Система и способ физического произвольного доступа на основе лепестка диаграммы направленности

Изобретение относится к способу в беспроводном устройстве связи для осуществления произвольного доступа к сетевому узлу. Технический результат заключается в обеспечении выбора лепестка диаграммы направленности для передач по нисходящей линии связи. Способ содержит этапы, на которых: принимают множество опорных сигналов для конкретного лепестка диаграммы направленности (BRS) нисходящей линии связи от сетевого узла; определяют предпочтительный BRS на основании мощности принятого сигнала для каждого BRS и выбирают, на основании предпочтительного BRS, ресурс произвольного доступа, подлежащий использованию для передачи попытки произвольного доступа на сетевой узел согласно одному или более заранее заданным правилам ассоциирования, задающим связь между ресурсом произвольного доступа и BRS; а также используют выбранный ресурс произвольного доступа при передаче попытки произвольного доступа на сетевой узел, благодаря чему выбор ресурса произвольного доступа указывает сетевому узлу, какой лепесток диаграммы направленности нисходящей линии связи беспроводное устройство связи предпочитает использовать для передач нисходящей линии связи, причем выбор содержит этап, на котором выбирают из множества преамбул преамбулу, подлежащую использованию для передачи попытки произвольного доступа. 5 н. и 24 з.п. ф-лы, 12 ил.

 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Конкретные варианты осуществления относятся, в целом, к беспроводной связи и, в частности, к системе и способу физического произвольного доступа на основе лепестка диаграммы направленности.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Современный беспроводной доступ четвертого поколения (4G) в проекте долгосрочного развития систем связи (LTE) проекта партнерства третьего поколения (3GPP) основан на мультиплексировании с ортогональным частотным разделением (OFDM) на нисходящей линии связи и OFDM с расширением посредством дискретного преобразования Фурье (DFT), также известном как множественный доступ с частотным разделением с одной несущей (SC-FDMA), на восходящей линии связи.

Кандидат в радиоинтерфейс пятого поколения (5G) предусматривает масштабирование современного радиоинтерфейса LTE, который ограничивается полосой 20 МГц, а именно, расширение полосы в N раз и сокращение длительности передачи в N раз. Типичное значение может быть N=5, благодаря чему, несущая имеет полосу 100 МГц и длины слотов 0,1 мс. При таком подходе многие функции в LTE могут оставаться неизменными, что упростит работы по стандартизации и позволит повторно использовать технологические компоненты.

Несущая частота для предполагаемой системы 5G может быть выше, чем в современных системах 4G. Рассматриваются значения в диапазоне 10-80 ГГц. На таких высоких частотах целесообразно использовать антенную решетку для достижения усиления за счет формирования диаграммы направленности. Поскольку длина волны мала, например, менее 3 см, антенная решетка с большим количеством элементов антенны может помещаться в оболочке антенны, размер которой сравним с размерами антенн современных базовых станций 3G и 4G.

На фиг. 1 показана блок-схема, демонстрирующая радиосеть 100, которая включает в себя одно или более беспроводных устройств 110A-C, сетевых узлов 115A-C (показанных на фиг. 1 как базовые станции), контроллера 120 радиосети и пакетной базовой сети 130.

Беспроводное устройство 110 может осуществлять связь с сетевым узлом 115 по беспроводному интерфейсу. Например, беспроводное устройство 110 может передавать беспроводные сигналы на сетевой узел 115 и/или принимать беспроводные сигналы от сетевого узла 115. Беспроводные сигналы могут содержать голосовой трафик, трафик данных, сигналы управления и/или любую другую подходящую информацию.

На фиг. 2 показана блок-схема, демонстрирующая сеть 200, которая включает в себя три точки 202 передачи (TP) для осуществления связи с беспроводным устройством 110 или другим пользовательским оборудованием (UE) через антенные решетки, генерирующие множественные лепестки 203 диаграммы направленности. Точка передачи может включать в себя любой сетевой узел, например сетевой узел 115, показанный на фиг. 1.

Лепестки диаграммы направленности, генерируемые антенными решетками, обычно имеют высокую направленность и дают коэффициенты усиления за счет формирования диаграммы направленности 20 дБ или более благодаря участию большого количества элементов антенны в формировании диаграммы направленности. Это означает, что каждый лепесток диаграммы направленности имеет относительно узкий угол, ширина лепестка диаграммы направленности на уровне половинной мощности (HPBW) может не превышать 5 градусов. Поэтому сектор сетевого узла, например, базовой станции, должен покрываться большим количеством лепестков диаграммы направленности.

Когда система, например система 200, показанная на фиг. 2, включает в себя множественные узлы передачи, каждый узел может иметь антенную решетку, способную генерировать много лепестков 203 диаграммы направленности с малой HPBW. Затем эти узлы могут использовать, например, одну или несколько несущих, что позволяет достичь полной полосы передачи в несколько сотен МГц, благодаря чему, пиковая пользовательская пропускная способность нисходящей линии связи (DL) может достигать 10 Гбит/с или более.

В процедурах доступа LTE, беспроводное устройство, или UE, сначала ищет соту с использованием процедуры поиска соты, где уникальные первичный и вторичный сигналы синхронизации (PSS и SSS, соответственно) передаются от каждого сетевого узла, или eNodeB в контексте LTE. Когда сота найдена, беспроводное устройство может переходить к дополнительным этапам, чтобы стать ассоциированным с этой сотой, которая именуется обслуживающей сотой для этого беспроводного устройства. После нахождения соты, беспроводное устройство может считывать системную информацию (передаваемую по физическому широковещательному каналу), известную как главный блок информации (MIB), который найден в известной частотно-временной позиции относительно положений PSS и SSS. После обнаружения MIB, номер системного кадра (SFN) и системная полоса нисходящей линии связи известны.

В LTE, как и в любой системе связи, мобильному терминалу может потребоваться контакт с сетью в отсутствие специализированного ресурса на восходящей линии связи (UL) от беспроводного устройства на сетевой узел или базовую станцию. С этой целью, предусмотрена процедура произвольного доступа, где беспроводное устройство, которое не имеет специализированного ресурса UL, может передавать сигнал на базовую станцию.

На фиг. 3 показана блок-схема, демонстрирующая передачу 300 преамбулы произвольного доступа. Первое сообщение этой процедуры обычно передается по специальному ресурсу связи, зарезервированному для произвольного доступа, физическому каналу произвольного доступа (PRACH). Этот канал может быть ограничен, например, по времени и/или частоте (как в LTE).

Ресурсы связи, доступные для передачи PRACH, предоставляются беспроводным устройствам как часть широковещательной системной информации в блоке системной информации два (SIB-2) или как часть специализированной сигнализации управления радиоресурсами (RRC), например, в случае хэндовера.

Ресурсы состоят из преамбульной последовательности и частотно-временного ресурса. В каждой соте доступны 64 преамбульные последовательности. Заданы два подмножества из 64 последовательностей, где множество последовательностей в каждом подмножестве сигнализируется как часть системной информации.

На фиг. 4 показана схема сигнализации, демонстрирующая процедуру состязательного произвольного доступа, используемую в LTE. Беспроводное устройство 110 начинает процедуру произвольного доступа, случайным образом выбирая одну из преамбул, доступных для состязательного произвольного доступа. На этапе 402, беспроводное устройство 110 передает преамбулу произвольного доступа (сообщ. 1) на физическом канале произвольного доступа (PRACH) на сетевой узел 115.

На этапе 404, сеть радиодоступа (RAN) квитирует любую преамбулу, которую он обнаруживает при передаче, от сетевого узла 115, ответа произвольного доступа (сообщ. 2), включающего в себя первоначальное предоставление, подлежащее использованию на совместно используемом канале восходящей линии связи, временный идентификатор радиосети (TC-RNTI) и обновление выравнивания по времени (TA). При приеме ответа, беспроводное устройство 110 использует предоставление для передачи сообщения запланированной передачи (сообщ. 3) на сетевой узел 115 на этапе 406.

Процедура заканчивается, когда RAN разрешает любое состязание преамбул, которое может иметь место в случае, когда множественные беспроводные устройства одновременно передают одну и ту же преамбулу. Это может происходить, поскольку каждое беспроводное устройство 110 случайным образом выбирает, когда передавать и какую преамбулу использовать. Если множественные беспроводные устройства выбирают одну и ту же преамбулу для передачи по PRACH, будет иметь место состязание, которое должно разрешаться посредством сообщения разрешения состязания (сообщ. 4), которое может передаваться на этапе 408.

Фиг. 4 также иллюстрирует передачи сообщений квитирования смешанного автоматического запрашивания повторной передачи (HARQ ACK).

На фиг. 5 показана блок-схема, демонстрирующая состязательный произвольный доступ, где происходит состязание между двумя беспроводными устройствами. В частности, два беспроводных устройства 110A, 110B одновременно передают одну и ту же преамбулу, p5. Третье беспроводное устройство 11°C также передает в то же время, но поскольку оно передает с другой преамбулой, p1, между этим беспроводным устройством и двумя другими беспроводными устройствами не существует состязания.

Беспроводное устройство 110 также может осуществлять бессостязательный произвольный доступ. На фиг. 6 показана блок-схема операций, демонстрирующая процедуру для беспроводного устройства 110 для осуществления бессостязательного произвольного доступа на основании приема сообщения предписания произвольного доступа (RA) от сетевого узла 115. Бессостязательный произвольный доступ обычно используется в хэндовере между двумя сетевыми узлами, например, любыми двумя из сетевых узлов 115A, 115B, 115C, проиллюстрированных на фиг. 1. В этом случае, предписание бессостязательного произвольного доступа передается от исходного сетевого узла, когда преамбула произвольного доступа (сообщ. 1) принимается на другом целевом сетевом узле, который также передает ответ произвольного доступа (сообщ. 2). Как и при состязательном произвольном доступе, ответ произвольного доступа (сообщ. 2) передается по нисходящей линии связи (DL) на беспроводное устройство 110 после успешного обнаружения преамбулы произвольного доступа (сообщ. 1).

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В системе радиодоступа на основе лепестка диаграммы направленности, на стороне сети, т.е. сетевом узле 115, существует проблема выбора, в каком лепестке диаграммы направленности передавать ответы произвольного доступа, т.е. сообщ. 2, на беспроводное устройство 110.

Кроме того, на стороне сети существует сложная проблема обнаружения преамбулы произвольного доступа, т.е. сообщ. 1, в системе радиодоступа на основе лепестка диаграммы направленности поскольку сетевой узел не знает, какой лепесток диаграммы направленности приема является наилучшим для приема преамбулы, и, таким образом, сетевом узлу 115 необходимо повторять поиск в каждом лепестке диаграммы направленности. Использование наилучшего лепестка диаграммы направленности приема восходящей линии связи также для передачи сигналов нисходящей линии связи на одно и то же беспроводное устройство требует хорошо откалиброванных радиочастотных цепей (RF) восходящей линии связи и нисходящей линии связи в сети, чтобы гарантировать, что преимущественные условия приема по наилучшему лепестку диаграммы направленности приема восходящей линии связи отражаются также по нисходящей линии связи, что дорого в реализации.

Задачей настоящего изобретения является обеспечение, по меньшей мере, беспроводного устройства, сетевого узла и способов произвольного доступа с целью ослабления, снижения или устранения одного или более из вышеуказанных недостатков в уровне техники и недостатков по отдельности или в любой комбинации.

Эта задача достигается способом в беспроводном устройстве для осуществления произвольного доступа к сетевому узлу. Способ содержит прием множества опорных сигналов для конкретного лепестка диаграммы направленности, BRS, нисходящей линии связи от сетевого узла, и определение предпочтительного BRS на основании мощности принятого сигнала для каждого BRS. Способ также содержит выбор, на основании предпочтительного BRS, ресурса произвольного доступа, подлежащего использованию для передачи попытки произвольного доступа на сетевой узел, и использование выбранного ресурса произвольного доступа при передаче попытки произвольного доступа на сетевой узел, благодаря чему, выбор ресурса произвольного доступа указывает сетевому узлу, какой лепесток диаграммы направленности нисходящей линии связи беспроводное устройство предпочитает использовать для передач нисходящей линии связи.

Таким образом, поскольку сеть, т.е. сетевой узел, знает, какой лепесток диаграммы направленности использовать для ответа произвольного доступа, покрытие ответов произвольного доступа повышается. Кроме того, процедура произвольного доступа может завершаться раньше, что повышает латентность и снижает помеху в сети.

Другое техническое преимущество может состоять в устранении необходимости калибровки и выравнивания RF для восходящей линии связи и нисходящей линии связи, что снижает стоимость реализации и энергопотребление.

Задача также достигается способом в сетевом узле для поддержки произвольного доступа от беспроводного устройства. Способ содержит передачу множества опорных сигналов для конкретного лепестка диаграммы направленности (BRS), и обнаружение преамбулы в сигнале, принятом от беспроводного устройства. Обнаружение преамбулы указывает BRS, предпочтительный для беспроводного устройства. Способ также содержит передачу ответа произвольного доступа в том же лепестке диаграммы направленности и/или направлении лепестка диаграммы направленности и/или с теми же весовыми коэффициентами формирования диаграммы направленности, что и предпочтительный BRS, указанный посредством обнаружения преамбулы.

Опять же, поскольку сеть, т.е. сетевой узел, знает, какой лепесток диаграммы направленности использовать для ответа произвольного доступа, покрытие ответов произвольного доступа повышается. Кроме того, процедура произвольного доступа может завершаться раньше, что повышает латентность и снижает помеху в сети.

Другое техническое преимущество может состоять в устранении необходимости калибровки и выравнивания RF для восходящей линии связи и нисходящей линии связи, что снижает стоимость реализации и энергопотребление.

Дополнительное техническое преимущество может состоять в том, что вычислительная сложность на сетевом узле, например eNodeB, снижается согласно настоящему принципу. Детектору преамбулы произвольного доступа на сетевом узле нужно только искать подмножество преамбульных последовательностей в каждом направлении восходящей линии связи приемника. Это подмножество равно подмножеству последовательностей произвольного доступа, которые отображаются в тот же лепесток диаграммы направленности для передачи нисходящей линии связи (или направление в пространстве), что и лепесток диаграммы направленности восходящей линии связи приемника (или направление в пространстве).

Некоторые варианты осуществления могут извлекать пользу из некоторых, ни одного или всех вышеупомянутых преимуществ. Специалисту в данной области техники нетрудно понять и другие технические преимущества.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Для более полного понимания настоящего изобретения и его признаков и преимуществ, обратимся к нижеследующему описанию, приведенному совместно с прилагаемыми чертежами, в которых:

фиг. 1 - блок-схема, демонстрирующая радиосеть;

фиг. 2 - блок-схема, демонстрирующая радиосеть 5G;

фиг. 3 - блок-схема, демонстрирующая передачу преамбулы произвольного доступа;

фиг. 4 - блок-схема операций, демонстрирующая процедуру состязательного произвольного доступа;

фиг. 5 - блок-схема, демонстрирующая систему для осуществления процедуры состязательного произвольного доступа;

фиг. 6 - блок-схема операций, демонстрирующая осуществление беспроводным устройством бессостязательного произвольного доступа;

фиг. 7 - блок-схема, демонстрирующая некоторые варианты осуществления системы для выбора лепестка диаграммы направленности на основании интенсивности принятого сигнала по нисходящей линии связи;

фиг. 8 - блок-схема операций, демонстрирующая некоторые варианты осуществления для осуществления выбора предпочтительного лепестка диаграммы направленности нисходящей линии связи;

фиг. 9 - блок-схема, демонстрирующая некоторые варианты осуществления беспроводного устройства;

фиг. 10 - блок-схема, демонстрирующая некоторые варианты осуществления сетевого узла;

фиг. 11 - блок-схема, демонстрирующая некоторые варианты осуществления узла пакетной базой сети; и

фиг. 12 - блок-схема операций, демонстрирующая некоторые варианты осуществления для осуществления выбора предпочтительного лепестка диаграммы направленности нисходящей линии связи.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ

Конкретные варианты осуществления описаны ниже со ссылкой на фиг. 7-12 чертежей, где аналогичные ссылочные позиции используются для аналогичных и соответствующих частей различных чертежей.

Фиг. 7 иллюстрирует систему 700, которая включает в себя беспроводное устройство 110 (показанное на фиг. 7 как ʹтерминалʹ) выполненный с возможностью выбора лепестка 704 диаграммы направленности на основании интенсивности принятого сигнала по нисходящей линии связи (DL), согласно некоторым вариантам осуществления. Как указано, система 700 включает в себя множественные сетевые узлы 115A, 115B, каждый из которых передает уникальные опорные сигналы для каждого лепестка диаграммы направленности. В конкретном варианте осуществления, два сетевых узла 115A, 115B могут быть двумя точками передачи (TP), способными осуществлять многолепестковые передачи в одной и той же соте (с одним и тем же ID физической соты), или могут быть узлами, принадлежащими разным сотам.

В конкретном варианте осуществления, беспроводное устройство 110 может обнаруживать предпочтительный лепесток диаграммы направленности нисходящей линии связи (и, следовательно, сетевой узел). В изображенном примере, беспроводное устройство 110 обнаруживает опорный сигнал для конкретного лепестка диаграммы направленности (BRS-1-3) от сетевого узла 1. Затем беспроводное устройство 110 может выбирать сигнал PRACH для передачи на восходящей линии связи, благодаря чему, сеть получает информацию о том, какой BRS является ʺнаилучшимʺ для беспроводного устройства 110 и, таким образом, сеть знает, какой лепесток диаграммы направленности нисходящей линии связи использовать для последующих сообщений, например, ответа канала произвольного доступа (RACH). Заметим, что преамбулы, ассоциированные с сетевым узлом 115A, также могут обнаруживаться сетевым узлом 115B, если два сетевых узла координируют свои действия.

Таким образом, UE или беспроводное устройство 110 выбирает сигнал PRACH для передачи на восходящей линии связи на основании условий передачи по нисходящей линии связи от сетевого узла 115 на беспроводное устройство 110.

Как упомянуто в раздел "уровень техники", ресурсы PRACH состоят из преамбульной последовательности и частотно-временного ресурса. Ресурс PRACH можно брать из подмножества множества всех доступных преамбул, и/или беспроводное устройство может передавать преамбулу в определенном частотном диапазоне в системной полосе. Когда сеть обнаруживает преамбулу, передаваемую от беспроводного устройства, она знает, какой лепесток диаграммы направленности нисходящей линии связи предпочтительно использовать для передач нисходящей линии связи, например, следующего ответа RACH.

Таким образом, UE или беспроводное устройство 110 выбирает преамбулу и/или частотно-временной ресурс, используемый для передачи преамбулы, на основании условий передачи по нисходящей линии связи от сетевого узла 115 на беспроводное устройство 110.

Фиг. 8 иллюстрирует блок-схему операций, изображающую этапы иллюстративного способа, осуществляемого для выбора предпочтительного лепестка диаграммы направленности нисходящей линии связи, согласно некоторым вариантам осуществления. В частности, правая сторона блок-схемы операций изображает этапы, которые могут осуществляться беспроводным устройством 110, и левая сторона изображает этапы, которые могут осуществляться сетевым узлом 115, согласно некоторым вариантам осуществления.

В частности, правая сторона иллюстрирует способ в беспроводном устройстве 110 для осуществления произвольного доступа к сетевому узлу 115. Способ содержит прием 804 множества опорных сигналов для конкретного лепестка диаграммы направленности, BRS, нисходящей линии связи от сетевого узла 115. Способ также содержит определение 806 предпочтительного BRS на основании мощности принятого сигнала для каждого BRS, а также выбор 808, на основании предпочтительного BRS, ресурса произвольного доступа, подлежащего использованию для передачи попытки произвольного доступа на сетевой узел 115. Способ дополнительно содержит использование 810 выбранного ресурса произвольного доступа при передаче попытки произвольного доступа на сетевой узел 115, благодаря чему, выбор ресурса произвольного доступа указывает сетевому узлу, какой лепесток диаграммы направленности нисходящей линии связи беспроводное устройство предпочитает использовать для передач нисходящей линии связи.

Левая сторона блок-схемы операций, показанной на фиг. 8, иллюстрирует способ в сетевом узле 115, для поддержки произвольного доступа от беспроводного устройства 110. Способ содержит передачу 802 множества опорных сигналов для конкретного лепестка диаграммы направленности (BRS). Способ также содержит обнаружение 820 преамбулы в сигнале, принятом от беспроводного устройства 110, причем упомянутое обнаружение преамбулы указывает BRS, предпочтительный для упомянутого беспроводного устройства. Способ дополнительно содержит передачу 814 ответа произвольного доступа в том же лепестке диаграммы направленности и/или направлении лепестка диаграммы направленности и/или с теми же весовыми коэффициентами формирования диаграммы направленности, что и предпочтительный BRS, указанный посредством обнаружения преамбулы.

Конечно, сетевой узел 115 попытается обнаружить более одной преамбулы в течение данной продолжительности времени, и, таким образом, будет последовательно или параллельно пытаться обнаружить все релевантные преамбулы в системе связи.

Способы, проиллюстрированные на фиг. 8, могут начинаться на этапе 802, когда сетевой узел 115 (eNB, базовая станция) может передавать множество опорных сигналов для конкретного лепестка диаграммы направленности по нисходящей линии связи. Сигналы могут приниматься беспроводным устройством на этапе 804. Затем беспроводное устройство 110 может осуществлять измерения на этих разных (предпочтительно, ортогональных) опорных сигналах и затем определять предпочтительный BRS на этапе 806. Это может осуществляться путем измерения принятой мощности опорного сигнала (RSRP). Опорный сигнал может быть сигналом синхронизации (первичным сигналом синхронизации PSS/ вторичным сигналом синхронизации SSS), полученным формированием диаграммы направленности, опорным сигнальном информации состояния канала (CSI-RS), полученным формированием диаграммы направленности, сигналом выявления, полученным формированием диаграммы направленности, или может быть вновь построенной последовательностью опорных сигналов для конкретного лепестка диаграммы направленности (BRS). Здесь, мы, для простоты, обозначаем и классифицируем опорные сигналы для конкретного лепестка диаграммы направленности как BRS.

Опорные сигналы для конкретного лепестка диаграммы направленности предполагаются известными, например, из спецификации или из (широковещательной) системной информации, прежде чем беспроводное устройство сможет начать измерять и идентифицировать предпочтительный лепесток диаграммы направленности нисходящей линии связи. Однако, в одном варианте осуществления, сигнализация конфигурации происходит до идентификации, но в традиционной системе, не основанной на диаграмме направленности, например LTE. На практике, беспроводное устройство обнаруживает предпочтительный опорный сигнал для конкретного лепестка диаграммы направленности из множества опорных сигналов для конкретного лепестка диаграммы направленности, поэтому беспроводное устройство не известно фактическое направление лепестка диаграммы направленности, или весовые коэффициенты формирования диаграммы направленности, используемые стороной передатчика, которая полностью зависит от реализации.

На этапе 808, беспроводное устройство 110 выбирает ресурс произвольного доступа для передачи попытки произвольного доступа на сетевой узел 115.

Согласно некоторым вариантам осуществления, выбор 808 содержит выбор 808a преамбулы, из множества преамбул, подлежащей использованию для передачи попытки произвольного доступа.

Согласно некоторым вариантам осуществления, выбор 808 содержит выбор 808b временного и/или частотного ресурса, подлежащего использованию для передачи попытки произвольного доступа. Согласно таким вариантам осуществления, ресурс PRACH (который потенциально является одним из множественных ресурсов, распределенных по времени или частоте) для использования при передаче преамбулы, зависит от обнаруженного предпочтительного BRS. Поэтому сети будет известно, какой BRS является предпочтительным, от стороны беспроводного устройства, или UE, из диапазона и/или положения во временной области которого сеть обнаружила преамбулу на восходящей линии связи. Таким образом, сеть знает направление, в котором передавать ответ произвольного доступа (сообщ. 2), поскольку он такой же, как предпочтительный BRS. Этот вариант осуществления можно комбинировать с предыдущим, содержащим выбор преамбулы, благодаря чему, подмножество преамбул и определенный частотный диапазон и/или подкадр, используется для передачи преамбулы.

Согласно дополнительным аспектам, выбор 808 содержит выбор 808c ресурса произвольного доступа на основании заранее заданных правил ассоциирования, известных на беспроводном устройстве.

В одном варианте осуществления, после определения предпочтительного BRS нисходящей линии связи, беспроводное устройство использует функцию или поисковую таблицу, указанную в руководстве пользователя или стандарте или заданную до широковещательной сигнализации или сконфигурированную специализированной сигнализацией (например, сигнализацией RRC) в содействующей традиционной сети, для выбора 808d преамбулы произвольного доступа из множества преамбул. Затем беспроводное устройство использует эту выбранную преамбулу в своей попытке произвольного доступа на этапе 810.

Затем сеть может, из обнаружения преамбулы PRACH (на этапе 820), определять, какой лепесток диаграммы направленности нисходящей линии связи беспроводное устройство нашло самым сильным, и, таким образом, будет предпочтительно использовать его при передаче сообщения(й) ответа произвольного доступа на этапе 814. Сеть имеет несколько вариантов выбора весовых коэффициентов формирования диаграммы направленности для сообщений ответа произвольного доступа. Она может просто выбирать те же весовые коэффициенты формирования диаграммы направленности, которые использовались при формировании лепестка диаграммы направленности для передачи BRS, который был предпочтителен для беспроводного устройства.

Согласно некоторым вариантам осуществления, сетевой узел передает 814a ответ произвольного доступа согласно одному или более заранее заданным правилам ассоциирования, известным на сетевом узле 115.

Альтернативно, более широкий лепесток диаграммы направленности или более узкий лепесток диаграммы направленности или лепесток диаграммы направленности с более слабыми боковыми лепестками может генерироваться с использованием других весовых коэффициентов формирования диаграммы направленности для следующего ответа произвольного доступа, чем для передачи BRS. Причина может быть в том, что BRS передаются с увеличенным HPBW, и лепестки диаграммы направленности физического совместно используемого канала нисходящей линии связи (PDSCH) (например, ответы произвольного доступа) передаются в лепестках диаграммы направленности с меньшим HPBW. В любом случае, направление лепестка диаграммы направленности предпочтительного BRS дает сети информацию, указывающую направление лепестка диаграммы направленности следующего ответа произвольного доступа (даже когда весовые коэффициенты формирования диаграммы направленности не в точности одинаковы).

Согласно некоторым аспектам, способ, проиллюстрированный на фиг. 8, дополнительно содержит выбор 813 лепестка диаграммы направленности восходящей линии связи для обнаружения 820 преамбулы согласно одному или более заранее заданным правилам ассоциирования между преамбулами и лепестками диаграммы направленности восходящей линии связи, известным на сетевом узле 115.

Согласно некоторым дополнительным аспектам, способ дополнительно содержит выбор 813a временного и/или частотного ресурса для обнаружения преамбулы согласно одному или более заранее заданным правилам ассоциирования между преамбулами и частотно-временными ресурсами, известным на сетевом узле 115.

В некоторых вариантах осуществления, множество преамбул и ресурсов делятся на группы, где каждая группа ассоциирована с опорным сигналом для конкретного лепестка диаграммы направленности (BRS). Ассоциирование между BRS и преамбулой может указываться спецификацией стандарта. Беспроводное устройство выбирает 808e, случайным образом или иным образом, преамбулу из ассоциирвоанной группы для использования в своей попытке произвольного доступа. Группа может быть образована, например, всеми доступными преамбульными последовательностями с использованием одного ресурса PRACH.

Если множество доступных преамбул делится на слишком большое количество более малых групп, в результате чего, количество преамбул в каждой группе мало, это может приводить к повышению вероятности конфликта RACH. В соответствующем варианте осуществления, множество (более одного) BRS ассоциировано с группой преамбул PRACH. В этом случае сеть может использовать множество BRS, ассоциированных с одной и той же группой преамбул PRACH, в соседних лепестках диаграммы направленности нисходящей линии связи (соседних в направлении передачи лепестка диаграммы направленности нисходящей линии связи). В случае большого количества BRS, множество доступных преамбул PRACH, ассоциированных с обнаруженным наилучшим BRS, достаточно велико, поэтому вероятность конфликта преамбул (в случае состязательного произвольного доступа) остается низкой.

В еще одной дополнительной разновидности этого варианта осуществления, некоторые BRS и преамбулы могут быть ассоциированы с несколькими группами. Направление лепестка диаграммы направленности может частично перекрываться между двумя группами. Если преамбула принадлежит двум группам, сетевой узел должен использовать перекрывающиеся направления лепестков диаграммы направленности между этими двумя группами для передачи ответа RACH DL.

В дополнительном варианте осуществления сети, сеть только ищет 820a подмножество преамбул в каждом лепестке диаграммы направленности восходящей линии связи, для которого ассоциированный BRS передается на нисходящей линии связи. Каждый BRS указывает подмножество преамбул, подлежащее использованию на приемнике преамбул PRACH. Это позволяет упростить обнаружение преамбулы сети. Однако это решение требует, чтобы соотношение между лепестком диаграммы направленности приема восходящей линии связи и лепестком диаграммы направленности передачи нисходящей линии связи было известно, например, благодаря калибровке RF на стороне сети.

В еще одном варианте осуществления, преамбульные последовательности и ресурсы PRACH повторно используются для BRS, ассоциированных с лепестками диаграммы направленности, с достаточным угловым разделением, что позволяет различать их с использованием разных лепестков диаграммы направленности восходящей линии связи.

Согласно некоторым аспектам, беспроводное устройство принимает ответ произвольного доступа от сетевого узла на этапе 811.

Беспроводное устройство 110 и сетевой узел 115, проиллюстрированные, например, на фиг. 1, могут использовать любую подходящую технологию радиодоступа, например, проект долгосрочного развития систем связи (LTE), LTE-Advanced, универсальную систему мобильной связи (UMTS), высокоскоростной пакетный доступ (HSPA), глобальную систему мобильной связи (GSM), cdma2000, WiMax, WiFi, другую подходящую технологию радиодоступа, или любую подходящую комбинацию одной или более технологий радиодоступа. В порядке примера, различные варианты осуществления можно описать в контексте определенных технологий радиодоступа. Однако объем изобретения не ограничивается примерами, и другие варианты осуществления могут использовать другие технологии радиодоступа. Каждое из беспроводного устройства 110, сетевого узла 115, контроллера 120 радиосети и пакетной базовой сети 130 может включать в себя любую подходящую комбинацию оборудования и/или программного обеспечения. Примеры конкретных вариантов осуществления беспроводного устройства 110, сетевого узла 115 и сетевых узлов (например, контроллера 120 радиосети или пакетной базовой сети 130) описаны ниже в отношении фиг. 9, 10 и 11, соответственно.

На фиг. 9 показана блок-схема, демонстрирующая некоторые варианты осуществления UE или беспроводного устройства 110. Примеры беспроводного устройства 110 включают в себя мобильный телефон, смартфон, карманный персональный компьютер (PDA), переносной компьютер, например, портативный компьютер, планшет, датчик, модем, устройство машинного типа (MTC)/межмашинное (M2M) устройство, оборудование, встроенное в портативный компьютер (LEE), оборудование, установленное на портативном компьютере (LME), защитные заглушки универсальной последовательной шины (USB), устройство с межустройственными возможностями или другое устройство, которое может обеспечивать беспроводную связь. Беспроводное устройство 110 также может представлять собой устройство радиосвязи, целевое устройство, межустройственное UE, UE машинного типа или беспроводное устройство с возможностями межмашинной связи, датчик, снабженный беспроводным устройством, iPad, планшет, мобильные терминалы, смартфон, оборудование, встроенное в портативный компьютер (LEE), оборудование, установленное на портативном компьютере (LME), защитные заглушки USB, бытовое оборудование (CPE) и т.д.

Хотя здесь, в основном, используются термины UE и беспроводное устройство 110, в некоторых вариантах осуществления оборудование также может именоваться станцией (STA), устройством или терминалом. Как указано, беспроводное устройство 110 включает в себя приемопередатчик 910, процессор 920 и память 930.

В некоторых вариантах осуществления, приемопередатчик 910 облегчает передачу беспроводных сигналов на сетевой узел 115 и прием беспроводных сигналов от него, например, через антенну, процессор 920 выполняет инструкции для обеспечения некоторых или всех вышеописанных функциональных возможностей, обеспеченных беспроводным устройством 110, и в памяти 930 хранятся инструкции, выполняемые процессором 920.

Процессор 920 может включать в себя любую подходящую комбинацию оборудования и программного обеспечения, реализованного в одном или более модулях, для выполнения инструкций и манипулирования данными для осуществления некоторых или всех описанных функций беспроводного устройства 110. В некоторых вариантах осуществления, процессор 920 может включать в себя, например, один или более компьютеров, один или более центральных процессоров (CPU), один или более микропроцессоров, одно или более приложений и/или другую логику.

Память 930, в целом, выполнена с возможностью хранения инструкций, например, компьютерной программы, программного обеспечения, приложения, включающего в себя один или более из логики, правил, алгоритмы, кода, таблиц и т.д. и/или других инструкций, которые может выполнять процессор. Примеры памяти 930 включают в себя компьютерную память (например, оперативную память (RAM) или постоянную память (ROM)), носители данных большой емкости (например, жесткий диск), сменные носители данных (например, компакт-диск (CD) или цифровой видеодиск (DVD)) и/или любые другие энергозависимые или энергонезависимые нетранзиторные компьютерно-считываемые и/или компьютерно-исполняемые запоминающие устройства, где хранится информация.

Другие варианты осуществления беспроводного устройства 110 может включать в себя дополнительные компоненты помимо показанных на фиг. 9, которые могут отвечать за обеспечение определенных аспектов функциональных возможностей беспроводного устройства, включающих в себя любые вышеописанные функциональные возможности и/или любые дополнительные функциональные возможности (включающие в себя любые функциональные возможности, необходимые для поддержки вышеописанного решения).

На фиг. 10 показана блок-схема, демонстрирующая некоторые варианты осуществления сетевого узла 115. Примеры сетевого узла 115 включают в себя eNodeB, узел B, базовая станция, беспроводная точка доступа (например, точка доступа Wi-Fi), маломощный узел, базовую приемопередающую станцию (BTS), точки передачи, узлы передачи, удаленный RF блок (RRU), удаленный радиоприемопередатчик (RRH) и т.д. Сетевые узлы 115 могут быть установлены в сети 100 как однородная установка, неоднородная установка или смешанная установка. Однородная установка может, в целом, описывать установку, выполненную из сетевых узлов 115 одного типа (или аналогичных) и/или с аналогичным покрытием и размерами сот и расстояниями между узлами сотовой связи. Неоднородная установка может, в целом, описывать установки с использованием сетевых узлов 115 различных типов, имеющих различные размеры сот, передаваемые мощности, емкости, и расстояния между узлами сотовой связи. Например, неоднородная установка может включать в себя несколько маломощных узлов, размещенных в компоновке макросот. Смешанные установки могут включать в себя смесь однородных участков и неоднородных участков.

Сетевой узел 115 может включать в себя один или более из приемопередатчика 1010, процессора 1020, памяти 1030 и сетевого интерфейса 1040. В некоторых вариантах осуществления, приемопередатчик 1010 облегчает передачу беспроводных сигналов на беспроводное устройство 110 и прием беспроводных сигналов от него (например, через антенну), процессор 1020 выполняет инструкции для обеспечения некоторых или всех вышеописанных функциональных возможностей, обеспеченных сетевым узлом 115, в памяти 1030 хранятся инструкции, выполняемые процессором 1020, и сетевой интерфейс 1040 передает сигналы на внутренние сетевые компоненты, например, шлюз, коммутатор, маршрутизатор, интернет, коммутируемую телефонную сеть общего пользования (PSTN), пакетную базовую сеть 130, контроллеры 120 радиосети и т.д.

Процессор 1020 может включать в себя любую подходящую комбинацию оборудования и программного обеспечения, реализованного в одном или более модулях, для выполнения инструкций и манипулирования данными для осуществления некоторых или всех описанных функций сетевого узла 115. В некоторых вариантах осуществления, процессор 1020 может включать в себя, например, один или более компьютеров, один или более центральных процессоров (CPU), один или более микропроцессоров, одно или более приложений и/или другую логику.

Память 1030 в целом, выполнена с возможностью хранения инструкций, например, компьютерной программы, программного обеспечения, приложения, включающего в себя один или более из логики, правил, алгоритмы, кода, таблиц и т.д. и/или других инструкций, которые может выполнять процессор. Примеры памяти 1030 включают в себя компьютерную память (например, оперативную память (RAM) или постоянную память (ROM)), носители данных большой емкости (например, жесткий диск), сменные носители данных (например, компакт-диск (CD) или цифровой видеодиск (DVD)) и/или любые другие энергозависимые или энергонезависимые нетранзиторные компьютерно-считываемые и/или компьютерно-исполняемые запоминающие устройства, где хранится информация.

В некоторых вариантах осуществления, сетевой интерфейс 1040 подключен с возможностью передачи данных к процессору 1020 и может означать любое подходящее устройство, выполненное с возможностью приема входного сигнала для сетевого узла 115, отправки выходного сигнала с сетевого узла 115, осуществления подходящей обработки входного сигнала или выходного сигнала или обоих, осуществления связи с другими устройствами, или любой комбинации предыдущих. Сетевой интерфейс 1040 может включать в себя надлежащее оборудование (например, порт, модем, карту сетевого интерфейса и т.д.) и программное обеспечение, включающее в себя возможности преобразования протокола и обработки данных, для передачи через сеть.

Другие варианты осуществления сетевого узла 115 могут включать в себя дополнительные компоненты помимо показанных на фиг. 10, которые могут отвечать за обеспечение определенных аспектов функциональных возможностей сетевого узла, включающих в себя любые вышеописанные функциональные возможности и/или любые дополнительные функциональные возможности (включающие в себя любые функциональные возможности, необходимые для поддержки вышеописанного решения). Разнообразные типы сетевых узлов могут включать в себя компоненты, имеющие одинаковое физическое оборудование, но сконфигурированное (например, посредством программирования) для поддержки различных технологий радиодоступа, или могут представлять частично или полностью различные физические компоненты.

Также в некоторых вариантах осуществления можно использовать общий термин ʺсетевой узелʺ или просто ʺсетевой узел (NW узел)ʺ. Термин может означать любую разновидность сетевого узла, который может содержать базовую станцию, базовую станцию радиосвязи, базовую приемопередающую станцию, контроллер базовых станций, сетевой контроллер, усовершенствованный узел B (eNB), узел B, RNC, ретрансляционный узел, позиционирующий узел, E-SMLC, сервер определения местоположения, ретранслятор, точку доступа, точка радиодоступа, удаленный блок радиосвязи (RRU), удаленный радиоприемопередатчик (RRH), узел радиосвязи по нескольким стандартам (MSR), например, узлы MSR BS в распределенной антенной системе (DAS), узел SON, O&M, OSS, узел MDT, узел базовой сети, MME и т.д.

На фиг. 11 показана блок-схема, демонстрирующая некоторые варианты осуществления контроллера 120 радиосети или узла в пакетной базовой сети 130. Примеры сетевых узлов могут включать в себя коммутационный центр мобильной связи (MSC), обслуживающий узел поддержки GPRS (SGSN), узел управления мобильностью (MME), контроллер радиосети (RNC), контроллер базовых станций (BSC) и т.д. Сетевой узел включает в себя процессор 1120, память 1130 и сетевой интерфейс 1140. В некоторых вариантах осуществления, процессор 1120 выполняет инструкции для обеспечения некоторых или всех вышеописанных функциональных возможностей, обеспеченных сетевым узлом, в памяти 1130 хранятся инструкции, выполняемые процессором 1120, и сетевой интерфейс 1140 передает сигналы на подходящий узел, например, шлюз, коммутатор, маршрутизатор, интернет, коммутируемую телефонную сеть общего пользования (PSTN), сетевые узлы 115, контроллеры 120 радиосети, узел в пакетной базовой сети 130 и т.д.

Процессор 1120 может включать в себя любую подходящую комбинацию оборудования и программного обеспечения, реализованного в одном или более модулях, для выполнения инструкций и манипулирования данными для осуществления некоторых или всех описанных функций сетевого узла. В некоторых вариантах осуществления, процессор 1120 может включать в себя, например, один или более компьютеров, один или более центральных процессоров (CPU), один или более микропроцессоров, одно или более приложений и/или другую логику.

Память 1130 в целом, выполнена с возможностью хранения инструкций, например, компьютерной программы, программного обеспечения, приложения, включающего в себя один или более из логики, правил, алгоритмы, кода, таблиц и т.д. и/или других инструкций, которые может выполнять процессор. Примеры памяти 1130 включают в себя компьютерную память (например, оперативную память (RAM) или постоянную память (ROM)), носители данных большой емкости (например, жесткий диск), сменные носители данных (например, компакт-диск (CD) или цифровой видеодиск (DVD)) и/или любые другие энергозависимые или энергонезависимые нетранзиторные компьютерно-считываемые и/или компьютерно-исполняемые запоминающие устройства, где хранится информация.

В некоторых вариантах осуществления, сетевой интерфейс 1140 подключен с возможностью передачи данных к процессору 1120 и может означать любое подходящее устройство, выполненное с возможностью приема входного сигнала для сетевого узла, отправки выходного сигнала с сетевого узла, осуществления подходящей обработки входного сигнала или выходного сигнала или обоих, осуществления связи с другими устройствами, или любой комбинации предыдущих. Сетевой интерфейс 1140 может включать в себя надлежащее оборудование (например, порт, модем, карту сетевого интерфейса и т.д.) и программное обеспечение, включающее в себя возможности преобразования протокола и обработки данных, для передачи через сеть.

Другие варианты осуществления сетевого узла может включать в себя дополнительные компоненты помимо показанных на фиг. 11, которые могут отвечать за обеспечение определенных аспектов функциональных возможностей сетевого узла, включающих в себя любые вышеописанные функциональные возможности и/или любые дополнительные функциональные возможности (включающие в себя любые функциональные возможности, необходимые для поддержки вышеописанного решения).

Фиг. 12 иллюстрирует блок-схему операций, изображающую этапы иллюстративного способа, осуществляемого для выбора предпочтительного лепестка диаграммы направленности нисходящей линии связи, согласно некоторым вариантам осуществления. В частности, правая сторона блок-схемы операций изображает этапы, которые могут осуществляться UE 110, и левая сторона изображает этапы, которые могут осуществляться сетевым узлом 115, согласно некоторым вариантам осуществления.

Способ может начинаться на этапе 1802, когда сетевой узел 115 (eNB, базовая станция) может передавать множество опорных сигналов, полученные формированием диаграммы направленности по нисходящей линии связи. Сигналы могут приниматься UE на этапе 1804. Затем UE 110 может осуществлять измерения на этих разных (предпочтительно, ортогональных) опорных сигналах и затем определять предпочтительный лепесток диаграммы направленности нисходящей линии связи на этапе 1806. Это может осуществляться путем измерения мощности принятого сигнала (RSRP) для каждого лепестка диаграммы направленности. Опорный сигнал может представлять собой сигнал синхронизации (PSS/SSS), полученный формированием диаграммы направленности, сигнал информации состояния канала (CSI-RS), полученный формированием диаграммы направленности, сигнал выявления (DSS), полученный формированием диаграммы направленности или может представлять собой вновь построенные последовательности опорного сигнала лепестка диаграммы направленности (BRS). В дальнейшем, опорные сигналы для конкретного лепестка диаграммы направленности, для простоты, обозначаются и классифицируются как BRS.

Опорные сигналы для конкретного лепестка диаграммы направленности предполагаются известными из спецификации или из широковещательной системной информации, благодаря чему, между сетевым узлом 115 и UE 110 не требуется специализированной сигнализации конфигурации, прежде чем UE сможет начать измерять и идентифицировать предпочтительный лепесток диаграммы направленности нисходящей линии связи. Однако, в одном варианте осуществления, сигнализация конфигурации происходит до идентификации, но в традиционной системе, не основанной на диаграмме направленности, например LTE. (На практике, UE обнаруживает предпочтительный RS для конкретного лепестка диаграммы направленности из множества RS для конкретного лепестка диаграммы направленности, поэтому UE не известно фактическое направление лепестка диаграммы направленности, или весовые коэффициенты формирования диаграммы направленности, используемые передающей стороной, которая полностью зависит от реализации).

На этапе 1808, терминал 110 выбирает ресурс ответа произвольного доступа. В одном варианте осуществления, после определения предпочтительного RS для конкретного лепестка диаграммы направленности нисходящей линии связи, UE использует функцию или поисковую таблицу, указанную в руководстве пользователя или стандарте или заданную до широковещательной сигнализации или сконфигурированную специализированной сигнализацией (например, сигнализацией RRC) в содействующей традиционной сети, для выбора преамбулы произвольного доступа из множества преамбул. Затем UE использует эту выбранную преамбулу в своей попытке произвольного доступа на этапе 1810.

В дополнительном варианте осуществления, ресурс PRACH (который является одним из множественных ресурсов, распределенных по времени или частоте) для использования при передаче преамбулы, зависит от обнаруженного предпочтительного BRS. Поэтому сети будет известно, какой BRS является предпочтительным со стороны UE, из диапазона которого сеть обнаружила преамбулу на восходящей линии связи. Таким образом, сеть знает направление, в котором передавать ответ произвольного доступа (сообщ. 2), поскольку он такой же, как предпочтительный BRS. Этот вариант осуществления можно комбинировать с предыдущим, благодаря чему, подмножество преамбул и определенный частотный диапазон (и/или подкадр), используется для передачи преамбулы.

Затем сеть может, из обнаружения преамбулы PRACH (на этапе 1812) определять, какой лепесток диаграммы направленности нисходящей линии связи UE нашло самым сильным, и, таким образом, будет предпочтительно использовать его при передаче сообщения(й) ответа произвольного доступа на этапе 1814. Сеть имеет несколько вариантов выбора весовых коэффициентов формирования диаграммы направленности для сообщений ответа произвольного доступа. Она может просто выбирать те же весовые коэффициенты формирования диаграммы направленности, которые использовались при формировании лепестка диаграммы направленности для передачи BRS, который был предпочтителен для UE. Альтернативно, более широкий лепесток диаграммы направленности или более узкий лепесток диаграммы направленности или лепесток диаграммы направленности с более слабыми боковыми лепестками может генерироваться с использованием других весовых коэффициентов формирования диаграммы направленности для следующего ответа произвольного доступа, чем для передачи BRS. Причина может быть в том, что BRS передаются с увеличенным HPBW, и PDSCH лепестки диаграммы направленности (например, ответы произвольного доступа) передаются в лепестках диаграммы направленности с меньшим HPBW. В любом случае, направление лепестка диаграммы направленности предпочтительного BRS дает сети информацию, указывающую направление лепестка диаграммы направленности следующего ответа произвольного доступа (даже когда весовые коэффициенты формирования диаграммы направленности не в точности одинаковы).

В одном варианте осуществления, множество преамбул и ресурсов делятся на группы, где каждая группа ассоциирована с опорным сигнальном для конкретного лепестка диаграммы направленности (BRS). Таким образом, ассоциирование между BRS и преамбулой задается спецификацией стандарта. UE случайным образом выбирает преамбулу из ассоциированной группы для использования в своей попытке произвольного доступа. Группа может быть образована, например, всеми доступными преамбульными последовательностями с использованием одного ресурса PRACH.

Может возникнуть проблема, если множество доступных преамбул делится на слишком большое количество более малых групп, в результате чего, количество преамбул в каждой группе мало, поскольку это может приводить к повышению вероятности конфликта RACH. В соответствующем варианте осуществления, множество (более одного) BRS ассоциировано с группой преамбул PRACH. В этом случае, на этапе 1813, сеть может использовать множество BRS, ассоциированных с одной и той же группой преамбул PRACH, в соседних лепестках диаграммы направленности нисходящей линии связи (соседних в направлении передачи лепестка диаграммы направленности нисходящей линии связи). В случае большого количества BRS, множество доступных преамбул PRACH, ассоциированных с обнаруженным наилучшим BRS, достаточно велико, поэтому вероятность конфликта преамбул (в случае состязательного произвольного доступа) остается низкой.

В еще одной дополнительной разновидности этого варианта осуществления, некоторые BRS и преамбулы могут быть ассоциированы с несколькими группами. Направление лепестка диаграммы направленности может частично перекрываться между двумя группами. При выборе преамбулы, принадлежащей двум группам, сетевой узел должен использовать перекрывающийся BRS между этими двумя группами для передачи ответа RACH DL.

В дополнительном варианте осуществления сети, сеть только ищет подмножество преамбул в каждом лепестке диаграммы направленности восходящей линии связи, для которого ассоциированный BRS передается на нисходящей линии связи. Каждый BRS указывает подмножество преамбул, подлежащее использованию на приемнике преамбул PRACH. Это позволяет упростить обнаружение преамбулы сети. Однако это решение требует, чтобы соотношение между лепестком диаграммы направленности приема восходящей линии связи и лепестком диаграммы направленности передачи нисходящей линии связи было известно, например, благодаря калибровке RF на стороне сети.

В еще одном варианте осуществления, преамбульные последовательности и ресурсы PRACH повторно используются для BRS, ассоциированных с лепестками диаграммы направленности, с достаточным угловым разделением, что позволяет различать их с использованием разных лепестков диаграммы направленности восходящей линии связи.

Кроме того, здесь раскрыты различные дополнительные иллюстративные варианты осуществления. Некоторые такие варианты осуществления предусматривают решения для выбора физического канала произвольного доступа на основании самого сильного лепестка диаграммы направленности, принятого по нисходящей линии связи. В одном иллюстративном варианте осуществления, пользовательское оборудование может осуществлять этапы:

- приема и обнаружения опорных сигналов для конкретного лепестка диаграммы направленности передачи (BRS);

- определения предпочтительного BRS на основании мощности принятого BRS;

- выбора ресурса ответа произвольного доступа на основании предпочтительного BRS;

- передачи физического канала произвольного доступа (PRACH) на сетевой узел через выбранный ресурс;

- в необязательном порядке, выбора ресурса ответа произвольного доступа на основании заранее заданных правил ассоциирования, известных на пользовательском оборудовании;

- в необязательном порядке, ресурс ответа произвольного доступа является преамбулой и/или частотно-временным ресурсом;

в другом иллюстративном варианте осуществления, сетевой узел может осуществлять этапы:

- передачи уникального BRS в каждом лепестке диаграммы направленности нисходящей линии связи;

- случайного выбора новой преамбулы для обнаружения;

- выбора лепестка диаграммы направленности восходящей линии связи согласно заранее заданным правилам ассоциирования, известным на сетевом узле;

- обнаружения преамбулы;

- передачи ответа произвольного доступа в том же лепестке диаграммы направленности/направлении лепестка диаграммы направленности/с теми же весовыми коэффициентами формирования диаграммы направленности, что и предпочтительный BRS, указанный посредством обнаружения преамбулы;

- в необязательном порядке, выбора возможного частотно-временного ресурса согласно заранее заданному правилу связывания, известному на сетевом узле;

- в необязательном порядке, передачи ответа произвольного доступа согласно заранее заданному правилу связывания, известному на сетевом узле.

Другие реализации могут включать в себя устройство беспроводной связи и/или узел доступа, выполненное/ый с возможностью реализации описанного способа, или систему беспроводной связи, в которой устройство беспроводной связи и/или узел доступа реализуют описанный способ.

Некоторые варианты осуществления изобретения могут обеспечивать одно или более технических преимуществ. Например, в некоторых вариантах осуществления, поскольку сеть знает, какой лепесток диаграммы направленности использовать для ответа канала произвольного доступа, покрытие ответов канала произвольного доступа повышается. Другое техническое преимущество может состоять в том, что, процедура канала произвольного доступа может завершаться раньше, что повышает латентность и снижает помеху в сети. Другое техническое преимущество может состоять в устранении необходимости калибровки и выравнивания RF для восходящей линии связи и нисходящей линии связи, что снижает стоимость реализации и энергопотребление.

Дополнительное техническое преимущество может состоять в том, что вычислительная сложность на eNode снижается. Детектору преамбулы физического канала произвольного доступа на eNode B нужно искать только подмножество последовательностей в каждом направлении восходящей линии связи приемника. Это подмножество равно подмножеству последовательностей физического канала произвольного доступа, которые отображаются в тот же лепесток диаграммы направленности для передачи нисходящей линии связи (или направление в пространстве), что и лепесток диаграммы направленности восходящей линии связи приемника (или направление в пространстве).

Некоторые варианты осуществления могут извлекать пользу из некоторых, ни одного или всех этих преимуществ. Специалисту в данной области техники нетрудно понять и другие технические преимущества.

В конкретных иллюстративных реализациях, предложенные решения могут обеспечивать способы выбора произвольного доступа предпочтительного лепестка диаграммы направленности нисходящей линии связи. В одном иллюстративном варианте осуществления, пользовательское оборудование может осуществлять этапы:

- приема и обнаружения опорных сигналов для конкретного лепестка диаграммы направленности передачи (BRS);

- определения предпочтительного BRS на основании мощности принятого BRS;

- выбора ресурса ответа произвольного доступа на основании предпочтительного BRS;

- передачи физического канала произвольного доступа (PRACH) на сетевой узел через выбранный ресурс;

- в необязательном порядке, выбора ресурса ответа произвольного доступа на основании заранее заданных правил ассоциирования, известных на пользовательском оборудовании;

- в необязательном порядке, ресурс ответа произвольного доступа является преамбулой и/или частотно-временным ресурсом;

В другом иллюстративном варианте осуществления, сетевой узел может осуществлять этапы:

- передачи уникального BRS в каждом лепестке диаграммы направленности нисходящей линии связи;

- случайного выбора новой преамбулы для обнаружения;

- выбора лепестка диаграммы направленности восходящей линии связи согласно заранее заданным правилам ассоциирования, известным на сетевом узле;

- обнаружения преамбулы;

- передачи ответа произвольного доступа в том же лепестке диаграммы направленности/направлении лепестка диаграммы направленности/с теми же весовыми коэффициентами формирования диаграммы направленности, что и предпочтительный BRS, указанный посредством обнаружения преамбулы;

- в необязательном порядке, выбора возможного частотно-временного ресурса согласно заранее заданному правилу связывания, известному на сетевом узле;

- в необязательном порядке, передачи ответа произвольного доступа согласно заранее заданному правилу связывания, известному на сетевом узле.

Другие реализации могут включать в себя устройство беспроводной связи и/или узел доступа, выполненное/ый с возможностью реализации описанного способа, или систему беспроводной связи, в которой устройство беспроводной связи и/или узел доступа реализуют описанный способ.

Некоторые варианты осуществления изобретения могут обеспечивать одно или более технических преимуществ. Например, в некоторых вариантах осуществления, поскольку сеть знает, какой лепесток диаграммы направленности использовать для ответа канала произвольного доступа, покрытие ответов канала произвольного доступа повышается. Другое техническое преимущество может состоять в том, что, процедура канала произвольного доступа может завершаться раньше, что повышает латентность и снижает помеху в сети. Другое техническое преимущество может состоять в устранении необходимости калибровки и выравнивания RF для восходящей линии связи и нисходящей линии связи, что снижает стоимость реализации и энергопотребление.

Дополнительное техническое преимущество может состоять в том, что вычислительная сложность на eNode снижается. Детектору преамбулы физического канала произвольного доступа на eNode B нужно искать только подмножество последовательностей в каждом направлении восходящей линии связи приемника. Это подмножество равно подмножеству последовательностей физического канала произвольного доступа, которые отображаются в тот же лепесток диаграммы направленности для передачи нисходящей линии связи (или направление в пространстве), что и лепесток диаграммы направленности восходящей линии связи приемника (или направление в пространстве).

Некоторые варианты осуществления могут извлекать пользу из некоторых, ни одного или всех этих преимуществ. Специалисту в данной области техники нетрудно понять и другие технические преимущества.

Можно предложить модификации, добавления или исключения для раскрытых здесь систем и устройств, не выходя за рамки объема изобретения. Компоненты систем и устройств могут быть объединены или разделены. Кроме того, операции систем и устройств могут осуществляться большим, меньшим количеством компонентов или другими компонентами. Дополнительно, операции систем и устройств могут осуществляться с использованием любой подходящей логики, содержащей программное обеспечение, оборудование и/или другую логику. Используемое в этом документе слово ʺкаждыйʺ означает каждый член множества или каждый член подмножества множества.

Можно предложить модификации, добавления или исключения для раскрытых здесь способов, не выходя за рамки объема изобретения. Способы может включать в себя большее, меньшее количество этапов или другие этапы. Дополнительно, этапы могут осуществляться в любом подходящем порядке.

Хотя это изобретение описано применительно к некоторым вариантам осуществления, изменения и перестановки вариантов осуществления будут очевидны специалистам в данной области техники. Соответственно, вышеприведенное описание вариантов осуществления не ограничивает это изобретение. Возможны и другие изменения, замены и альтернативы, не выходящие за рамки сущности и объема этого изобретения, которые определяются нижеследующей формулой изобретения.

1. Способ в беспроводном устройстве (110) связи для осуществления произвольного доступа к сетевому узлу (115), причем способ содержит этапы, на которых:

- принимают (804) множество опорных сигналов для конкретного лепестка диаграммы направленности, BRS, нисходящей линии связи от сетевого узла (115);

- определяют (806) предпочтительный BRS на основании мощности принятого сигнала для каждого BRS и

- выбирают (808), на основании предпочтительного BRS, ресурс произвольного доступа, подлежащий использованию для передачи попытки произвольного доступа на сетевой узел (115) согласно одному или более заранее заданным правилам ассоциирования, задающим связь между ресурсом произвольного доступа и BRS; а также

- используют (810) выбранный ресурс произвольного доступа при передаче попытки произвольного доступа на сетевой узел (115), благодаря чему выбор ресурса произвольного доступа указывает сетевому узлу, какой лепесток диаграммы направленности нисходящей линии связи беспроводное устройство связи предпочитает использовать для передач нисходящей линии связи,

причем выбор (808) содержит этап, на котором выбирают (808a) из множества преамбул преамбулу, подлежащую использованию для передачи попытки произвольного доступа,

причем выбор (808) содержит этап, на котором выбирают (808d) преамбулу произвольного доступа из множества преамбул с использованием функции или поисковой таблицы, указанной в руководстве пользователя или стандарте или заданной предыдущей широковещательной сигнализацией или сконфигурированной сигнализацией в содействующей традиционной сети беспроводного устройства (110) связи.

2. Способ по п. 1, в котором при выборе (808) используют функцию или поисковую таблицу, причем функция или поисковая таблица заданы предыдущей широковещательной сигнализацией.

3. Способ по п. 1 или 2, в котором выбор (808) содержит этап, на котором выбирают (808b) временной и/или частотный ресурс, подлежащий использованию для передачи попытки произвольного доступа.

4. Способ по п. 1 или 2, в котором ресурсы произвольного доступа делятся на группы, где каждая группа ассоциирована с опорным сигналом для конкретного лепестка диаграммы направленности, ассоциирование между BRS и преамбулой задается спецификацией стандарта.

5. Способ в сетевом узле (115) для поддержки произвольного доступа от беспроводного устройства (110) связи, причем способ содержит этапы, на которых:

- передают (802) множество опорных сигналов для конкретного лепестка диаграммы направленности, BRS;

- обнаруживают (820) преамбулу произвольного доступа в сигнале, принятом от беспроводного устройства (110) связи, причем упомянутое обнаружение преамбулы указывает BRS, предпочтительный для упомянутого беспроводного устройства связи, согласно одному или более заранее заданным правилам ассоциирования, задающим связь между ресурсом произвольного доступа и BRS, при этом преамбула произвольного доступа основана на функции или поисковой таблице, указанной в руководстве пользователя или стандарте или заданной предыдущей широковещательной сигнализацией или сконфигурированной сигнализацией в содействующей традиционной сети беспроводного устройства (110) связи; и

- передают (814) ответ произвольного доступа в том же лепестке диаграммы направленности и/или направлении лепестка диаграммы направленности и/или с теми же весовыми коэффициентами формирования диаграммы направленности, что и предпочтительный BRS, указанный посредством обнаружения преамбулы.

6. Способ по п. 5, в котором преамбула произвольного доступа основана на функции или поисковой таблице, причем функция или поисковая таблица заданы предыдущей широковещательной сигнализацией.

7. Способ по п. 5 или 6, дополнительно содержащий этап, на котором

- выбирают (813) лепесток диаграммы направленности восходящей линии связи для обнаружения (820) преамбулы произвольного доступа согласно одному или более заранее заданным правилам ассоциирования между преамбулами и лепестками диаграммы направленности восходящей линии связи, известным на сетевом узле (115).

8. Способ по любому из пп. 5 или 6, дополнительно содержащий этап, на котором:

- выбирают (813a) временной и/или частотный ресурс для обнаружения преамбулы согласно одному или более заранее заданным правилам ассоциирования между преамбулами и частотно-временными ресурсами, известным на сетевом узле (115).

9. Способ по п. 5 или 6, в котором передача (814) дополнительно содержит этап, на котором:

- передают (814a) ответ произвольного доступа согласно одному или более заранее заданным правилам ассоциирования, известным на сетевом узле (115).

10. Способ по п. 5 или 6, в котором обнаружение (820) дополнительно содержит этап, на котором ищут (820a) подмножество преамбул в каждом лепестке диаграммы направленности восходящей линии связи, для которого подмножество ассоциированного BRS передается на нисходящей линии связи, причем каждый BRS указывает искомое подмножество преамбул.

11. Способ по п. 5 или 6, в котором преамбульные последовательности и ресурсы повторно используются для BRS, ассоциированных с лепестками диаграммы направленности нисходящей линии связи, имеющими заранее определенное угловое разделение.

12. Способ по п. 5 или 6, в котором ресурсы произвольного доступа делятся на группы, где каждая группа ассоциирована с опорным сигналом для конкретного лепестка диаграммы направленности, ассоциирование между BRS и преамбулой задается спецификацией стандарта.

13. Беспроводное устройство (110) связи, выполненное с возможностью осуществления произвольного доступа к сетевому узлу (115), причем беспроводное устройство содержит средство обработки, выполненное с возможностью:

- принимать множество опорных сигналов для конкретного лепестка диаграммы направленности, BRS, нисходящей линии связи от сетевого узла (115);

- определять предпочтительный BRS на основании мощности принятого сигнала для каждого BRS и

- выбирать, на основании предпочтительного BRS, ресурс произвольного доступа, подлежащий использованию для передачи попытки произвольного доступа на сетевой узел (115) согласно одному или более заранее заданным правилам ассоциирования, задающим связь между ресурсом произвольного доступа и BRS; а также

- использовать выбранный ресурс произвольного доступа при передаче попытки произвольного доступа на сетевой узел (115), благодаря чему выбор ресурса произвольного доступа указывает сетевому узлу, какой лепесток диаграммы направленности нисходящей линии связи беспроводное устройство связи предпочитает использовать для передач нисходящей линии связи,

причем средство обработки дополнительно выполнено с возможностью:

- выбирать из множества преамбул преамбулу, подлежащую использованию для передачи попытки произвольного доступа,

причем средство обработки дополнительно выполнено с возможностью:

- выбирать преамбулу произвольного доступа из множества преамбул с использованием функции или поисковой таблицы, указанной в руководстве пользователя или стандарте или заданной предыдущей широковещательной сигнализацией или сконфигурированной сигнализацией в содействующей традиционной сети беспроводного устройства (110) связи.

14. Беспроводное устройство (110) связи по п. 13, в котором при выборе используются функция или поисковая таблица, причем функция или поисковая таблица заданы предыдущей широковещательной сигнализацией.

15. Беспроводное устройство (110) связи по п. 13 или 14, в котором средство обработки дополнительно выполнено с возможностью:

- выбирать временной и/или частотный ресурс, подлежащий использованию для передачи попытки произвольного доступа.

16. Беспроводное устройство (110) связи по п. 13 или 14, в котором ресурсы произвольного доступа делятся на группы, где каждая группа ассоциирована с опорным сигналом для конкретного лепестка диаграммы направленности, ассоциирование между BRS и преамбулой задается спецификацией стандарта.

17. Беспроводное устройство (110) связи по п. 13 или 14, в котором средство обработки содержит процессор (920) и память (930), причем в упомянутой памяти содержатся инструкции, исполняемые упомянутым процессором.

18. Беспроводное устройство (110) связи по п. 13 или 14, дополнительно содержащий приемопередатчик (910), выполненный с возможностью передачи беспроводных сигналов на сетевой узел (115) и приема беспроводных сигналов от него.

19. Сетевой узел (115), выполненный с возможностью поддержки произвольного доступа от беспроводного устройства (110) связи, причем сетевой узел содержит средство обработки, выполненное с возможностью:

- передавать множество опорных сигналов для конкретного лепестка диаграммы направленности, BRS;

- обнаруживать преамбулу произвольного доступа в сигнале, принятом от беспроводного устройства (110) связи, причем упомянутое обнаружение преамбулы указывает BRS, предпочтительный для упомянутого беспроводного устройства связи, согласно одному или более заранее заданным правилам ассоциирования, задающим связь между ресурсом произвольного доступа и BRS, при этом преамбула произвольного доступа основана на функции или поисковой таблице, указанной в руководстве пользователя или стандарте или заданной предыдущей широковещательной сигнализацией или сконфигурированной сигнализацией в содействующей традиционной сети беспроводного устройства (110) связи; и

- передавать ответ произвольного доступа в том же лепестке диаграммы направленности и/или направлении лепестка диаграммы направленности и/или с теми же весовыми коэффициентами формирования диаграммы направленности, что и предпочтительный BRS, указанный посредством обнаружения преамбулы.

20. Сетевой узел (115) по п. 19, в котором преамбула произвольного доступа основана на функции или поисковой таблице, причем функция или поисковая таблица заданы предыдущей широковещательной сигнализацией.

21. Сетевой узел (115) по п. 19 или 20, в котором средство обработки дополнительно выполнено с возможностью:

- выбирать лепесток диаграммы направленности восходящей линии связи для обнаружения преамбулы произвольного доступа согласно одному или более заранее заданным правилам ассоциирования между преамбулами и лепестками диаграммы направленности восходящей линии связи, известным на сетевом узле (115).

22. Сетевой узел (115) по п. 19 или 20, в котором средство обработки дополнительно выполнено с возможностью:

- выбирать временной и/или частотный ресурс для обнаружения преамбулы согласно одному или более заранее заданным правилам ассоциирования между преамбулами и частотно-временными ресурсами, известным на сетевом узле (115).

23. Сетевой узел (115) по п. 19 или 20, в котором средство обработки дополнительно выполнено с возможностью:

- передавать ответ произвольного доступа согласно одному или более заранее заданным правилам ассоциирования, известным на сетевом узле (115).

24. Сетевой узел (115) по п. 19 или 20, в котором средство обработки дополнительно выполнено с возможностью:

- искать подмножество преамбул в каждом лепестке диаграммы направленности восходящей линии связи, для которого подмножество ассоциированного BRS передается на нисходящей линии связи, причем каждый BRS указывает искомое подмножество преамбул.

25. Сетевой узел (115) связи по п. 19 или 20, в котором преамбульные последовательности и ресурсы повторно используются для BRS, ассоциированных с лепестками диаграммы направленности нисходящей линии связи, имеющими заранее определенное угловое разделение.

26. Сетевой узел (115) связи по п. 19 или 20, в котором ресурсы произвольного доступа делятся на группы, где каждая группа ассоциирована с опорным сигналом для конкретного лепестка диаграммы направленности, ассоциирование между BRS и преамбулой задается спецификацией стандарта.

27. Сетевой узел (115) связи по п. 19 или 20, в котором средство обработки содержит процессор (1020) и память (1030), причем в упомянутой памяти содержатся инструкции, исполняемые упомянутым процессором.

28. Сетевой узел (115) связи по п. 19 или 20, дополнительно содержащий:

- приемопередатчик (1010), выполненный с возможностью передачи беспроводных сигналов на беспроводное устройство (110) связи и приема беспроводных сигналов от него; и

- сетевой интерфейс (1040), выполненный с возможностью передачи сигналов на внутренние сетевые компоненты.

29. Система беспроводной связи, содержащая беспроводное устройство связи по любому из пп. 13-18 и сетевой узел по любому из пп. 19-28.