, або навіть програмних/програмно-апаратних процедур, розміщених у окремих запам'ятовувальних пристроях окремих серверів/комп'ютерів, що виконуються іншими контролерами. Також слід розуміти, що різні віддалені абонентські пристрої можуть мати подібні елементи, функціональне призначення яких є аналогічним елементам 210-290, показаним на Фіг. 2 та описаним тут, хоча такі елементи віддаленого абонентського пристрою можуть не обов'язково мати такий самий рівень складності, що й елементи 210-290 базової станції 120, тобто деякі з елементів, показаних на Фіг. 2, можуть бути відсутні (наприклад, пристрій синхронізації 234). Повернемось до Фіг. 2. Перед тим, як базова станція 120 почне свою "звичайну" роботу, тобто надання послуг безперервного здійснення зв'язку своїм абонентським пристроям, базова станція 120 може ініціювати інтервал мовчання/прослуховування для себе, для зв'язаних з нею абонентських пристроїв та, можливо, для усіх інших базових станцій, що можуть бути релевантними. Протягом цього початкового інтервалу мовчання пристрій блокування 240 може недопускати передавання пристроєм PHY 250, водночас до 96434 10 зволяючи пристрою PHY 250 пасивно "прослуховувати" інші бездротові системи, які можуть вже активно надавати послуги зв'язку. Пристрій PHY 250 застосовує свій пристрій виявлення 252 для виявлення сторонніх послуг зв'язку, що надаються з використанням тих самих протоколу та спектру частот, що використовуються базовою станцією 120 з Фіг. 2. Якщо такі сигнали виявляються, вони конвертуються у потік цифрових даних, який, в свою чергу, подається на пристрій 232 оцінювання часових параметрів протоколу у пристрої МАСрівня 230. Після того, як цей потік даних прийнято, пристрій 232 оцінювання часових параметрів протоколу може використати цей потік даних для визначення часових параметрів протоколу цих "чужих" бездротових сигналів. У випадку базової станції 120, після того, як пристрій 232 оцінювання часових параметрів протоколу зробив оцінку часових параметрів протоколу виявлених бездротових сигналів, пристрій синхронізації 234 може спричинити регулювання пристроєм МАС-рівня 230 часових параметрів власного протоколу таким чином, щоб сприяти зменшенню або мінімізації взаємних перешкод між будь-якими бездротовими сигналами, які передаються базовою станцією 120, та бездротовими сигналами, які передаються віддаленою базовою станцією. У випадку першого віддаленого абонентського пристрою, одержані часові параметри протоколу "чужого" бездротового сигналу можуть бути передані в першу базову станцію 120, яка, у свою чергу, може діяти так, як описано вище. У певних варіантах здійснення така синхронізація може складатися просто з узгоджування початку меж кадрів таким чином, щоб вони узгоджувалися з початком меж кадрів, які передаються виявленою віддаленою базовою станцією. Цей варіант здійснення не вимагає, щоб були узгоджені будь-які відповідні власні та віддалені кадри (наприклад, кадр 1 із кадром 1, кадр 2 з кадром 2 і так далі), а лише щоб були упорядковані межі кадрів. Однак в іншому варіанті здійснення може бути корисним узгодження відповідних кадрів, суперкадрів, груп суперкадрів і так далі. Під "узгодженням суперкадрів" мається на увазі, що можуть бути узгоджені межі кадрів, але також і власне кадри (тобто кадр 1 із кадром 1, кадр 2 з кадром 2 і так далі), слоти, спеціальні сигнальні біти тощо. Незважаючи на те, що базова станція 120 за цим варіантом реалізації виконана з можливістю здійснення описаного вище початкового інтервалу мовчання/узгодження, слід розуміти, що навіть якщо пристрій МАС-рівня 230 спочатку генерує сигнальний протокол, що ідеально узгоджений з протоколом віддаленої базової станції, то дрейф тактових генераторів та інші недосконалості системи можуть із часом зумовити розузгодження між межами локальних та віддалених кадрів. Крім того, можуть почати роботу інші бездротові системи, які застосовують ті самі ресурси та розташовані у територіальних зонах, що перекриваються. Для подолання цих проблем базова станція 120 може додатково застосовувати періодично 11 повторювані інтервали мовчання/прослуховування для повторного узгодження часових параметрів локального та віддаленого протоколів. Нема потреби в тому, щоб ці періодичні інтервали мовчання/прослуховування, які також називають "інтервалами мовчання задля самоналаштування для співіснування" (відомі фахівцям як "self-coexistance quite periods"), були частими, і хоча базова станція може бути повністю вільна в обранні моментів часу трапляння та періодичності цих періодів, може бути доцільним запланувати інтервали мовчання задля самоналаштування для співіснування як регулярні у кожному суперкадрі і реалізовувати їх у випадковий спосіб, щоб підвищити ймовірність того, що базові станції, які працюють з перекриванням, та/або віддалені абонентські пристрої, успішно виявлять один одного. Тривалість інтервалу мовчання, як правило, може бути меншою за розмір одного кадру, однак може також дорівнювати одному кадру, а можливо й декільком кадрам. На Фіг. 3 показаний приклад сигналу, що передається, який має випадково або псевдовипадково згенерований вибір інтервалів мовчання задля самоналаштування для співіснування, а також початковий інтервал мовчання, як це описано вище. Як показано на Фіг. З, протокол бездротового сигналу передбачає початковий інтервал 310 мовчання, за яким йде повторювана серія суперкадрів SF0…… SFNS-1 де NS - кількість суперкадрів у серії. Також на Фіг. З показано, що кожний суперкадр SF0…… SFNS-1 може містити заздалегідь визначену групу кадрів F0……FFS-1 де FS - кількість кадрів у суперкадрі. У наведеному прикладі кадр FN суперкадру SFK був вибраний випадково так, щоб періодичні інтервали мовчання траплялися кожні NSFS кадрів. Впродовж кожного кадру мовчання FN пристрій блокування 240 може блокувати передавання пристроєм PHY-рівня, одночасно дозволяючи пристрою 252 виявлення виявляти "чужі" бездротові сигнали. Використовуючи виявлені сигнали, пристрій 232 оцінювання часових параметрів протоколу може здійснити оцінку часових параметрів протоколу "чужих" бездротових сигналів, а пристрій 234 синхронізації може застосувати процедуру узгодження, щоб змусити пристрій МАС-рівня "зсунути" часові параметри власного протоколу ближче (якщо не точно) до часових параметрів протоколу віддаленої базової станції. Хоча пристрій синхронізації може застосовувати необмежену кількість можливих правил узгодження, треба мати на увазі, що може бути доцільним обмежити тривалість часу, що виділяється на узгодження, із гарантуванням при цьому його достатності для узгодження. Відповідно, для оптимізації продуктивності може бути доцільним застосувати раціональний вибір правил(а) узгодження. Слід зазначити, що, коли б не здійснювалося регулювання часових параметрів протоколу пристрою МАС-рівня 230, треба взяти до уваги, що найкращий момент часу для такого зсування може припадати на межу суперкадру або межу групи суперкадрів. Для того, щоб зсування ніяк не порушувало обміну даними, пристрій МАС-рівня 230 96434 12 може передбачити це зсування під час планування майбутнього обміну вхідними та вихідними даними, а також намагатися зв'язуватися з абонентськими пристроями та іншими базовими станціями для координування та узгоджування регулювання часових параметрів протоколу. Також варто зауважити, що у випадку централізованої системи доступу з базовою станцією 120, ця базова станція 120 може бути відповідальною за регулювання часових параметрів протоколу, які анонсуються та в подальшому дотримуються усіма віддаленими абонентськими пристроями. Повертаючись до Фіг. 2, пристрій 236 забезпечення співіснування з пристрою МАС-рівня 230 може бути використаний для координування та узгодження регулювання часових параметрів протоколу шляхом використання "вікна забезпечення співіснування". На Фіг. 4 показаний приклад такого вікна забезпечення співіснування як частина групи слотів для передавання вихідного трафіка, розташованої на кінці кадру FM в суперкадрі SFL. Це вікно забезпечення співіснування не повинно мати таку саму довжину, що й вікно мовчання - як правило, це декілька слотів із захисними смугами з обох боків для урахування затримки розповсюдження сигналу. Вищезгадані координація та узгодження зсуву/синхронізації, так само як інші службові операції, необхідні для підтримки функціонування системи, можуть бути здійснені шляхом періодичного передавання та приймання пакетів у межах вікон забезпечення співіснування. Наприклад, після того, як перша базова станція виконала регулювання часових параметрів протоколу, синхронізацію можна вважати завершеною та підтвердженою після того, як перший "пакет-маячок" було успішно прийнятий з вузла, що перекривається. У цьому описі будь-які пакети, передані та прийняті у межах вікон забезпечення співіснування, можуть відноситися до згаданого вище протоколу СВР, а пакети, які передаються за протоколом СВР, можуть називатися "пакетами-маячками". Фіг. 5 являє собою блок-схему, яка наводить, як приклад, різні операції, спрямовані на поліпшення співіснування конкуруючих базових станцій. Процес починається операцією 502, на якій базова станція здійснює початковий інтервал мовчання/прослуховування для виявлення сигналів, які передаються віддаленою базовою станцією. Далі, під час виконання операції 504, здійснюється оцінка часових параметрів протоколу віддаленої базової станції, а також виконуються обчислення для досягнення необхідної синхронізації сигналу, що передається базовою станцією. Процес переходить до кроку 506. Під час виконання операції 506 можуть бути визначені часові параметри протоколу для періодичних кадрів (або інших інтервалів) мовчання/прослуховування. Далі, під час виконання операції 508, можуть визначатися часові параметри протоколу для періодичних інтервалів забезпечення співіснування. Після цього, під час виконання операції 510, базова станція може починати передавання із застосуванням часових параметрів протоколу, які визначені під час виконання опера 13 ції 504, з інтервалами мовчання та забезпечення співіснування, визначеними під час виконання операції 506 та 508. Далі процес переходить до кроку 512. Під час виконання операції 512 здійснюють мовчання у запланованому інтервалі мовчання, протягом якого можуть бути виявлені сигнали від віддалених базових станцій або віддалених абонентських пристроїв. Після цього, під час виконання операції 514, може бути реалізоване заплановане вікно забезпечення співіснування і може здійснюватися обмін будь-якими відповідними даними задля налагодження співіснування. Процес переходить до кроку 516. Під час виконання операції 516 можуть здійснюватися будь-які необхідні оцінювання часових параметрів протоколу та виконуватися процедури узгодження, так само як будь-які операції синхронізації, необхідні для узгодження часових параметрів протоколу базової станції з віддаленою базовою станцією, наприклад, "зсування". Далі, під час виконання операції 518, можуть бути виконані операції підтвердження із застосуванням згаданого вище протоколу СВР - як правило, під час наступного вікна забезпечення співіснування. Після цього процес повертається до кроку 512 та безперервно виконується цикл з операцій 512-518, доки ця базова станція не припинить функціонування. У різних варіантах здійснення, у яких описані вище системи та/або способи можуть бути застосовані із використанням програмовного пристрою, такого як система на основі комп'ютера або програмовна логіка, слід розуміти, що описані вище системи та/або способи можуть бути реалізовані із застосуванням будь-якого з різноманітних відомих або розроблених пізніше мов програмування, таких як "С", "C++", "FORTRAN", "Pascal", "VHDL" тощо. 96434 14 Відповідно, можуть бути застосовані різноманітні носії інформації, такі як магнітні комп'ютерні диски, оптичні диски, електронні запам'ятовувальні пристрої тощо, які можуть містити інформацію, здатну скерувати пристрій, такий як комп'ютер, на реалізацію описаних вище систем та/або способів. Коли відповідний пристрій отримує доступ до інформації та програм, які містяться на цьому носієві інформації, із цих носіїв інформації на цей пристрій можуть бути передані інформація та програми, таким чином уможливлюючи реалізацію пристроєм описаних вище систем та/або способів. [0045] Наприклад, якщо комп'ютерний диск, який містить відповідні матеріали, такі як файл з текстовим кодом програми, об'єктний файл, файл, що може бути виконаний, тощо, встановлюють у комп'ютер, то комп'ютер може прийняти цю інформацію, відповідно налаштуватися та здійснити функції різних систем та способи, проілюстрованих описаними вище схемами та блок-схемами, для реалізації відповідної функціональності. Тобто комп'ютер може отримувати з диска різні частини інформації, які мають відношення до різних елементів описаних вище систем та/або способів; реалізувати окремі системи та/або способи та координувати функціонування окремих систем та/або способів, описаних вище. Численні особливості та переваги запропоноваго винаходу є зрозумілими із цього докладного опису, так що формула винаходу охоплює усі особливості та переваги винаходу, які входять у межі справжньої суті та обсягу винаходу. Крім того, оскільки численні вдосконалення та модифікації винаходу будуть очевидні фахівцям у цій галузі техніки, винахід не обмежений якоюсь конкретною показаною та описаною конструкцією та операцією. Усі можливі модифікації та еквівалентні ознак не слід вважати виходом за межі даного винаходу. 15 96434 16 17 96434 18 19 Комп’ютерна верстка А. Крижанівський 96434 Підписне 20 Тираж 23 прим. Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601

Дивитися

Додаткова інформація

Назва патенту англійською

Method and system for synchronizing overlapping wireless systems

Автори англійською

Cordeiro Carlos

Назва патенту російською

Способ и система для синхронизации беспроводных систем, которые работают с перекрытием

Автори російською

Кордейро Карлос

МПК / Мітки

МПК: H04W 88/08, H04W 16/00, H04B 7/26

Мітки: працюють, спосіб, перекриванням, бездротових, синхронізації, система, систем

Код посилання

<a href="https://ua.patents.su/10-96434-sposib-ta-sistema-dlya-sinkhronizaci-bezdrotovikh-sistem-yaki-pracyuyut-iz-perekrivannyam.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Спосіб та система для синхронізації бездротових систем, які працюють із перекриванням</a>

Подібні патенти