Способ управления связью, система связи и сервер управления

Изобретение относится к беспроводной связи. Технический результат заключается в повышении емкости зоны обслуживания гетерогенной сети связи. Обеспечивается способ управления связью, содержащий этапы, на которых: определяют, удовлетворяет ли качество приема второго устройства приема заданному критерию в системе связи, содержащей первое передающее устройство, первое приемное устройство, второе передающее устройство, повторно использующее частоту, назначенную первому передающему устройству, и второе приемное устройство; и при определении, что качество приема второго приемного устройства не удовлетворяет заданному критерию, дополнительно выполняют в заданном порядке управление приемным лучом посредством первого приемного устройства, управление лучом посредством первого передающего устройства, управление приемным лучом посредством второго приемного устройства или управление передающим лучом посредством второго передающего устройства. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 7 ил.

 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к способу управления связью, системе связи и серверу управления.

Уровень техники

В последнее время в качестве сети связи нового поколения была предложена гетерогенная сеть. Такая гетерогенная сеть является сетью, в которой множество мелкомасштабных или среднемасштабных базовых станций существуют вместе в макроячейке, выполняя основополагающую передачу или совместное использование спектра. Базовая станция ячейки Remote RadioHead (RRH), базовая станция горячей зоны (eNB пико/микросоты), базовая станция фемтосоты (Home eNB), ретрансляционное устройство (ретрансляционная базовая станция) и т.п. упоминаются как мелкомасштабные или среднемасштабные базовые станции.

Такая гетерогенная сеть имеет проблему в том, что когда различные базовые станции, такие как базовая станция макросоты и базовая станция фемтосоты, используют одну и ту же частоту, повышение емкости зоны ухудшается за счет появления помех. В этой связи, например, в патентной литературе 1 и патентной литературе 2 раскрываются технологии для решения проблемы помех между различными передающими устройствами.

Литература

Патентная литература

Патентная литература 1: Публикация японской нерассмотренной патентной заявки №2009-159452

Патентная литература 2: Публикация японской нерассмотренной патентной заявки (перевод заявки РСТ) №2009-542043 Раскрытие изобретения

Техническая проблема

Когда передающее устройство передает радиосигнал приемному устройству посредством управления лучом, возможно исключить случай, при котором радиосигнал становится помеховой волной для другого приемного устройства, и, таким образом, управление лучом полезно в качестве средства управления для устранения помехи с увеличением емкости зоны. Однако, чтобы выполнять управление лучом, для передающего устройства необходима калибровка, и проблема состоит в том, что возрастает объем служебных сигналов.

В данном случае настоящее изобретение выполнено с точки зрения этих проблем и предназначено для обеспечения нового и улучшенного способа управления связью, системы связи и сервера управления, которые могут добиться повышения емкости зоны путем исключения необходимости выполнения управления лучом при передаче.

Решение проблемы

В соответствии с первым вариантом настоящего изобретения, чтобы решить упомянутую выше задачу, обеспечивается способ управления связью, содержащий этапы, на которых: определяют, удовлетворяет ли качество приема второго приемного устройства заданному критерию в системе связи, содержащей первое передающее устройство, первое приемное устройство, второе передающее устройство, повторно использующее частоту, назначенную первому передающему устройству, и второе приемное устройство; и при определении, что качество приема второго приемного устройства не удовлетворяет заданному критерию, дополнительно выполняют в заданном порядке управление приемным лучом посредством первого приемного устройства, управление лучом посредством первого передающего устройства, управление приемным лучом посредством второго приемного устройства или управление передающим лучом посредством второго передающего устройства.

Заданный порядок может быть порядком, при котором управляют приемным лучом посредством второго приемного устройства, управляют передающим лучом посредством второго передающего устройства, управляют приемным лучом посредством первого приемного устройства и управляют лучом посредством первого передающего устройства.

Заданный порядок может быть порядком, при котором управляют приемным лучом посредством второго приемного устройства, управляют приемным лучом посредством первого приемного устройства, управляют передающим лучом посредством второго передающего устройства и управляют лучом посредством первого передающего устройства.

Управление приемным лучом посредством второго приемного устройства может быть управлением по нулю приема в направлении прихода радиосигнала, передаваемого первым передающим устройством.

Управление передающим лучом посредством второго передающего устройства может быть управлением по нулю передачи в направлении присутствия первого приемного устройства.

Управление приемным лучом посредством первого приемного устройства может быть управлением по нулю приема в направлении прихода радиосигнала, передаваемого вторым передающим устройством.

Управление передающим лучом посредством первого передающего устройства может быть управлением по нулю передачи в направлении присутствия второго приемного устройства.

Когда качество приема первого приемного устройства выше заданного критерия, за счет дополнительных характеристик, обеспечиваемых управлением приемным лучом посредством первого приемного устройства, мощность передачи радиосигнала первого передающего устройства первому приемному устройству может быть уменьшена в пределах диапазона, в котором качество приема первого приемного устройства не ниже заданного критерия.

Когда качество приема первого приемного устройства выше заданного критерия за счет дополнительных характеристик, обеспечиваемых управлением приемным лучом посредством первого приемного устройства, мощность передачи радиосигнала второго передающего устройства второму приемному устройству может быть уменьшена в пределах диапазона, в котором качество приема первого приемного устройства не ниже заданного критерия.

В соответствии со вторым вариантом настоящего изобретения, чтобы решить упомянутую выше задачу, обеспечиваются: первый сервер управления для управления связью между первым передающим устройством и первым приемным устройством; и второй сервер управления для управления связью между вторым передающим устройством, которое повторно использует частоту, которая уже была назначена первому передающему устройству, и вторым приемным устройством, при этом второй сервер управления определяет, удовлетворяет ли качество приема второго приемного устройства заданному критерию в системе связи, содержащей первое передающее устройство, первое приемное устройство, второе передающее устройство, повторно использующее частоту, которая уже была назначена первому передающему устройству, и второе приемное устройство, при этом при определении, что качество приема второго приемного устройства не удовлетворяет заданному критерию, первый сервер управления или второй сервер управления дополнительно выполняет в заданном порядке управление приемным лучом посредством второго приемного устройства или управление передающим лучом посредством второго передающего устройства.

Предпочтительные эффекты изобретения

В соответствии с настоящим изобретением, как описано выше, возможно достижение увеличения емкости зоны, исключая необходимость выполнения управления передающим лучом.

Краткое описание чертежей

Фиг.1 - пример конфигурации гетерогенной сети.

Фиг.2 - краткое описание для каждой маломасштабной или среднемасштабной базовой станции.

Фиг.3 - пример конфигурации системы связи, соответствующей варианту осуществления настоящего изобретения.

Фиг.4 - пример результата определения направления прихода, используя MUSIC. Фиг.5 - подробный пример управления приемным лучом.

Фиг.6 - блок-схема последовательности выполнения операций в соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения.

Фиг.7 - блок-схема последовательности выполнения операций в соответствии со вторым вариантом осуществления настоящего изобретения.

Описание вариантов осуществления

Здесь далее, предпочтительные варианты осуществления настоящего изобретения будут описаны подробно со ссылкой на приложенные чертежи. Заметим, что в настоящем описании и на чертежах элементы, имеющие, по существу, одну и ту же функцию и структуру, обозначаются одними и теми же ссылочными позициями и их повторное объяснение не приводится.

Кроме того, в настоящем описании и на чертежах множество элементов, имеющих, по существу, одну и ту же функциональную конфигурацию, могут различаться друг от друга наличием разных букв, добавляемых к одной и той же ссылочной позиции. Например, множество элементов, имеющих, по существу, одну и ту же функциональную конфигурацию, если необходимо, различаются друг от друга как связные терминалы 20А, 20В и 20С. Однако, если нет особой необходимости различать друг от друга множество элементов, обладающих, по существу, одной и той же функциональной конфигурацией, назначаются одни и те же ссылочные позиции. Например, если нет особой необходимости различать связные терминалы 20А, 20В и 20С, они упоминаются просто как связной терминал 20.

Раздел "Варианты осуществления изобретения" будет описан в следующем порядке.

1. Пример конфигурации гетерогенной сети

2. Общее описание вариантов осуществления настоящего изобретения

3. Способы выполнения соответствующих операций по управлению лучом

4. Первый вариант осуществления настоящего изобретения

5. Второй вариант осуществления настоящего изобретения

6. Заключение

Пример конфигурации гетерогенной сети

1. Пример конфигурации гетерогенной сети

Вариант осуществления настоящего изобретения может применяться, например, к системе связи, в которой множество локальных сетей существуют совместно, используя одну и ту же частоту. Примером такой системы связи является гетерогенная сеть.

Гетерогенная сеть является сетью, в которой множество разного рода мелкомасштабных или среднемасштабных базовых станций существуют вместе в макроячейке, выполняя основополагающую передачу или распределение спектра. Базовая станция ячейки Remote RadioHead (RRH), базовая станция горячей зоны (Pico/micro-cell eNB), базовая станция фемтоячейки (Home eNB), ретрансляционное устройство (ретрансляционная базовая станция) и т.п. упоминаются как мелкомасштабные или среднемасштабные базовые станции. Здесь "основополагающая передача" является формой передачи, при которой приемопередатчики, присутствующие в сети, находятся в пределах дальности, на которой приемопередатчики взаимодействуют со взаимными звеньями связи и осуществляют связь, используя один и тот же частотный канал. Передатчик на стороне, которая повторно использует частоту в соответствии с основополагающей передачей, нуждается в регулировке дополнительного уровня помех, чтобы не создавать непоправимую помеху в звене связи первичного пользователя. Конфигурация гетерогенной сети ниже будет описана подробно.

На фиг.1 представлен пример конфигурации гетерогенной сети. Как показано на фиг.1, гетерогенная сеть содержит базовую станцию 10 макроячейки (которая имеет тот же самый смысл, что и базовая станция 10), ретрансляционное устройство 30, базовую станцию 31 горячей зоны, базовую станцию 32 фемтоячейки, базовые станции 33 ячеек RRH и серверы 16А и 16В управления.

Сервер 16А управления принимает информацию управления, указывающую состояние ячейки, образованной каждой базовой станцией 10, от каждой базовой станции 10 и управляет связью в ячейке, образованной каждой базовой станцией 10, на основе информации управления. Аналогично, сервер 16В управления принимает информацию управления, указывающую состояние ячейки, образованной базовой станцией 32 фемтоячейки, от базовой станции 32 фемтоячейки и управляет связью в ячейке, образованной базовой станцией 32 фемтоячейки, на основе информации управления. Кроме того, серверы 16А и 16 В управления обладают функциями базовой станции 10 макроячейки и мелкомасштабной или среднемасштабной базовой станции, чтобы работать совместно. Функции серверов 16 управления могут устанавливаться на базовой станции 10 макроячейки или на некоторых мелкомасштабных или среднемасштабных базовых станциях. Кроме того, серверы 16 управления могут иметь функции мобильных управляющих объектов (ММЕ) или устройств маршрутизации.

Базовая станция 10 макроячейки управляет мелкомасштабными или среднемасштабными базовыми станциями и связными терминалами 20 в макроячейке. Например, базовая станция 10 макроячейки управляет связью между ретрансляционным устройством 30 и связными терминалами 20, присутствующими в ячейке, образованной базовой станцией 10 макроячейки. Например, базовая станция 10 макроячейки управляет информацией планирования для связи между ретрансляционным устройством 30 и связными терминалами 20, присутствующими в ячейке.

Базовая станция 31 горячей зоны (базовая станция пиктоячейки и базовая станция микроячейки) имеют более низкую максимальную мощность передачи, чем базовая станция 10 макроячейки, и осуществляет связь с базовой станцией 10 макроячейки, используя интерфейс, такой как Х2, S1 и т.п., базовой сети. Кроме того, базовая станция 31 горячей зоны формирует открытую абонентскую группу (Open Subscriber Group (OSG)), к которой можно получать доступ от любого из связных терминалов 20.

Базовая станция 32 фемтоячейки имеет меньшую мощность передачи, чем базовая станция 10 макроячейки, и осуществляет связь с базовой станцией 10 макроячейки, используя сеть с коммутацией пакетов, такую как ADSL. Альтернативно, базовая станция 32 фемтоячейки может также осуществлять связь с базовой станцией 10 макроячейки через звено проводной связи. Кроме того, базовая станция 32 фемтоячейки формирует закрытую абонентскую группу (Closed Subscriber Group (CSG)), к которой можно получать доступ только от ограниченных связных терминалов 20.

Базовые станции 33 ячейки RRH соединяются с базовой станцией 10 макроячейки через оптоволоконные кабели. По этой причине базовая станция 10 макроячейки может передавать сигнал на базовые станции 33А и 33В ячейки RRH, расположенные в различных географических местах, через оптоволоконные кабели и заставлять передавать радиосигнал от базовых станций 33А и 33В ячейки RRH. Например, может использоваться только базовая станция 33 ячейки RRH, ближняя к местоположению связного терминала 20. Кроме того, в базовую станцию 10 макроячейки вводятся функции системы управления, чтобы выбирать оптимальную форму передачу, соответствующую распределению связных терминалов 20.

Краткое описание соответствующих мелкомасштабных или среднемасштабных базовых станций, описанных выше, приведено на фиг.2. Эти мелкомасштабные или среднемасштабные базовые станции, такие как базовая станция 31 горячей зоны и базовая станция 32 фемтоячейки, могут увеличивать общую емкость посредством повторного использования частоты, используемой базовой станцией 10 макроячейки.

Например, когда базовая станция 32 фемтоячейки передает радиосигнал связному терминалу 20D, выполняя управление передающим лучом, существует возможность в определенной степени подавить помеху, которая накладывается на другую связь в макроячейке базовой станцией 32 фемтоячейки, и, таким образом, общая емкость всей макроячейки может быть увеличена. Однако для базовой станции 32 фемтоячейки, чтобы выполнить управление передающим лучом, необходима калибровка, и проблема состоит в том, что возрастают накладные расходы.

Здесь далее, варианты осуществления настоящего изобретения были созданы, основываясь на указанном выше факте. В соответствии с вариантами осуществления настоящего изобретения возможно достижение увеличения емкости зоны, исключая необходимость выполнения управления передающим лучом. Такие варианты осуществления настоящего изобретения будут описаны ниже.

2. Общее описание вариантов осуществления настоящего изобретения

Сначала, со ссылкой на фиг.3 будет описана конфигурация системы 1 связи, соответствующей варианту осуществления настоящего изобретения, которая может применяться к описанной выше гетерогенной сети.

На фиг.3 представлен пример конфигурации системы 1 связи, соответствующей варианту осуществления настоящего изобретения. Как показано на фиг.3, система 1 связи, соответствующая варианту осуществления настоящего изобретения, содержит сервер 16А управления (первый сервер управления), сервер 16В управления (второй сервер управления), приемное устройство 20А (первое приемное устройство), приемное устройство 20В (второе приемное устройство), передающее устройство 40А (первое передающее устройство) и передающее устройство 40В (второе передающее устройство). Здесь далее, приемное устройство 20А и приемное устройство 20В соответствуют, например, соответствующим связным терминалам 20, показанным на фиг.1, передающее устройство 40А соответствует, например, базовой станции 10 макроячейки, показанной на фиг.1, и передающее устройство 40В соответствует, например, базовой станции 32 фемтоячейки, показанной на фиг.1.

Сервер 16А управления реализует первую службу связи, управляя связью между передающим устройством 40А приемным устройством 20А, и сервер 16В управления реализует вторую службу связи, управляя связью между передающим устройством 40В, которое использует ту же самую частоту передачи, что и передающее устройство 40А, и приемным устройством 20В.

В этой системе 1 связи, как показано на фиг.3, радиосигнал, переданный от передающего устройства 40А, действует в качестве помеховой волны для связного терминала 20В и радиосигнал, переданный от передающего устройства 40В, действует в качестве помеховой волны для связного терминала 20А.

Здесь, когда желательно улучшить качество приема приемного устройства 20В, сервер 16В управления заставляет некоторые устройства дополнительно выполнять в заданном порядке управление передающим лучом или управление приемным лучом, добиваясь, таким образом, улучшения качества приема приемного устройства 20В.

Конкретно, сервер 16В управления определяет, удовлетворяет ли качество приема заданному критерию, и заставляет приемное устройство 20А выполнять управление приемным лучом, приемное устройство 20В выполнять управление приемным лучом, передающее устройство 40А выполнять управление передающим лучом и передающее устройство 40В выполнять управление передающим лучом в заданном порядке. Благодаря этой конфигурации возможно получить качество приема приемного устройства 20А, которое удовлетворяет заданному критерию, исключая в то же время необходимость выполнения управления передающим лучом.

Здесь, управление приемным лучом посредством второго приемного устройства 20А может быть управлением по нулю приема в направлении прихода радиосигнала, переданного первым передающим устройством 40В. Аналогично, управление приемным лучом посредством приемного устройства 20В является управлением по нулю приема в направлении прихода радиосигнала, переданного передающим устройством 40А.

Кроме того, управление передающим лучом посредством передающего устройства 40А может быть управлением по нулю передачи в направлении присутствия приемного устройства 20В. Аналогично, управление передающим лучом посредством передающего устройства 40В может быть управлением по нулю передачи в направлении присутствия приемного устройства 20А.

Прежде чем описывать первый вариант осуществления и второй вариант осуществления, ниже будет описан способ выполнения каждой из этих операций управления лучом.

3. Способы выполнения соответствующих операций управления лучом (Управление приемным лучом посредством приемного устройства 20А)

На основе команды от сервера 16А или 16В управления приемное устройство 20А выполняет управление приемным лучом для подавления уровня приема помеховой волны от передающего устройства 40В, например, в соответствии со способом, описанным ниже. Сначала сервер 16А управления назначает слот, через который приемное устройство 20А и передающее устройство 40В осуществляют связь для формирования диаграммы направленности на приемном устройстве 20А, и запрашивает сервер 16В управления, чтобы назначить слот для передающего устройства 40В.

Приемное устройство 20А принимает сигнал преамбулы, контрольный сигнал или опорный сигнал, переданные от передающего устройства 40В через назначенный слот, и получает канальную матрицу, указывающую в ответ траекторию распространения между приемным устройством 20А и передающим устройством 40В. Приемное устройство 20А может выстраивать ковариационную матрицу, используя сигнал передачи от передающего устройства 40В, и использовать ковариационную матрицу в качестве канальной матрицы.

Используя алгоритм определения направления прихода, такой как MUSIC, и циклостационарность, приемное устройство 20А определяет направление прихода помеховой волны и количественную характеристику сигнала и выполняет управление приемным лучом, посредством которого в направлении прихода помеховой волны устанавливается ноль.

На фиг.4 представлен пример результата определения направления прихода, используя алгоритм MUSIC. Как показано на фиг.4, в соответствии с алгоритмом MUSIC, возможно определить направление прихода полезной волны (0 градусов в примере на фиг.4) и направление прихода помеховой волны (70 градусов в примере на фиг.4).

На фиг.5 представлен подробный пример управления приемным лучом. Как показано на фиг.5, ноль устанавливается в направлении прихода помеховой волны посредством управления приемным лучом, чтобы подавить уровень приема помеховой волны, и тем самым в примере, показанном на фиг.5, при приеме получается выигрыш (разница в уровне приема между полезной волной и помеховой волной) 55 дБ.

Хотя раньше был описан пример, в котором серверы 16А и 16В управления назначают слот, через который осуществляется связь для формирования диаграммы направленности, способ выполнения управления приемным лучом не ограничивается таким примером. Например, приемное устройство 20А может принимать канал РВСН или PDCCH, переданный передающим устройством 40В, чтобы знать слот передачи передающего устройства 40В, и выполнять управление приемным лучом на основе сигнала, принятого от передающего устройства 40В через слот передачи. Альтернативно, приемное устройство 20А может получать информацию, такую как слот передачи передающего устройства 40В или опорная диаграмма направленности, от сервера 16 В управления через сервер 16А управления.

Альтернативно, приемное устройство 20А может выполнять управление приемным лучом, используя алгоритм формирования диаграммы направленности при приеме, такой как минимальная среднеквадратичная ошибка (MMSE), на основе рекурсивных наименьших квадратов (RLS) или наименьших средних квадратов (LMS), из результатов определения направления прихода и количественного признака.

Когда посредством технологии определения местоположения, такой как GPS, на приемном устройстве 20А и передающем устройстве 40В может быть получена информация о местоположении, приемное устройство 20А может оценить направление прихода помеховой волны от передающего устройства 40В на основе информации о местоположении, присутствующей на приемном устройстве 20А и передающем устройстве 40В

(Управление приемным лучом посредством приемного устройства 20В)

На основе команды от сервера 16А или 16В управления приемное устройство 20В выполняет управление приемным лучом для подавления уровня приема помеховой волны от передающего устройства 40А, например, в соответствии со способом, описанным ниже.

Сначала сервер 16В управления назначает слот, через который приемное устройство 20В и передающее устройство 40А осуществляют связь, для формирования диаграммы направленности на приемном устройстве 20В и запрашивает сервер 16А управления, чтобы назначить слот для передающего устройства 40А.

Приемное устройство 20В принимает сигнал преамбулы, контрольный сигнал или опорный сигнал, переданные от передающего устройства 40А через назначенный слот, и получает канальную матрицу, указывающую в ответ траекторию распространения между приемным устройством 20В и передающим устройством 40А. Приемное устройство 20В может выстраивать ковариационную матрицу, используя сигнал передачи от передающего устройства 40А, и использовать ковариационную матрицу в качестве канальной матрицы.

Используя алгоритм определения направления прихода, такой как MUSIC, и циклостационарность, приемное устройство 20В определяет направление прихода помеховой волны и количественную характеристику сигнала и выполняет управление приемным лучом, посредством которого в направлении прихода помеховой волны устанавливается ноль.

Хотя пример, в котором серверы 16А и 16В управления назначают слот, через который осуществляется связь для формирования диаграммы направленности, был описан раньше, способ выполнения управления приемным лучом не ограничивается таким примером. Например, приемное устройство 20В может принимать канал РВСН или PDCCH, переданный передающим устройством 40А, чтобы знать слот передачи передающего устройства 40А, и выполнять управление приемным лучом на основе сигнала, принятого от передающего устройства 40А через слот передачи. Альтернативно, приемное устройство 20В может получать информацию, такую как слот передачи передающего устройства 40А или опорную диаграмму направленности, от сервера 16А управления через сервер 16 В управления.

Альтернативно, приемное устройство 20В может выполнять управление приемным лучом, используя алгоритм формирования диаграммы направленности при приеме, такой как MMSE, на основе RLS или LMS, исходя из результатов определения направления прихода и количественного признака.

Когда посредством технологии определения местоположения, такой как GPS, на приемном устройстве 20В и передающем устройстве 40А может быть получена информация о местоположении, приемное устройство 20В может оценить направление прихода помеховой волны от передающего устройства 40А на основе информации о местоположении, присутствующей на приемном устройстве 20В и передающем устройстве 40А.

(Управление передающим лучом посредством передающего устройства 40А)

На основе команды от сервера 16А или 16В управления передающее устройство 40А выполняет управление передающим лучом для подавления уровня помехи, наложенной на приемное устройство 20В, например, в соответствии со способом, описанным ниже.

Сначала сервер 16А управления назначает слот, через который передающее устройство 40А и приемное устройство 20В осуществляют связь для формирования диаграммы направленности на передающем устройстве 40А, и запрашивает сервер 16В управления, чтобы назначить слот для приемного устройства 20В.

Передающее устройство 40А принимает сигнал преамбулы, контрольный сигнал или опорный сигнал, переданный от приемного устройства 20В через назначенный слот, и получает канальную матрицу, указывающую в ответ траекторию распространения между приемным устройством 20В и передающим устройством 40А. Передающее устройство 40А может выстраивать ковариационную матрицу, используя сигнал передачи от приемного устройства 20В, и использовать ковариационную матрицу в качестве канальной матрицы.

Используя алгоритм определения направления прихода, такой как MUSIC, и циклостационарность, передающее устройство 40А определяет направление прихода сигнала от приемного устройства 20В и количественную характеристику сигнала и выполняет управление передающим лучом, посредством которого в направлении прихода сигнала устанавливается ноль.

Хотя раньше был описан пример, в котором серверы 16А и 16В управления назначают слот, через который осуществляется связь для формирования диаграммы направленности, способ выполнения управления передающим лучом не ограничивается таким примером. Например, передающее устройство 20А может принимать канал РВСН или PDCCH, переданный приемным устройством 20В, чтобы знать слот, через который приемное устройство 20В выполняет передачу, и выполнять управление передающим лучом на основе сигнала, принятого от приемного устройства 20В через слот. Альтернативно, передающее устройство 40А может получать информацию, такую как слот передачи передающего устройства 20В или опорная диаграмма направленности, от сервера 16В управления через сервер 16А управления.

Альтернативно, передающее устройство 40А может выполнять управление передающим лучом, используя алгоритм формирования диаграммы направленности при передаче, такой как минимальная среднеквадратичная ошибка (MMSE), на основе рекурсивных наименьших квадратов (RLS) или наименьших средних квадратов (LMS), исходя из результатов определения направления прихода и количественного признака сигнала от приемного устройства 20В.

Когда на приемном устройстве 20В и передающем устройстве 40А посредством технологии определения местоположения, такой как GPS, может быть получена информация о местоположении, передающее устройство 40А может оценить направление присутствия приемного устройства 20В на основе информации о местоположении, присутствующей на приемном устройстве 20В и передающем устройстве 40А.

(Управление передающим лучом посредством передающего устройства 40В)

На основе команды от сервера 16А или 16В управления передающее устройство 40В выполняет управление передающим лучом для подавления уровня помехи, наложенной на приемное устройство 20А, например, в соответствии со способом, описанным ниже.

Сначала сервер 16В управления назначает слот, через который передающее устройство 40В и приемное устройство 20А осуществляют связь для формирования диаграммы направленности на передающем устройстве 40В, и запрашивает сервер 16В управления, чтобы назначить слот для приемного устройства 20А.

Передающее устройство 40В принимает сигнал преамбулы, контрольный сигнал или опорный сигнал, переданный от приемного устройства 20А через назначенный слот, и получает канальную матрицу, указывающую в ответ траекторию распространения между приемным устройством 20А и передающим устройством 40В. Передающее устройство 40В может выстраивать ковариационную матрицу, используя сигнал передачи от приемного устройства 20А, и использовать ковариационную матрицу в качестве канальной матрицы.

Используя алгоритм определения направления прихода, такой как MUSIC, и циклостационарность, передающее устройство 40В определяет направление прихода сигнала от приемного устройства 20А и количественную характеристику сигнала и выполняет управление передающим лучом, посредством которого в направлении прихода сигнала устанавливается ноль.

Хотя раньше был описан пример, в котором серверы 16А и 16В управления назначают слот, через который осуществляется связь для формирования диаграммы направленности, способ выполнения управления передающим лучом не ограничивается таким примером. Например, передающее устройство 40В может принимать канал РВСН или PDCCH, переданный приемным устройством 20А, чтобы знать слот, через который приемное устройство 20А выполняет передачу, и выполнять управление передающим лучом на основе сигнала, принятого от приемного устройства 20В через слот. Альтернативно, передающее устройство 40В может получать информацию, такую как слот передачи передающего устройства 20А или опорная диаграмма направленности, от сервера 16А управления через сервер 16В управления.

Альтернативно, передающее устройство 40В может выполнять управление передающим лучом, используя алгоритм формирования диаграммы направленности при передаче, такой как минимальная среднеквадратичная ошибка (MMSE), на основе рекурсивных наименьших квадратов (RLS) или наименьших средних квадратов (LMS), исходя из результатов определения направления прихода и количественного признака сигнала от приемного устройства 20А.

Когда на приемном устройстве 20А и передающем устройстве 40В посредством технологии определения местоположения, такой как GPS, может быть получена информация о местоположении, передающее устройство 40В может определить направление присутствия приемного устройства 20А на основе информации о местоположении, присутствующей на приемном устройстве 20А и передающем устройстве 40В.

4. Первый вариант осуществления настоящего изобретения

Выше были описаны примеры способов выполнения операций управления соответствующим лучом. Далее будет подробно шаг за шагом описан первый вариант осуществления настоящего изобретения для выполнения описанных выше соответствующих операций управления лучом.

Значение SINR (отношение сигнал/помеха плюс шум) приемного устройства 20В указывается ниже как SINR_B, и требуемое значение SINR приемного устройства 20В указывается ниже как SINR_req. Кроме того, коэффициент усиления при приеме для приемного устройства 20В, который получается, когда передающее устройство 40А выполняет управление передающим лучом, указывается как G_txA_BF, и коэффициент усиления при приеме приемного устройства 20В, который получается, когда приемное устройство 20А выполняет управление приемным лучом, указывается как G_rxA_BF. Аналогично, коэффициент усиления при приеме для приемного устройства 20В, который получается, когда передающее устройство 40В выполняет управление передающим лучом, указывается как G_txA_BF, и коэффициент усиления при приеме приемного устройства 20В, который получается, когда приемное устройство 20В выполняет управление приемным лучом, указывается как G_rxB_BF.

Например, коэффициент усиления при приеме G_rxB_BF приемного устройства 20В, который получается, когда приемное устройство 20В выполняет управление приемным лучом, соответствует разности в уровне приема между полезной волной и помеховой волной, показанной на фиг.5. Кроме того, коэффициент усиления при приеме G_txA_BF приемного устройства 20В, который получается, когда передающее устройство 40А выполняет управление передающим лучом, является коэффициентом усиления, который получается из снижения уровня помехи, наложенной на приемное устройство 20В передающим устройством 40А.

Если передающее устройство 40В выполняет управление передающим лучом, величина помехи, воздействующей на приемное устройство 20А, уменьшается, когда передается радиосигнал, использующий ту же самую мощность передачи, и, таким образом, передающее устройство 40В может улучшать SINR_B приемного устройства 20В, увеличивая мощность передачи. Альтернативно, поскольку величина помехи, воздействующей на приемное устройство 20А, снижается, когда передающее устройство 40В выполняет управление передающим лучом, передающее устройство 40А, которое передает радиосигнал на приемное устройство 20А, может уменьшать мощность передачи и, как результат, может улучшать SINR_B приемного устройства 20В. Таким образом, коэффициент усиления при приеме G_txA_BF приемного устройства 20В, который получен, когда передающее устройство 40А выполняет управление передающим лучом, содержит в себе коэффициент усиления, который получен при увеличении мощности передачи передающего устройства 40В или при уменьшении мощности передачи передающего устройства 40А в диапазоне, в котором значение SINR приемного устройства 20А не уменьшается ниже требуемого SINR.

Кроме того, когда приемное устройство 20А выполняет управление приемным лучом, значение SINR приемного устройства 20А улучшается. В итоге в пределах диапазона, в котором значение SINR приемного устройства 20А не уменьшается ниже требуемого значения SINR, передающее устройство 40А может уменьшать мощность передачи или передающее устройство 40В может увеличивать мощность передачи. Таким образом, коэффициент усиления при приеме G_rxA_BF приемного устройства 20В, который получается, когда приемное устройство 20А выполняет управление приемным лучом, содержит в себе коэффициент усиления, полученный при увеличении мощности передачи передающего устройства 40В или при уменьшении мощности передачи передающего устройства 40А.

На фиг.6 представлена блок-схема последовательности выполнения операций в соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения. Как показано на фиг.6, сначала сервер 16В управления определяет, удовлетворяет ли значение SINR_B приемного устройства 20В, сообщенное от передающего устройства 40В, значению SINR_req приемного устройства 20В (S204). Объект каждой операции, содержащей определение, ничем конкретно не ограничивается, и каждую операцию может выполнять любое и каждое устройство, например, приемное устройство 20В, передающее устройство 40В и сервер 16А управления (S212).

Когда SINR_B ниже, чем SINR_req, сервер 16В управления дает команду приемному устройству 20В выполнить управление приемным лучом и приемное устройство 20В начинает управление приемным лучом (S208). Затем сервер 16В управления определяет, удовлетворяет ли значение SINR_B_BF (SINR_B·G_rxB_BF) приемного устройства 20В после управления приемным лучом значению SINR_req (S212).

Когда на этапе S212 SINR_B ниже, чем SINR_req, сервер 16В управления дает команду передающему устройству 40В выполнить управление передающим лучом и передающее устройство 20В начинает управление передающим лучом (S216). Затем сервер 16В управления определяет, удовлетворяет ли значение SINR_B_BF (SINR_B·G_rxB·G_txB_BF) приемного устройства 20В после управления передающим лучом значению SINR_req (S220).

Когда SINR_B_BF (SINR_B·G_rxB_BF·G_txB_BF) ниже, чем SINR_req, сервер 16В управления дает команду приемному устройству 20А выполнить управление приемным лучом и приемное устройство 20А начинает управление приемным лучом (S224). Затем сервер 16В управления определяет, удовлетворяет ли значение SINR_B_BF (SINR_B·G_rxB_BF·G_rxA_BF) приемного устройства 20В после управления приемным лучом значению SINR_req (S228).

Когда на этапе S228 значение SINR_B_BF (SINR_B·G_rxB_BF·G txB_BF·G_rxA_BF) ниже, чем значение SINR_req, сервер 16В управления дает команду передающему устройству 40А выполнить управление передающим лучом и передающее устройство 40А начинает управление передающим лучом (S232). Затем сервер 16В управления определяет, удовлетворяет ли значение SINR_B_BF (SINR_B·G_rxB_BF·G txB_BF·G_rxA_BF) приемного устройства 20В после управления передающим лучом значению SINRjeq (S236).

Когда на этапе S236 SINR_B_BF (SINR_B·G_rxB_BF·G txB_BF·G_rxA_BF) ниже, чем SINR_req, сервер 16В управления выполняет управление для уменьшения требуемого значения SINR приемного устройства 20В (S240). Например, сервер 16В управления дает команду на передающее устройство 40В понизить скорость передачи или уменьшить уровень QoS. После этого процесс заканчивается.

Как описано выше, в первом варианте осуществления настоящего изобретения управление лучом выполняется дополнительно по мере необходимости в порядке, когда управление приемным лучом выполняется приемным устройством 20В, управление передающим лучом выполняется передающим устройством 40В, управление приемным лучом выполняется приемным устройством 20А и управление передающим лучом выполняется передающим устройством 40А. Таким образом, выполняя управление приемным лучом перед управлением передающим лучом, необходимость выполнения управления передающим лучом, влекущая за собой накладные расходы, может быть исключена.

Кроме того, значение SINR_B_BF приемного устройства 20В, упомянутое выше, может быть значением, определенным посредством числового анализа, или значением, измеренным на приемном устройстве 20В после реального формирования диаграммы направленности. Описанный выше процесс, представленный на фиг.6, выполняется однократно и затем заканчивается, но может выполняться периодически. Кроме того, когда истекает заданный период времени пребывания на каждой ветви (S212, S220 и т.п.), показанной на фиг.6, процесс может быть закончен.

5. Второй вариант осуществления настоящего изобретения

На фиг.7 представлена блок-схема последовательности выполнения операций в соответствии со вторым вариантом осуществления настоящего изобретения. Как показано на фиг.7, сначала сервер 16В управления определяет, удовлетворяет ли значение SINR_B приемного устройства 20В, сообщенное передающим устройством 40В, значению SINR_req приемного устройства 20В (S304). Объект каждой операции, содержащей определение, ничем конкретно не ограничивается, и каждую операцию может выполнять любое и каждое устройство, например приемное устройство 20В, передающее устройство 40В и сервер 16А управления.

Когда значение SINR_B ниже, чем SINR_req, сервер 16В управления дает команду приемному устройству 20В выполнить управление приемным лучом и приемное устройство 20В начинает управление приемным лучом (S308). Затем сервер 16В управления определяет, удовлетворяет ли значение SINR_B_BF (SINR_B·G_rxB_BF·G txB) приемного устройства 20В после управления приемным лучом значению SINR_req (S312).

Когда на этапе S312 SINR_B_BF (SINR_B·G_rxB_BF) ниже, чем значение SINR_req, сервер 16В управления дает команду приемному устройству 20А выполнить управление приемным лучом и приемное устройство 20А начинает управление приемным лучом (S316). Затем сервер 16В управления определяет, удовлетворяет ли значение SINR_B_BF (SINR_B·G_rxB_BF·G_rxA_BF) приемного устройства 20В после управления приемным лучом значению SINR_req (S320).

Когда на этапе S320 значение SINR_B_BF (SINR_B·G_rxB_BF·G_rxA_BF) ниже, чем значение SINR_req, сервер 16В управления дает команду передающему устройству 40В выполнить управление передающим лучом и передающее устройство 40В начинает управление передающим лучом (S324). Затем сервер 16В управления определяет, удовлетворяет ли значение (SINR_B·G_rxB_B·G_rxA_BF·G_txB_BF) приемного устройства 20В после управления передающим лучом значению SINR_req (S328).

Когда на этапе S328 значение SINR_B_BF (SINR_B·G_rxB_BF·G_rxA_BF·G_txB_BF) ниже, чем значение SINR_req, сервер 16В управления дает команду передающему устройству 40А выполнить управление передающим лучом и передающее устройство 40В начинает управление передающим лучом (S332). Сервер 16В непрерывно определяет, удовлетворяет ли SINR_B_BF (SINR_B·G_rxB_BF·G_rxA_BF·G_txB_BF·G_rxA_BF) приемного устройства 20В после управления передающим лучом значению SINR_req (S336).

Когда значение SINR_B_BF (SINR_B·G_rxB_BF·G_rxA_BF·G_txB_BF·G_rxA_BF) на этапе S336 ниже, чем значение SINR_req, сервер 16В управления выполняет управление для уменьшения требуемого SINR приемного устройства 20В (S340). Например, сервер 16В управления дает команду на передающее устройство 40В понизить скорость передачи или уменьшить уровень QoS. После этого процесс заканчивается.

Как описано выше, во втором варианте осуществления настоящего изобретения управление лучом выполняется дополнительно в соответствии с необходимостью в порядке, когда управление приемным лучом выполняется приемным устройством 20В, управление приемным лучом выполняется приемным устройством 20А, управление передающим лучом выполняется передающим устройством 40В и управление передающим лучом выполняется передающим устройством 40А. Таким образом, во втором варианте осуществления настоящего изобретения управление приемным лучом выполняется с более высоким приоритетом, чем в первом варианте осуществления, так что необходимость выполнения управления передающим лучом, содержащего накладные расходы, может быть дополнительно исключена.

Кроме того, значение SINR_B_BF приемного устройства 20В, упомянутое выше, может быть значением, определенным посредством числового анализа, или значением, измеренным на приемном устройстве 20В после реального формирования диаграммы направленности. Описанный выше процесс, представленный на фиг.7, выполняется однократно и затем заканчивается, но может выполняться периодически. Кроме того, когда истекает заданный период времени пребывания на каждой ветви (S312, S320 и т.п.), показанной на фиг.7, процесс может быть закончен.

6. Заключение

Как описано выше, в каждом варианте осуществления настоящего изобретения управление приемным лучом выполняется перед управлением передающим лучом, поэтому необходимость выполнения управления передающим лучом может быть исключена. В итоге возможно исключить накладные расходы, возникающие в результате калибровки управления передающим лучом.

Предпочтительные варианты осуществления настоящего изобретения были описаны выше со ссылкой на сопроводительные чертежи, и в то же время настоящее изобретение, конечно, не ограничивается приведенными выше примерами. Специалист в данной области техники может определить различные альтернативы и модификации в рамках объема приложенной формулы изобретения и следует понимать, что они, естественно, попадают в пределы объема настоящего изобретения. Например, соответствующие этапы в процессе выполнения операций системой 1 связи не должны обрабатываться в последовательности, описанной как блок-схема последовательности выполнения операций, в соответствии со временем. Например, соответствующие этапы в процессе выполнения операций системой 1 связи могут обрабатываться в последовательности, отличной от последовательности, описанной как блок-схема последовательности выполнения операций, или обрабатываться параллельно. Кроме того, может быть написана компьютерная программа, заставляющая аппаратурное обеспечение, такое как CPU, ROM и RAM, встроенные в серверы 16 управления, передающие устройства 40 и приемные устройства 20, выполнять те же самые функции, что и серверы 16 управления, передающие устройства 40 и приемные устройства 20, упомянутые выше.

Кроме того, "повторное использование" в этом описании означает реализацию дополнительной или заменяющей службы связи (второй службы связи), используя участок или весь частотный диапазон, назначенный первой службе связи. Здесь первая служба связи и вторая служба связи могут быть службами связи различных типов или одного и того же типа. Службы связи различных типов могут быть двумя или более различными типами служб связи, которые выбираются из множества типов служб связи, например широковещательная служба цифрового телевидения, служба спутниковой связи, служба мобильной связи, служба доступа к беспроводной LAN и служба однорангового соединения Peer-to-Peer (Р2Р).

При этом службы связи одного и того же типа могут содержать, например, взаимосвязь между службой, основанной на макроячейке, обеспечиваемой провайдером службы связи, и службой, основанной на фемтоячейке, управляемой пользователем или оператором мобильной виртуальной сети (MVNO) в службе мобильной связи. Кроме того, службы связи одного и того же типа могут содержать взаимосвязь между службой, обеспечиваемой базовой станцией макроячейки, и службой, обеспечиваемой, чтобы охватить незанятый промежуток в спектре с помощью ретрансляционной станции (ретрансляционный узел), в службе связи, основанной на стандарте перспективного долгосрочного развития (Long Term Evolution-Advanced (LTE-A)).

Вторая служба связи может использовать множество фрагментированных частотных полос, которые объединяются, используя технологию объединения спектра. Кроме того, вторая служба связи может быть дополняющей службой связи, обеспечиваемой группой фемтоячеек, группой ретрансляционных станций или группой мелкомасштабных или среднемасштабных базовых станций, которые обеспечивают меньшую область обслуживания, чем базовая станция макроячейки, присутствующая внутри области обслуживания базовой станции макроячейки. Общие принципы каждого варианта осуществления настоящего изобретения, описанного выше, могут широко применяться ко всем типам таких повторных использований.

Список ссылочных позиций

16, 16А, 16В Сервер управления

20, 20А, 20В Приемное устройство

40, 40А, 40В Передающее устройство

1. Способ управления связью, содержащий этапы, на которых:
определяют, удовлетворяет ли качество приема второго приемного устройства заданному критерию в системе связи, содержащей первое передающее устройство, первое приемное устройство, второе передающее устройство, повторно использующее частоту, назначенную первому передающему устройству, и второе приемное устройство; и
при определении, что качество приема второго приемного устройства не удовлетворяет заданному критерию, дополнительно выполняют в заданном порядке управление приемным лучом посредством первого приемного устройства, управление лучом посредством первого передающего устройства, управление приемным лучом посредством второго приемного устройства или управление передающим лучом посредством второго передающего устройства.

2. Способ управления связью по п.1,
в котором заданный порядок представляет собой порядок, при котором управляют приемным лучом посредством второго приемного устройства, управляют передающим лучом посредством второго передающего устройства, управляют приемным лучом посредством первого приемного устройства и управляют лучом посредством первого передающего устройства.

3. Способ управления связью по п.1,
в котором заданный порядок представляет собой порядок, при котором управляют приемным лучом посредством второго приемного устройства, управляют приемным лучом посредством первого приемного устройства, управляют передающим лучом посредством второго передающего устройства и управляют лучом посредством первого передающего устройства.

4. Способ управления связью по п.2,
в котором управление приемным лучом посредством второго приемного устройства является управлением по нулю приема в направлении прихода радиосигнала, передаваемого первым передающим устройством.

5. Способ управления связью по п.4,
в котором управление передающим лучом посредством второго передающего устройства является управлением по нулю передачи в направлении присутствия первого приемного устройства.

6. Способ управления связью по п.5,
в котором управление приемным лучом посредством первого приемного устройства является управлением по нулю приема в направлении прихода радиосигнала, передаваемого вторым передающим устройством.

7. Способ управления связью по п.6,
в котором управление передающим лучом посредством первого передающего устройства является управлением по нулю передачи в направлении присутствия второго приемного устройства.

8. Способ управления связью по п.7, в котором, когда качество приема первого приемного устройства выше заданного критерия за счет дополнительных характеристик, обеспечиваемых управлением приемным лучом посредством первого приемного устройства, мощность передачи радиосигнала от первого передающего устройства к первому приемному устройству уменьшают в пределах диапазона, в котором качество приема первого приемного устройства не ниже заданного критерия.

9. Способ управления связью по п.7,
в котором, когда качество приема первого приемного устройства выше заданного критерия за счет дополнительных характеристик, обеспечиваемых управлением приемным лучом посредством первого приемного устройства, мощность передачи радиосигнала от второго передающего устройства ко второму приемному устройству повышают в пределах диапазона, в котором качество приема первого приемного устройства не ниже заданного критерия.

10. Система связи, содержащая:
первый сервер управления для управления связью между первым передающим устройством и первым приемным устройством; и
второй сервер управления для управления связью между вторым передающим устройством, которое повторно использует частоту, назначенную первому передающему устройству, и вторым приемным устройством,
при этом второй сервер управления выполнен с возможностью определения, удовлетворяет ли качество приема второго приемного устройства заданному критерию в системе связи, содержащей первое передающее устройство, первое приемное устройство, второе передающее устройство, повторно использующее частоту, назначенную первому передающему устройству, и второе приемное устройство; и
при определении, что качество приема второго приемного устройства не удовлетворяет заданному критерию, первый сервер управления или второй сервер управления дополнительно выполнены с возможностью выполнения в заданном порядке управления приемным лучом посредством первого приемного устройства, управления лучом посредством первого передающего устройства, управления приемным лучом посредством второго приемного устройства или управления передающим лучом посредством второго передающего устройства.