Сеть беспроводной связи с множеством транзитных участков

Сеть беспроводной связи с множеством транзитных участков

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники

Настоящее изобретение относится к беспроводной связи, более конкретно к системам и способам для планирования непосредственной связи и связи через множество транзитных участков в беспроводных сетях.

Предшествующий уровень техники

В традиционных беспроводных системах связи обычно используется сеть доступа для обеспечения связи для множества мобильных устройств. Сеть доступа обычно реализуется с использованием множества стационарных базовых станций, распределенных в некоторой географической области. Такая географическая область обычно подразделяется на меньшие области, известные как сотовые ячейки. Каждая базовая станция может конфигурироваться для обслуживания мобильных устройств в соответствующей ей сотовой ячейке. Конфигурацию сети доступа нелегко изменять, если потребности трафика изменяются в различных сотовых областях.

В противоположность традиционной сети доступа, ad-hoc-сети являются динамическими. Ad-hoc (случайная, специально созданная) сеть может быть сформирована в случае, когда ряд беспроводных устройств связи, часто называемых терминалами, связываются друг с другом для формирования сети. Терминалы в ad-hoc-сетях могут функционировать как хост или как маршрутизатор. Таким образом, ad-hoc-сеть может легко изменять конфигурацию для удовлетворения существующих потребностей трафика более эффективным способом. Кроме того, ad-hoc-сети не требуют инфраструктуры, требуемой обычными сетями доступа, что делает ad-hoc-сети привлекательным вариантом для использования в будущем.

Сверхширокополосная (UWB) технология является примером технологии связи, которая может быть реализована в ad-hoc-сетях. Технология UWB обеспечивает высокоскоростную связь в широком частотном диапазоне. В то же время UWB-сигналы передаются в форме очень коротких импульсов, что позволяет потреблять очень малую мощность. Выходная мощность UWB-сигналов настолько низка, что она представляется как шумоподобная для других методов связи радиочастотного (РЧ) диапазона, приводя к меньшим взаимным помехам.

Для обеспечения одновременных передач в ad-hoc-сети существует множество методов множественного доступа. Например, схема множественного доступа с частотным разделением каналов (FDMA) представляет собой общеизвестную технологию. Метод FDMA в типовом случае связан с распределением отдельных частей общей полосы для отдельных каналов связи между двумя терминалами в ad-hoc-сети. Хотя эта схема может быть эффективной для непрерывных передач, лучшее использование всей полосы может быть достигнуто в том случае, если такая постоянная непрерывная передача не требуется.

Другие схемы множественного доступа включают в себя множественный доступ с временным разделением каналов (TDMA). Схемы TDMA могут быть особенно эффективными при распределении ограниченной полосы между некоторым количеством терминалов, которые не требуют непрерывных передач. Схемы TDMA в типовом случае выделяют всю полосу каждому коммуникационному каналу между двумя терминалами в указанные интервалы времени.

Методы множественного доступа с кодовым разделением каналов (CDMA) могут использоваться во взаимосвязи с методом TDMA для обеспечения множества передач в течение каждого интервала времени. Это может быть реализовано путем передачи каждого сигнала в выделенном временном интервале с отличающимся кодом, который модулирует несущую и при этом расширяет спектр сигнала. Передаваемый сигнал может быть выделен в приемном терминале с помощью демодулятора, который использует соответствующий код для сжатия спектра полезного сигнала. Нежелательные сигналы, коды которых не согласуются с этим кодом, не подвергаются сжатию по полосе и только вносят вклад в шум.

В системе TDMA, которая использует передачи с расширенным спектром для поддержки одновременных передач, имеется потребность в надежном и эффективном алгоритме планирования. Алгоритм планирования может использоваться для планирования прямой связи и связи с использованием множества транзитных участков, а также скорости передачи данных и уровня мощности таких передач, чтобы избежать избыточных взаимных помех.

Сущность изобретения

В одном аспекте настоящего изобретения способ планирования передач содержит выбор первой и второй пар терминалов, причем первая пара терминалов имеет первый передающий терминал и первый принимающий терминал, а вторая пара терминалов имеет второй передающий терминал и второй принимающий терминал, планирование первой передачи сигнала от первого передающего терминала к промежуточному терминалу, причем первая передача сигнала предназначена для первого принимающего терминала, планирование, одновременно с первой передачей сигнала, второй передачи сигнала от второго передающего терминала ко второму принимающему терминалу и планирование уровня мощности для каждой из первой и второй передач сигналов, который удовлетворяет целевому параметру качества для каждого из промежуточного терминала и второго принимающего терминала.

В другом аспекте настоящего изобретения терминал связи содержит планировщик, выполненный с возможностью выбора первой и второй пар терминалов, причем первая пара терминалов имеет первый передающий терминал и первый принимающий терминал, а вторая пара терминалов имеет второй передающий терминал и второй принимающий терминал, планировщик также выполнен с возможностью планирования первой передачи сигнала от первого передающего терминала к промежуточному терминалу, причем первая передача сигнала предназначена для первого принимающего терминала, планирования, одновременно с первой передачей сигнала, второй передачи сигнала от второго передающего терминала ко второму принимающему терминалу и планирования уровня мощности для каждой из первой и второй передач сигналов, который удовлетворяет целевому параметру качества для каждого из промежуточного терминала и второго принимающего терминала.

Еще в одном аспекте настоящего изобретения терминал связи содержит средство для выбора первой и второй пар терминалов, причем первая пара терминалов имеет первый передающий терминал и первый принимающий терминал, а вторая пара терминалов имеет второй передающий терминал и второй принимающий терминал, средство для планирования первой передачи сигнала от первого передающего терминала к промежуточному терминалу, причем первая передача сигнала предназначена для первого принимающего терминала, средство для планирования, одновременно с первой передачей сигнала, второй передачи сигнала от второго передающего терминала ко второму принимающему терминалу и средство для планирования уровня мощности для каждой из первой и второй передач сигналов, который удовлетворяет целевому параметру качества для каждого из промежуточного терминала и второго принимающего терминала.

Еще в одном аспекте настоящего изобретения машиночитаемый носитель данных, воплощающий программу команд, исполняемую компьютером, обеспечивает выполнение способа планирования передач, при этом способ содержит выбор первой и второй пар терминалов, причем первая пара терминалов имеет первый передающий терминал и первый принимающий терминал, а вторая пара терминалов имеет второй передающий терминал и второй принимающий терминал, планирование первой передачи сигнала от первого передающего терминала к промежуточному терминалу, причем первая передача сигнала предназначена для первого принимающего терминала, планирование, одновременно с первой передачей сигнала, второй передачи сигнала от второго передающего терминала ко второму принимающему терминалу и планирование уровня мощности для каждой из первой и второй передач сигналов, который удовлетворяет целевому параметру качества для каждого из промежуточного терминала и второго принимающего терминала.

Понятно, что другие варианты осуществления настоящего изобретения будут очевидны для специалистов в данной области техники из последующего детального описания, где различные варианты осуществления показаны и описаны с помощью иллюстраций. Понятно, что изобретение может быть реализовано иначе и что различные его варианты осуществления и различные его детали могут быть видоизменены в различных других аспектах, без отклонения от сущности и объема настоящего изобретения. Соответственно, чертежи и детальное описание следует рассматривать как иллюстративные, а не ограничительные.

Краткое описание чертежей

Аспекты настоящего изобретения иллюстрируются на примерах, но не в качестве ограничения, со ссылками на чертежи, на которых показано следующее:

Фиг. 1 - концептуальное представление, иллюстрирующее пример пикосети;

Фиг. 2 - диаграмма, иллюстрирующая пример кадра управления доступом к среде передачи (МАС) для управления информационным обменом в пикосети;

Фиг. 3 - блок-схема, иллюстрирующая пример терминала, выполненного с возможностью функционирования в пикосети;

Фиг. 4 - блок-схема, иллюстрирующая пример процессора сигналов базовой полосы, функционирующего в качестве ведущего терминала в пикосети;

Фиг. 5 - блок-схема, иллюстрирующая пример процедуры, выполняемой планировщиком в процессоре сигналов базовой полосы;

Фиг. 6 - блок-схема, иллюстрирующая пример карты топологии пикосети;

Фиг. 7 - блок-схема, иллюстрирующая пример процессора сигналов базовой полосы, функционирующего в качестве терминала-участника в пикосети.

Детальное описание

Детальное описание, изложенное ниже в связи с приложенными чертежами, предназначено для раскрытия различных вариантов осуществления настоящего изобретения, но не предназначено для представления только тех вариантов осуществления, в которых настоящее изобретение может быть реализовано. Каждый вариант осуществления, представленный в данном описании, является только примером или иллюстрацией настоящего изобретения и не должен обязательно трактоваться как предпочтительный или преимущественный над другими вариантами осуществления. Подробное описание содержит конкретные детали в целях обеспечения глубокого понимания сущности изобретения. Однако специалистам в данной области техники должно быть понятно, что настоящее изобретение может быть реализовано без этих конкретных деталей. В некоторых случаях хорошо известные структуры и устройства показаны в форме блок-схем, чтобы не затенять сущность изобретения несущественными деталями. Сокращения и другая терминология, использованная для описания, может использоваться только для удобства и ясности и не предназначена для ограничения изобретения.

В последующем описании изобретения различные аспекты настоящего изобретения могут быть описаны в контексте беспроводной системы связи технологии UWB. Хотя эти соответствующие изобретению аспекты могут подходить для использования в соответствии с настоящей заявкой, специалистам в данной области техники должно быть понятно, что эти аспекты аналогичным образом применимы для использования в различных других коммуникационных средах. Соответственно, любые ссылки на систему связи технологии UWB предназначаются только для иллюстрации аспектов, соответствующих изобретению, при этом имея в виду, что такие аспекты, соответствующие изобретению, имеют широкий диапазон применений.

Фиг. 1 иллюстрирует пример сетевой топологии для пикосети в широкополосной системе связи. «Пикосеть» представляет собой совокупность коммуникационных устройств или терминалов, связанных с использованием беспроводной технологии по ad-hoc-методу. Терминалы могут быть стационарными или могут находиться в движении, подобно терминалу, носимому пользователем, перемещающимся пешком или на транспортном средстве, самолете или судне. Термин «терминал» предусматривает включение в объем этого понятия различных типов коммуникационных устройств, включая сотовые терминалы, беспроводные телефоны или телефоны наземных линий, персональные цифровые помощники (PDA), портативные компьютеры, внешние или внутренние модемы, платы персональных компьютеров (РС) и другие подобные устройства.

По меньшей мере, в одном варианте осуществления беспроводной системы связи каждая пикосеть имеет ведущий терминал и ряд терминалов-участников, подчиненных ведущему терминалу. На фиг. 1 показана пикосеть 102 с ведущим терминалом 104, поддерживающим связь между различными терминалами-участниками 106. Ведущий терминал 104 может осуществлять связь с каждым из терминалов-участников 106 в пикосети. Терминалы-участники 106 могут также непосредственно осуществлять связь друг с другом под управлением ведущего терминала 104.

Ведущий терминал 104 может осуществлять связь с терминалами-участниками 106 с использованием любой схемы множественного доступа, такой как TDMA, FDMA, CDMA или любой другой схемы множественного доступа. Для иллюстрации различных аспектов настоящего изобретения беспроводная система связи, показанная на фиг. 1, описана ниже в контексте гибридной схемы множественного доступа, использующей как TDMA, так и CDMA. Специалистам в данной области техники легко понять, что настоящее изобретение никоим образом не ограничено такими схемами множественного доступа.

Пикосеть может быть сформирована различными путями. Например, когда терминал первоначально включается, он может выполнять поиск пилот-сигналов от ведущих терминалов пикосети. Пилот-сигнал, транслируемый каждым ведущим терминалом пикосети, может представлять собой немодулированный сигнал с расширенным спектром или некоторый другой опорный сигнал. В конфигурации с расширенным спектром псевдошумовой (PN) код, уникальный для каждого ведущего терминала пикосети, может использоваться для расширения спектра пилот-сигнала. Используя корреляционную обработку, терминал может выполнять поиск по возможным PN-кодам для выявления ведущего терминала с наиболее мощным сигналом. Если самый мощный сигнал принимается с достаточным уровнем для поддержки минимальной скорости передачи данных, то терминал может попытаться присоединиться к пикосети путем регистрации в ведущем терминале.

В некоторых случаях терминал не сможет найти пилот-сигнал с достаточным уровнем сигнала для поддержки минимальной скорости передачи данных. Это может быть результатом ряда причин. Например, терминал может находиться слишком далеко от ведущего терминала. Альтернативно, условия распространения могут оказаться недостаточными для поддержки требуемой скорости передачи данных. В любом случае, может оказаться, что терминал не сможет присоединиться к существующей пикосети и поэтому может начать функционировать как изолированный терминал путем передачи своего собственного пилот-сигнала. Изолированный терминал может стать ведущим терминалом для новой пикосети. Другие терминалы, которые могут принимать пилот-сигнал, транслируемый от изолированного терминала с достаточным уровнем, могут попытаться принять этот пилот-сигнал и присоединиться к пикосети данного изолированного терминала.

Ведущий терминал 104 может использовать периодическую структуру кадра для координации информационного обмена внутри пикосети. Этот кадр часто упоминается в уровне техники как кадр управления доступом к среде передачи (МАС), поскольку он используется для обеспечения доступа к среде передачи для различных терминалов. Кадр может иметь любую длительность, в зависимости от конкретного применения и общих ограничений при проектировании. В целях описания будет использована длительность кадра 5 мс. Кадр длительностью 5 мс является приемлемым с учетом высокой частоты следования кодовых элементов, примерно равной 650 мегаэлементов в секунду (Мэ/с), и желательности поддержки скоростей передачи данных до 19,2 кбит/с.

Пример структуры МАС-кадра показан на фиг. 2, причем n - число кадров 202. Каждый кадр может быть разделен на 160 или любое другое число временных сегментов 204. Длительность сегмента может составлять примерно 31,25 мкс, что соответствует примерно 20312,5 кодовых элементов при 650 Мэ/с. Кадр может выделять некоторые из его сегментов для служебной нагрузки. Например, первый сегмент 206 в кадре 202 может использоваться для трансляции пилот-сигнала с расширенным спектром к терминалам-участникам. Пилот-сигнал может занимать весь сегмент 206 или, альтернативно, использовать его совместно с каналом управления, как показано на фиг. 2. Канал управления, занимающий конец первого сегмента 206, может представлять собой сигнал с расширенным спектром, транслируемый ко всем терминалам-участникам с тем же уровнем мощности, что и пилот-сигнал. Ведущий терминал может использовать этот канал управления для определения состава МАС-кадра.

Ведущий терминал может обеспечивать планирование информационного обмена внутри пикосети. Это может выполняться посредством использования одного или более дополнительных каналов управления с расширенным спектром, которые занимают различные временные сегменты в кадре, такие как временные сегменты 208 и 210 на фиг. 2. Эти дополнительные каналы управления могут транслироваться ведущим терминалом ко всем терминалам-участникам и включать в себя различную информацию планирования. Информация планирования может включать в себя распределения временных сегментов для обеспечения связи между терминалами в пикосети. Как показано на фиг. 2, эти временные сегменты могут выбираться из части 212 временных сегментов кадра 202. Также может включаться дополнительная информация, такая как уровень мощности и скорость передачи данных для каждой передачи между терминалами. Ведущий терминал может также обеспечивать возможности передачи в любом заданном временном сегменте к любому количеству пар терминалов, использующих схему CDMA. В этом случае информация планирования может также распределять коды расширения спектра, чтобы использовать их для отдельных передач между терминалами.

Ведущий терминал может периодически устанавливать долю времени для передач между одноранговыми узлами. В течение этого времени ведущий терминал 104 может назначать один или более терминалов-участников 106 для осуществления связи с одним или более изолированными терминалами и/или смежными пикосетями. Эти передачи могут потребовать высокой мощности передачи и в некоторых случаях могут поддерживаться только на низких скоростях передачи. В случае, когда передачи с высокой мощностью требуются для осуществления связи с изолированными терминалами и/или смежными пикосетями, ведущий терминал может принять решение не планировать никаких передач внутри пикосети в одно и то же время.

На фиг.3 представлена концептуальная блок-схема, иллюстрирующая возможную конфигурацию терминала. Специалистам в данной области техники должно быть понятно, что точная конфигурация терминала может изменяться в зависимости от конкретного применения и общих ограничений при проектировании. В целях ясности и полноты описания различные принципы, лежащие в основе изобретения, будут описаны в контексте UWB-терминала с расширенным спектром, однако упомянутые принципы аналогичным образом могут использоваться в различных других устройствах связи. Соответственно, ссылки на UWB-терминал с расширенным спектром предназначены только для иллюстрации различных аспектов изобретения, принимая во внимание, что такие аспекты имеют широкий диапазон применений.

Терминал может быть реализован с ВЧ-приемопередатчиком 302, связанным с антенной 304. Процессор 306 сигналов базовой полосы может быть связан с приемопередатчиком 302. Процессор 306 сигналов базовой полосы может быть реализован с архитектурой, основанной на программном обеспечении, или с архитектурой любого другого типа. Микропроцессор может использоваться в качестве платформы для выполнения программы, которая, в числе прочего, обеспечивает исполнительное управление и общие функции системного управления, которые позволяют терминалу работать в качестве ведущего терминала или терминала-участника в пикосети. Процессор цифровых сигналов (DSP) может быть реализован с встроенным уровнем коммуникационного программного обеспечения, который исполняет специфические для приложения алгоритмы для снижения требований обработки, предъявляемых к микропроцессору. Процессор DSP может использоваться для обеспечения различных функций обработки сигналов, таких как обнаружение пилот-сигнала, временная синхронизация, сопровождение по частоте, обработка сигналов с расширенным спектром, функции модуляции и демодуляции и прямое исправление ошибок.

Терминал может также содержать различные пользовательские интерфейсы 308, связанные с процессором 306 сигналов базовой полосы. Пользовательские интерфейсы могут содержать клавиатуру, мышь, сенсорный экран, дисплей, звонок, вибратор, аудиодинамик, микрофон, камеру и/или другие подобные устройства.

Фиг.4 представляет концептуальную блок-схему, иллюстрирующую пример процессора сигналов базовой полосы, работающего в качестве ведущего терминала. Процессор 306 сигналов базовой полосы показан с приемопередатчиком 302. Приемопередатчик 302 может включать в себя приемник 402. Приемник 402 обеспечивает обнаружение полезных сигналов в присутствии шумов и помех. Приемник 402 может использоваться для выделения полезных сигналов и усиления их до уровня, при котором информация, содержащаяся в принимаемом сигнале, может обрабатываться процессором 306 сигналов базовой полосы.

Приемопередатчик 302 может также содержать передатчик 404. Передатчик 404 может быть использован для модуляции несущей частоты информацией с процессора 306 сигналов базовой полосы. Модулированная несущая частота может быть преобразована с повышением частоты на РЧ и усилена до уровня мощности, достаточного для излучения в свободное пространство через антенну 304.

Процессор 306 сигналов базовой полосы может активизировать планировщик 406 при функционировании в качестве ведущего терминала. При реализации на основе программного обеспечения процессора 306 сигналов базовой полосы планировщик 406 может представлять собой программу, исполняемую на микропроцессоре. Однако специалистам в данной области техники должно быть понятно, что планировщик 406 не ограничен таким вариантом осуществления и может быть реализован любыми средствами, известными в технике, включая любую конфигурацию аппаратных средств, конфигурацию на основе программного обеспечения или комбинацию обоих вариантов, которая обеспечивает возможность выполнения различных функций, описанных выше.

Планировщик 406 может быть использован для планирования передач внутри пикосети таким способом, который оптимизирует пропускную способность пикосети. Это может быть реализовано различными способами. Например, планировщик 406 может использоваться для тщательного выбора пар терминалов, которые будут участвовать в одновременных передачах. Каждая передача может выполняться посредством непосредственной связи между парами терминалов, или, альтернативно, передача может маршрутизироваться через один или более промежуточных терминалов в пикосети. Информационный обмен, осуществляемый через один или более промежуточных терминалов, будет упоминаться как связь через множество транзитных участков. Каждая из одновременных передач может планироваться с уровнем мощности, удовлетворяющим целевому параметру качества для каждого принимающего терминала. Целевой параметр качества может представлять собой отношение полезного сигнала на несущей к помехе (C/I) в принимающем терминале или любой другой параметр качества, известный в технике.

На фиг. 5 показана блок-схема, иллюстрирующая пример процедуры, выполняемой планировщиком. На этапе 502 планировщик может использоваться для выбора пар терминалов, которые должны участвовать в информационном обмене в течение следующего МАС-кадра. Первоначально планировщик может определить объем данных, остающийся для передачи между каждой парой терминалов, в текущий момент участвующих в информационном обмене, после текущего МАС-кадра. Планировщик может также запланировать новые вызовы между парами терминалов для следующего МАС-кадра. В большинстве случаев полный объем данных, подлежащих передаче для поддержки существующих вызовов, а также новых вызовов, будет намного превышать то, что может быть передано в одном МАС-кадре. В таком случае планировщик может запланировать только долю данных для передачи в следующем МАС-кадре. Объем данных, который может быть передан в следующем МАС-кадре, будет зависеть от различных скоростей передачи данных, которые могут поддерживаться в связи с качеством беспроводной среды передачи. Более высокие скорости передачи данных имеют тенденцию к увеличению количества данных, которые могут мультиплексироваться с разделением по времени в МАС-кадре. Однако более высокие скорости передачи данных также имеют тенденцию к потребности в более высоком отношении полезного сигнала на несущей к помехе (C/I) для удовлетворения минимальных требований по качеству обслуживания (QoS) и поэтому ограничивают число параллельных передач, которые могут выполняться. Планировщик может конфигурироваться таким путем, чтобы обеспечивать баланс между этими двумя противоположными факторами, чтобы максимизировать пропускную способность пикосети в целом.

Планировщик может использоваться для определения скорости передачи данных для каждого нового вызова. Скорость передачи данных, выбираемая планировщиком, может основываться на типе запрашиваемой услуги. Например, если терминал-участник инициирует вызов с другим терминалом-участником для поддержки видеоприложения, то планировщик может определить, что вызов требует высокой скорости передачи данных. Если другой терминал-участник инициирует речевой вызов другого терминала-участника, то планировщик может выбрать более низкую скорость передачи данных для поддержки вызова. Скорости передачи данных для существующих вызовов известны и поэтому не требуют вычисления их заново.

Решения по планированию могут приниматься, как только скорость передачи данных для информационного обмена внутри пикосети определена. Такие решения по планированию могут основываться на любом количестве учитываемых факторов, в соответствии с любым известным алгоритмом. Например, решения по планированию могут приниматься на основе системы приоритетов, согласно которой речевым вызовам предоставляется более высокий приоритет по сравнению с информационным обменом с низкой латентностью. Алгоритм планирования также может предоставить приоритет передачам с высокой скоростью передачи данных в целях максимизации пропускной способности. Критерии равноправия, которые учитывают объем данных, подлежащих передаче между парами терминалов, и задержки, испытываемые такими парами терминалов, могут также учитываться. Могут приниматься во внимание и другие факторы, что также входит в объем настоящего изобретения. Специалисты в данной области техники смогут без проблем адаптировать существующие алгоритмы планирования к любому конкретному приложению пикосети.

Планировщик может увеличить объем данных, подлежащих передаче в следующем МАС-кадре, за счет планирования параллельных передач. Параллельные передачи должны планироваться для максимизации пропускной способности данных, не вызывая избыточных взаимных помех. Это может быть реализовано с использованием алгоритма, основанного на приоритете, для планирования параллельны передач во множестве временных сегментов при поддержании целевого отношения C/I для каждого принимающего терминала. Целевое отношение C/I представляет собой отношение C/I, необходимое для поддержания скорости передачи данных, которая удовлетворяет желательному качеству обслуживания (QoS). Целевое отношение C/I для каждого принимающего терминала для нового вызова может быть вычислено исходя из максимальной частоты ошибок в кадрах (FER), как хорошо известно в технике. Целевые отношения C/I для существующих вызовов известны и поэтому их не требуется вычислять заново.

Планировщик может использоваться для планирования одновременных передач таким способом, чтобы удовлетворить целевому отношению C/I в каждом из принимающих терминалов в заданном МАС-кадре. Для этой цели может использоваться карта пикосети. Пример карты топологии сети приведен на фиг. 6.

Карта топологии пикосети может формироваться ведущим терминалом на основе передач, которые он принимает от терминалов-участников. Согласно фиг. 4, вычислительный модуль 408 может использоваться для измерения уровня принятого сигнала терминалов-участников. Поскольку хронирование и уровень мощности каждой передачи терминала-участника определяются планировщиком 406 и эта информация может выдаваться в вычислительный модуль 408 вместе с измеренным уровнем принятого сигнала, то планировщик 406 может вычислять потери на маршруте к каждому терминалу-участнику.

Терминал-участник также может использоваться для того, чтобы периодически выдавать ведущему терминалу измерения помех на маршруте к другим терминалам-участникам в пикосети. Эти измерения могут основываться на запланированных передачах между терминалами-участниками. Измеренные данные потерь на маршруте могут передаваться к ведущему терминалу по одному или более каналам управления. Процессор 412 сигналов на принимающей стороне может использовать методы расширенного спектра для извлечения этих измеренных данных из каналов управления и сохранения их в памяти 410.

Согласно фиг. 6, ряд прерывистых линий между двумя терминалами представляет известное расстояние между двумя терминалами. Расстояние по карте может быть получено из измерений потерь на маршруте в ведущем терминале, а также тех, которые были сообщены ему терминалами-участниками. Однако, как пояснено более детально ниже, именно измеренные потери на маршруте, а не расстояние используются для решений по планированию параллельных передач. Поэтому, если ведущий терминал имеет информацию о потерях на маршруте для каждой возможной комбинации пар терминалов в пикосети, то затем параллельные передачи могут планироваться без использования информации об угловых координатах каждого терминала-участника по отношению к ведущему терминалу. В качестве практического средства, однако, карта топологии пикосети с угловыми координатами может оказаться весьма полезной в планировании параллельных передач.

Карта топологии сети с угловыми координатами может формироваться с использованием любого из методов, включая, например, использование системы глобального позиционирования (GPS) Navstar. В этом варианте осуществления каждый терминал может быть оснащен приемником сигналов GPS, который может вычислять свои координаты с помощью средств, хорошо известных в технике. Координаты терминалов-участников могут передаваться в ведущий терминал по соответствующему каналу управления с расширенным спектром. Согласно фиг. 4, процессор 412 сигналов в ведущем терминале может использовать обработку расширенного спектра для выделения координат терминала-участника и выдачи их планировщику 406. Планировщик 406 может использовать эти координаты для формирования карты топологии пикосети, такой как показано на фиг. 6.

Планировщик 406 может использовать карту топологии пикосети для оценивания потерь на маршруте между парами терминалов, для которых информация о потерях на маршруте иным образом не доступна. Потери на маршруте являются функцией расстояния между терминалами и условий окружающей среды. Поскольку потери на маршруте между набором терминалов известны и расстояние между теми же терминалами также известно, то влияние окружающей среды на распространение сигналов может быть оценено с помощью планировщика 406. Если предположить, что условия окружающей среды относительно сходны в пределах всей пикосети, то планировщик 406 может вычислить потери на маршруте между терминалами, для которых информация о потерях на маршруте иным способом не доступна. Результаты вычисления потерь на маршруте могут быть сохранены в памяти 410 для последующего использования. В применениях малой дальности действия, таких как соответствующие технологии UWB, точные оценки потерь на маршруте могут быть получены в предположении, что условия окружающей среды, по существу, одинаковы в пределах всей пикосети.

Как только карта топологии пикосети сформирована планировщиком 406 и информация о потерях на маршрутах сохранена в памяти 410, могут приниматься решения о планировании. Планировщик 406 может использовать информацию, содержащуюся в карте топологии пикосети, во взаимосвязи с другими факторами, имеющими отношение к решениям по планированию, чтобы гарантировать, что передачи внутри пикосети, запланированные для следующего МАС-кадра, не будут создавать избыточных взаимных помех друг другу.

Перед описанием методологии поддержания целевого отношения C/I в каждом принимающем терминале в условиях параллельных передач, ниже анализируется влияние параллельных передач со ссылками на фиг. 6. В предположении умеренных требований по целевому отношению C/I во всей пикосети, передача от терминала-участника 106а к терминалу-участнику 106g может, вероятно, планироваться одновременно с передачей от терминала-участника 106с к терминалу-участнику 106е. Это решение планирования должно удовлетворять требованиям по целевому отношению C/I, поскольку передача от терминала-участника 106а не должна вызывать избыточных взаимных помех в терминале-участнике 106е, а передача от терминала-участника 106с не должна вызывать избыточных взаимных помех в терминале-участнике 106g.

Более агрессивное решение планирования может также включать передачу от терминала-участника 106f к терминалу-участнику 106d. Если целевое отношение C/I в терминале-участнике 106d довольно низкое, то это решение планирования может не приводить к избыточным взаимным помехам. Однако если целевое отношение C/I в терминале-участнике 106d высокое, например, из-за приложения с высокой скоростью передачи данных, то может потребоваться, чтобы мощность сигнала, передаваемая от терминала-участника 106f, была достаточно высока, в результате чего она может вызвать избыточные взаимные помехи в терминале-участнике 106g. Эта помеха может снизить действительное отношение C/I в терминале-участнике 106g ниже целевого значения, тем самым приводя к ухудшению рабочих показателей до неприемлемого уровня. В этом случае передача от терминала-участника 106f к терминалу-участнику 106d должна планироваться на другое время.

Другой иллюстративный пример описан ниже в связи с ожидающей передачей от терминала-участника 106h к терминалу-участнику 106b. При рассмотрении карты топологии пикосети было бы очевидно, что эта передача, вероятно, не должна была бы планироваться одновременно с передачей от терминала-участника 106а к терминалу-участнику 106g, даже если целевое отношение C/I в терминале-участнике 106b чрезвычайно низкое. Мощность передачи в терминале-участнике 106f, которая должна преодолевать потери на маршруте к терминалу-участнику 106b, вероятно, должна была бы создавать помехи приему в терминале-участнике 106g.

В качестве альтернативного подхода к планированию передачи от терминала-участника 106h к терминалу-участнику 106b в другое время информационный обмен может быть запланирован через один или более промежуточных терминалов по методу с множеством транзитных участков. Например, передача от терминала-участника 106h к терминалу-участнику 106b может маршрутизироваться через терминал-участник 106i. В этом случае мощность передачи в терминале-участнике 106h может быть существенно снижена с учетом передачи на короткое расстояние до терминала-участника 106i. Это снижение мощности передачи в терминале-участнике 106h преобразуется в увеличение отношения C/I в терминале-участнике 106g. В зависимости от целевого отношения C/I в терминале-участнике 106g, передача от терминала-участника 106h к терминалу-участнику 106i может быть запланирована одновременно с передачей от терминала-участника 106а к терминалу-участнику 106g.

Вторая ветвь передачи от терминала-участника 106i к терминалу-участнику 106b может, таким образом, планироваться одновременно с передачей от терминала-участника 106а к терминалу-участнику 106g в следующем МАС-кадре. Хотя может потребоваться увеличить мощность передачи в терминале-участ