Способы и устройство для передачи с использованием множества несущих

Способы и устройство для передачи с использованием множества несущих

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к системам связи и более конкретно к способам и устройствам, поддерживающим применение различных уровней использования ширины полосы частот с использованием одной или нескольких конфигураций сот.

Уровень техники

Развертывание систем связи может быть очень дорогостоящим процессом. Ширина полосы частот для беспроводной связи стала очень дорогим товаром. Аппаратура, используемая системой, также относительно дорогая. Один подход к развертыванию системы связи заключается в развертывании сот, использующих одинаковое количество несущих частот и одну и ту же ширину полосы в каждой соте с самого запуска системы. Это значит, что отдельные соты могут разворачиваться с момента создания системы в той конфигурации, которая запланирована для полного использования ширины полосы в системе в конечном итоге.

Предположим, например, что оператор имеет некоторый широкополосный спектр. Традиционно у оператора имеется два варианта развертывания системы связи. При первом варианте оператор использует весь широкополосный спектр, например в каждом секторе каждой соты, с самого начала. При этом все терминалы должны быть способны обрабатывать сигналы во всем широкополосном канале, что повышает стоимость терминалов и увеличивает энергопотребление аккумуляторов. При втором варианте широкополосный спектр делится на множество несущих. Поскольку обычно количество абонентов вначале относительно небольшое, оператор сначала развертывает систему связи только на первой несущей, например в каждом секторе каждой соты, и оставляет другие несущие неиспользуемыми. Позже, когда количество абонентов увеличится и первая несущая переполнится, оператор развертывает систему на второй несущей. Эта процедура может повторяться до тех пор, пока в конечном итоге не будут использоваться все несущие. Проблема такого подхода состоит в том, что когда первая несущая является единственной используемой несущей, на ней может быть значительное количество помех (что ограничивает пропускную способность сектора), тогда как остальные несущие совершенно незаняты.

К сожалению, в начале развертывания системы количество абонентов обычно бывает относительно небольшим. Поэтому ширина полосы частот используется недостаточно. Изменение количества несущих и/или несущих частот в соте в течение времени может создавать проблемы для более старых беспроводных терминалов (БТ, WT), которые не были предназначены для работы на вновь развертываемых несущих частотах. Поэтому во многих случаях развертывания поставщики услуг связи решают использовать всю полосу частот, выделенную системе, с самого начала развертывания. Это часто делает первоначальное развертывание беспроводных систем связи относительно дорогим и неэффективным с точки зрения первоначального использования ширины полосы частот.

Существуют различные типы беспроводных систем связи. Проблемы развертывания и недостаточного использования ширины полосы в системах беспроводной связи обычно связаны с конкретным методом связи, применяемым в данной системе.

Некоторые системы связи используют сигналы с расширенным спектром, а другие системы, например узкополосные системы, его не используют. В работе J.Proakis "Digital Communications" (3^rd edition, p.695) дано следующее определение сигналов с расширенным спектром "Характерной чертой сигналов с расширенным спектром, используемых для передачи цифровой информации, является то, что их ширина полосы W намного больше, чем скорость передачи информации R в бит/с. То есть, коэффициент расширения ширины полосы Be=W/R для сигнала с расширенным спектром намного больше единицы".

В системе связи, чтобы противостоять ошибкам в канале связи, информационные биты обычно передаются в виде блоков закодированных битов, причем каждый блок является минимальным элементом канального кодирования. Если же канальное кодирование не выполняется, то блоком можно считать каждый информационный бит.

Двумя типичными сигналами с расширением спектра являются сигнал системы множественного доступа с кодовым разделением с прямой последовательностью (DS-CDMA) и сигнал системы ортогонального частотного уплотнения со скачкообразной перестройкой частоты (OFDM). В сигнале DS-CDMA кодированный бит любого кодированного блока передается как последовательность чипов (элементарных сигналов), причем длительность чипа намного меньше длительности одного бита. Допустим, что бит имеет длительность в N раз больше, чем чип, тогда коэффициент расширения ширины полосы, или коэффициент расширения, равен N.

Рассмотрим два способа передачи блока кодированных битов в системе OFDM, проиллюстрированных на фиг.1 и 2. На фиг.1 представлен график 100, на вертикальной оси 102 которого изображено 100 тонов относительно времени на горизонтальной оси 104. Каждый тон представляет сегмент ширины полосы в частотной области. Ресурс эфирной линии связи представлен сеткой 106, содержащей 120 квадратов, каждый из которых представляет один тон за один интервал времени. Сетка 106 показывает 10 разных тонов в 12 интервалах времени. При первом способе, проиллюстрированном на фиг.1, кодированные биты блока передаются с использованием минимального количества тонов. На фиг.1 постоянно используются одни и те же два тона 108, 110. Первый блок кодированных битов 112, представленный 12 квадратами с диагональной штриховкой, использует тоны 108,110 во время первого сегмента 116 времени. Второй блок кодированных битов 114, представленный 12 квадратами с точечной штриховкой, использует тоны 108, 110 во время второго сегмента 118 времени. В этом случае сигнал OFDM не является сигналом с расширенным спектром.

На фиг.2 представлен график, на котором показано 200 тонов на вертикальной оси 202 относительно времени на горизонтальной оси 204. Каждый тон представляет сегмент ширины полосы в частотной области. Ресурс эфирной линии связи представлен сеткой 206, содержащей 120 квадратов, каждый из которых представляет один тон на один интервал времени. Сетка 206 показывает 10 отдельных тонов: 208, 210, 212, 214, 216, 218, 220, 222, 224, 226 на 12 интервалах времени 228, 230, 232, 234, 236, 238, 240, 242, 244, 246, 248, 250. При использовании второго метода, проиллюстрированного на фиг.2, кодированные биты передаются с использованием скачкообразных тонов. Первый блок кодированных битов 252, представленный 12 квадратами с диагональной штриховкой, использует тона (208, 216) во время первого интервала времени 228, тона (212, 220) во время второго интервала времени 230, тона (216, 224) во время третьего интервала времени 232, тона (212, 220) во время четвертого интервала времени 234, тона (210, 218) во время пятого интервала времени 236 и тона (222, 226) во время шестого интервала времени 238. Второй блок кодированных битов 254, представленный 12 квадратами с точечной штриховкой, использует тона (214, 220) во время седьмого интервала времени 240, тона (208, 224) во время восьмого интервала времени 242, тона (216, 222) во время девятого интервала времени 244, тона (212, 218) во время десятого интервала времени 246, тона (210, 226) во время одиннадцатого интервала времени 248 и тона (214, 222) во время двенадцатого интервала времени 250. Как видно на фиг.2, в любой момент времени используется всего два тона. Однако в течение всего кодированного блока 252, 254 используется двенадцать тонов. В этом случае сигнал OFDM является сигналом с расширенным спектром.

Исходя из вышесказанного, понятно, что желательно иметь способ и устройство для реализации поэтапного развертывания системы связи. Кроме того, было бы желательным и полезным создать конфигурацию системы, обеспечивающую высокий уровень использования ширины полосы частот даже в том случае, если она построена из фаз, в которых используют различные объемы ширины полосы и/или различные количества несущих до достижения окончательной конфигурации системы.

Сущность изобретения

В основу настоящего изобретения положена задача создания способов и устройства для развертывания системы связи, а также различных конфигураций системы, достигаемых на различных уровнях развертывания системы.

Согласно настоящему изобретению система может быть реализована с использованием сот, имеющих ряд различных конфигураций, которые обеспечивают различные уровни использования ширины полосы частот и/или пропускной способности.

Один вариант изобретения относится к развертыванию множества несущих в многосекторных сотах. На первоначальной стадии развертывания системы количество абонентов относительно небольшое. Согласно настоящему изобретению в каждом секторе данной соты используются не все несущие, хотя все несущие могут использоваться в различных секторах данной соты. В одном варианте развертывания с 3 несущими и 3 секторами в любой данной соте первая несущая используется в первом секторе, вторая несущая используется во втором секторе и третья несущая используется в третьем секторе. Предпочтительно, чтобы одна и та же схема использования несущих повторялась для множества сот, в которых секторы одной и той же или похожей ориентации используют одну и ту же несущую. Позже, когда количество абонентов возрастет, можно добавить дополнительные несущие в секторе, чтобы увеличить его пропускную способность. В варианте развертывания с 3 несущими и 3 секторами в любой данной соте первая и вторая несущие используются в первом секторе, вторая и третья несущие используются во втором секторе, и третья и первая несущие используются в третьем секторе. Позже, когда количество абонентов увеличится, все три несущие используются в каждом секторе.

Следует отметить, что описанная выше схема поэтапного развертывания может применяться в зависимости от пропускной способности, необходимой для локальных областей. То есть, использование несущих не обязательно должно быть одинаковым во всей сети. Например, после первоначальной стадии развертывания в соте А может возникнуть потребность в большей пропускной способности, и в этом секторе начнется добавление дополнительных несущих, в то же время в соте В не будет необходимости в значительном увеличении пропускной способности, и в ней сохранится первоначальное развертывание одной несущей на сектор. Кроме того, когда в данном секторе используется множество несущих, эти несущие могут использовать различные мощности. В одном варианте относительная разность мощностей (отношение) между несущими постоянная и известна пользователям. В одном варианте отношение мощностей составляет по меньшей мере 3 дБ.

Благодаря тому, что различные соты могут использовать разную величину ширины полосы, например, разное количество несущих, предложенные способы позволяют разворачивать систему постепенно. В начале можно разворачивать большое количество сот с низким использованием ширины полосы, например, с использованием одной несущей и соответствующей полосы частот. Со временем можно добавлять сотам возможность поддержки дополнительных несущих путем деления их на секторы и/или увеличения количества несущих, используемых в каждом секторе соты.

Таким образом, поставщик услуг связи не обязан во время первоначального развертывания начинать использовать всю ширину полосы, которая может быть выделена системе связи в конечном итоге. Ширина полосы, например, соответствующая несущим частотам, не используемым в одной или нескольких сотах, например, во время первоначального развертывания, может использоваться для предоставления других услуг, например, реализуемых с применением других стандартов связи, и это не окажет отрицательного воздействия на развертывание системы.

Согласно одному существенному признаку изобретения ширина полосы, предназначенная для системы, может быть разделена на множество полос частот. Например, полоса частот, предназначенная для использования системой, которая составляет 6 МГц или меньше, например 5 МГц, может быть разделена на 3 полосы частот. Одна из этих полос частот может с самого начала использоваться в сотах. Соты могут быть реализованы как односекторные или многосекторные соты с использованием вначале одной из полос частот. С увеличением потребности в отдельных секторах количество секторов на одну соту может увеличиваться, например, от 1 до 2 или 3. Эти секторы могут продолжать использовать ту же самую полосу частот. Для дальнейшего увеличения пропускной способности один или несколько секторов можно модифицировать для использования одной или нескольких дополнительных полос частот в дополнение к первой полосе частот.

БТ могут вначале разворачиваться с возможностью поддержки одной полосы частот, используемой во всей системе. При добавлении полос частот, если допустить, что каждая сота и/или сектор продолжает поддерживать первоначальную полосу частот, развернутые вначале БТ смогут работать в дополнительных секторах и/или секторах, которые были модернизированы для использования множества несущих частот, хотя они могут быть не способны использовать новые развернутые несущие частоты.

В некоторых, хотя и не во всех вариантах изобретения различным несущим назначаются различные уровни мощности передачи. В некоторых трехсекторных вариантах, которые особенно предпочтительны, каждый сектор поддерживает один и тот же набор из трех различных несущих частот, причем с каждой из различных несущих частот связана разная, не перекрывающаяся полоса частот. Для снижения риска помех и изменения положения границ секторов для различных несущих в одном конкретном трехсекторном варианте сигналы передаются на различных несущих с использованием различных уровней мощности, так что сигналы, передаваемые на каждой конкретной несущей, передаются с различным средним уровнем мощности в каждом секторе соты. Средний уровень мощности может представлять собой мощность за период времени, включающий в себя передачу множества символов, например, 1 секунда или 2 секунды в некоторых вариантах. В одном конкретном варианте используется передача сигналов OFDM. В таком варианте три полосы частот соответствуют трем различным несущим, каждая из которых включает в себя множество равномерно разнесенных тонов, и полосы частот являются смежными или разнесены на положительное целое кратное интервалов между тонами.

Чтобы облегчить работу мобильного узла в тех реализациях, в которых система содержит соты различного типа и которые используют различное количество несущих на один сектор, периодически передается информация о типе соты с использованием сигналов высокой мощности, которые иногда называют "сигналами-маяками". Эти сигналы высокой мощности могут быть узкочастотными, например иметь ширину одного тона, и могут передаваться на заранее выбранных частотах, при этом данная частота и/или периодичность тона используется для сообщения информации о передатчике, такой как информация о типе соты и/или сектора.

Краткое описание чертежей

Фиг.1 изображает схему, иллюстрирующую примерную передачу кодированных блоков в системе OFDM с использованием сигналов без расширения спектра;

фиг.2 изображает схему, иллюстрирующую примерную передачу кодированных блоков в системе OFDM с использованием сигналов с расширенным спектром;

фиг.3 изображает схему, поясняющую способ расширения ширины полосы в сотовой системе связи, при котором ширина полосы, связанная с несущей, расширяется до более высокого уровня и используется везде по всей системе, согласно настоящему изобретению;

фиг.4 изображает схему, поясняющую способ расширения ширины полосы в примерной сотовой системе связи, при котором добавленная ширина полосы связана с дополнительной несущей, согласно настоящему изобретению;

фиг.5 изображает схему примерной, разбитой на секторы сотовой системы связи согласно настоящему изобретению и использования предложенных способов, причем данная примерная система хорошо подходит для поэтапного развертывания расширения ширины полосы;

фиг.6 иллюстрирует примерную базовую станцию, реализованную согласно настоящему изобретению и с использованием предложенных способов;

фиг.7 иллюстрирует примерный беспроводный терминал, реализованный согласно настоящему изобретению и с использованием предложенных способов;

фиг.8 иллюстрирует примерную многосотовую систему, в которой каждая сота содержит три сектора и в каждом секторе соты используются различные несущие частоты, согласно настоящему изобретению;

фиг.9 изображает примерную многосотовую систему, в которой каждая сота содержит три сектора, и иллюстрирует поэтапное развертывание увеличенной ширины полосы, причем различные несущие частоты используются в различной степени и с различными уровнями мощности в различных секторах соты системы, согласно настоящему изобретению;

фиг.10 изображает примерную многосотовую систему, в которой каждая сота содержит три сектора, и иллюстрирует уровень развертывания, при котором три несущие частоты, имеющие эквивалентную соответствующую ширины полосы, используются одновременно в каждом из секторов соты, причем с каждой из трех несущих в данном секторе связаны различные уровни мощности, согласно настоящему изобретению;

фиг.11 иллюстрирует примерный способ передачи сигналов-маяков согласно настоящему изобретению, который может использоваться для передачи беспроводным терминалам информации, которую можно использовать для оценки выбора несущей, согласно настоящему изобретению;

фиг.12 иллюстрирует примерную трехсекторную соту, использующую три несущие частоты (f₁, f₂, f₃), причем каждая несущая использует отдельную ширину полосы (ШП, BW) 1,25 МГц в системе 5 МГц, примерный беспроводный терминал, принимающий сигналы-маяки, примерную таблицу, связывающую уровни мощности передачи с несущими, и примерную таблицу сравнительного прогнозирования для вычисления ожидаемых отношений сигнал-шум, согласно настоящему изобретению;

фиг.13 иллюстрирует примерную систему беспроводной связи, содержащую пять примерных сот, каждая из которых иллюстрирует различный уровень развертывания;

фиг.14 изображает схему, иллюстрирующую примерную передачу широковещательных сигналов конфигурации развертывания передатчика точки присоединения базовой станции;

фиг.15 изображает примерную справочную таблицу, которую может использовать беспроводный терминал для оценки широковещательных сигналов конфигурации развертывания базовой станции в примерном варианте, а также таблицу, содержащую примерные значения широковещательных сигналов конфигурации развертывания;

фиг.16 изображает другую примерную справочную таблицу, которую может использовать беспроводный терминал для оценки широковещательных сигналов конфигурации развертывания базовой станции в примерном варианте, а также таблицу, содержащую примерные значения широковещательных сигналов конфигурации развертывания;

фиг.17 иллюстрирует примерное разделение ширины полосы, включающей в себя 3 смежные полосы частот, каждая из которых соответствует различным несущим, согласно настоящему изобретению;

фиг.18 иллюстрирует примерное разделение ширины полосы, включающей в себя 3 смежные полосы частот, каждая из которых соответствует различным несущим, согласно настоящему изобретению;

фиг.19 иллюстрирует примерное разделение ширины полосы, включающей в себя 3 смежные полосы частот, каждая из которых соответствует различным несущим, согласно настоящему изобретению;

фиг.20 изображает примерную передачу сигналов OFDM, например передачу сигналов нисходящей линии связи в трех секторах одной и той же соты, и иллюстрирует синхронизацию между секторами согласно настоящему изобретению;

фиг.21 иллюстрирует примерный вариант мощности передачи сектора базовой станции для различных несущих, используемых в одном и том же секторе одной и той же соты, согласно настоящему изобретению;

фиг.22 иллюстрирует примерный вариант мощности передачи сектора базовой станции для различных несущих, используемых в одном и том же секторе одной и той же соты, согласно настоящему изобретению;

фиг.23 иллюстрирует примерную справочную таблицу, которая может храниться в беспроводном терминале и использоваться им для оценки принятой информации о типе соты по уровню развертывания;

фиг.24 представляет комбинацию фиг.24А и 24В, которые иллюстрируют способ функционирования беспроводного терминала, например мобильного узла, для выбора между несущими на основании принятого сигнала-маяка и информации об известных отношениях уровня мощности передачи нисходящей линии связи между несущими в секторе или соте;

фиг.25 изображает примерную систему, реализованную согласно настоящему изобретению, иллюстрирующую примерные базовые станции, объединенные в сеть, например ретрансляционную сеть.

Подробное описание изобретения

Соты могут содержать один или несколько секторов. Сота, не содержащая нескольких секторов, является односекторной сотой, т.е. она содержит один сектор. Сигналы обычно передаются секторным передатчиком с использованием несущей частоты и соответствующей полосы частот, например, одного или нескольких тонов, окружающих несущую частоту. Соты и/или секторы соты часто используют полосу частот, центрированную вокруг несущей частоты, используемой данным сектором или сотой.

Беспроводные терминалы, например мобильные узлы, осуществляющие связь с базовой станцией на данной несущей частоте и перемещающиеся по системе, должны принимать решение, когда им следует выполнять передачу обслуживания и переходить в новую соту и/или сектор.

В некоторых случаях после развертывания систем связи ширина полосы, предоставленная поставщику услуг связи, может измениться или стать недостаточной из-за повышения спроса на ширину полосы.

Существует потребность в способах и устройствах для обеспечения перехода системы беспроводной связи к более высокой пропускной способности ширины полосы. При этом желателен поэтапный переход, при котором не требуется модернизировать сразу всю систему. Также желательно, чтобы был предусмотрен по меньшей мере один или несколько способов, которые бы исключали необходимость в широкомасштабном изменении системы и позволяли поэтапное развертывание, при котором различные компоненты можно было бы постепенно переводить на разные этапы в течение времени по мере приобретения новых компонентов, увеличения абонентской базы операторов, роста потребности в дополнительной локализованной пропускной способности и/или потребности в данных у отдельных пользователей. Также желательно, чтобы поэтапное развертывание можно было осуществлять с существующими беспроводными терминалами в данной зоне, позволяя тем самым потребителям откладывать модернизацию до того времени, пока это не будет им удобно и/или необходимо. Также желательно, чтобы способы поэтапного развертывания не создавали больших уровней помех на границах сектора/соты и не приводили к излишнему расходу мощности аккумуляторов мобильного аппарата. Предпочтительно, чтобы способы и устройства, используемые для развертывания и доступа к увеличенной ширине полосы, эффективно обеспечивали беспроводные терминалы информацией для сравнения потенциальных уровней помех и/или нагрузки в различных сотах/секторах на имеющихся несущих частотах, и/или для принятия решений о передаче обслуживания на основании помех, нагрузки и/или необходимости.

Один подход заключается в том, чтобы изменить всю систему и развернуть увеличенную пропускную способность ширины полосы везде. На фиг.3 представлен пример такого развертывания. Фиг.3 изображает примерную систему 300, содержащую три базовые станции (БС) БС1 302, БС2 304, БС3 306. Каждая базовая станция (302, 304, 306) окружена сотой (сота 1 308, сота 2 310, сота 3 312), представляющей зону беспроводного обслуживания для соответствующей базовой станции. Каждая базовая станция 302, 304, 306 работает с использованием одной и той же ширины полосы. Схема 350 является примерной иллюстрацией изменения ширины полосы системы при модернизации системы 300. Горизонтальная ось 352 иллюстрирует частоту. Блок 354 иллюстрирует ширину полосы Х системы до модернизации, когда система 300 работает с использованием несущей частоты f₀ 356, а блок 358 иллюстрирует ширину полосы Y после модернизации, когда система 300 работает с использованием несущей частоты f₀' 360, где Y>X. Беспроводные терминалы, например мобильные аппараты, которые могут перемещаться по всей системе 300, должны быть модифицированы для работы с использованием новой ширины полосы, когда ширина полосы увеличивается. Размер штрихпунктирных кругов (314, 316, 318) в сотах (308, 310, 312) показывает относительную мощность передачи несущей частоты в соответствующей соте, которая одинакова для всех сот (308, 310, 312) в примере на фиг.3. Одной из проблем такого похода к развертыванию является то, что во время изменения необходимо модифицировать каждый из компонентов системы, включая базовую станцию и беспроводные терминалы. Однако различные компоненты могут быть готовы или доступны в разное время. Такое широкомасштабное изменение может вызвать перерыв в обслуживании и быть неудобным для многих пользователей беспроводных терминалов, например, для тех, кому потребуется модернизировать беспроводные терминалы или покупать новые, чтобы продолжить работу в этой сети. Внесение изменений в беспроводные терминалы, чтобы перейти от использования несущей с полосой частот первого размера на использование второй несущей с полосой частот большего размера, может повлечь существенные изменения, например аппаратные изменения в РЧ части приемника БТ. Кроме того, такое изменение, требующее, чтобы каждый беспроводный терминал стал работать на большей ширине полосы, может привести к большему потреблению энергии аккумуляторов для данного пользователя. Во многих случаях конкретному пользователю может не требоваться высокая скорость передачи, и поэтому неэффективно тратить мощность аккумуляторов на работу на большей ШП, если первоначальная работа на меньшей ширине полосы может удовлетворить потребности данного пользователя. Кроме того, когда поставщик услуг связи переходит от возможностей, основанных на первой использованной полосе, к возможностям, основанным на большей полосе частот, сначала или в некоторых зонах может быть недостаточное количество абонентов, чтобы использовать или оправдать эти дополнительные возможности, и поэтому при таком массовом развертывании изменения, как было описано выше, преждевременно расходуются дополнительные затраты на инфраструктуру и без необходимости расходуется мощность аккумуляторов беспроводных терминалов.

Другой подход к добавлению увеличенной ширины полосы в системе заключается в поэтапном развертывании, при котором дополнительная несущая частота с той же самой шириной полосы добавляется ко всей системе при возникновении необходимости. На фиг.4 представлена схема 400, использованная для описания этого принципа. Фиг.4 изображает примерную систему 401, содержащую три базовые станции (402, 404, 406). Каждая базовая станция (402, 404, 406) окружена сотой (408, 410, 412), представляющей зону беспроводного обслуживания для соответствующей базовой станции. Каждая базовая станция (402, 406, 408) работает с использованием несущей частоты f₁ 416. На фиг.1 пунктирная линия в легенде 414 показывает несущую частоту f₁ 416 с шириной полосы Х 418. Размер пунктирных кругов (420, 422, 424) в сотах (408, 410, 412) показывает относительную мощность передачи несущей частоты

f₁ в соответствующей соте, которая одинакова во всех сотах (408, 410, 412) примерной системы 401 на фиг.1.

Когда возрастает потребность, например увеличивается количество абонентов, может быть использована вторая несущая частота f₂ 426 с ШП Х 428, представленная штрихпунктирной линией в легенде 430, которая не перекрывает первую несущую f₁ сегмента 418 ШП в диапазоне частот 432 в каждой соте (408, 410, 412) системы. Примерная система 451 представляет такую модифицированную реализацию системы 401. В системе 451 каждая базовая станция (402', 404', 406') представляет модифицированную базовую станцию (402, 404, 406), которая поддерживает обе несущие частоты f₁ 416 и f₂ 426 в каждой соте (408, 410, 412). Размер штрихпунктирных кругов (434, 436, 438) в сотах (408, 410, 412) показывает относительную мощность передачи несущей частоты f₂ в соответствующей соте, которая одинакова во всех сотах примерной системы 451 на фиг.4. Относительная мощность передачи несущей частоты f₂ в каждой соответствующей соте (408, 410, 412), показанная размером кругов (434, 436, 438), эквивалентна или почти эквивалента относительной мощности передачи несущей частоты f₁ в каждой соответствующей соте (408, 410, 412), как показано кругами (420, 422, 424), наложенными на круги (434, 436, 438). Недостаток такой стратегии развертывания заключается в том, что возрастет уровень помех, особенно в пограничных зонах (440, 442, 444), например зонах перекрытия между сотами, так как в каждой соте используется одна и та же ШП. Кроме того, при таком подходе скорости передачи данных могут значительно различаться в зависимости от местонахождения беспроводных терминалов в соте. Вблизи базовой станции будут поддерживаться высокие скорости передачи данных, а дальше от базовой станции только низкие скорости. Этот подход неудовлетворителен с точки зрения перспективы качества услуг, так как оператор не сможет гарантировать абонентам мобильных аппаратов высокую скорость.

На фиг.5 показана примерная система 500, реализованная согласно настоящему изобретению и использующая предложенные устройства и способы. Фиг.5 изображает несколько многосекторных сот (502, 504, 506), каждая из которых представляет беспроводную зону обслуживания для базовой станции (БС) (БС1 508, БС2 510, БС3 512) и каждая сота (502,504,506) содержит три сектора (сектор А, сектор В, сектор С). Сота 1 502 содержит сектор А 514, сектор В 516 и сектор С 518; сота 2 504 содержит сектор А 520, сектор В 522 и сектор С 524, и сота 3 506 содержит сектор А 526, сектор В 528 и сектор С 530. Беспроводные терминалы (БТ), например мобильные узлы (МУ), могут перемещаться по системе и осуществлять связь с равноправными узлами, например другими МУ, через беспроводную линию связи с БС. Примерные БТ (532, 534) в секторе А 514 соты 1 502 связаны с БС1 508 через беспроводные линии связи (533, 535), соответственно. Примерные БТ (536, 538) в секторе В 516 соты 1 502 связаны с БС1 508 через беспроводные линии связи (537, 539), соответственно. Примерные БТ (540, 542) в секторе С 518 соты 1 502 связаны с БС1 508 через беспроводные линии связи (541, 543), соответственно. Примерные БТ (544, 546) в секторе А 520 соты 2 504 связаны с БС2 510 через беспроводные линии связи (545, 547), соответственно. Примерные БТ (548, 555) в секторе В 522 соты 2 504 связаны с БС1 510 через беспроводные линии связи (549, 551), соответственно. Примерные БТ (552, 554) в секторе С 524 соты 2 504 связаны с БС2 510 через беспроводные линии связи (553, 555), соответственно. Примерные БТ (556, 558) в секторе А 526 соты 3 506 связаны с БС3 512 через беспроводные линии связи (557,559), соответственно. Примерные БТ (560, 562) в секторе В 528 соты 3 506 связаны с БС3 512 через беспроводные линии связи (561, 563), соответственно. Примерные БТ (564, 566) в секторе С 530 соты 3 506 связаны с БС3 512 через беспроводные линии связи (565,567), соответственно.

БС могут быть связаны между собой через сеть. На фиг.5 БС (508, 510, 512) связаны сетевыми линиями связи (570, 572, 574) с сетевым узлом 568. Этот сетевой узел может быть, например, маршрутизатором. Сетевой узел 568 также связан с другими сетевыми узлами, например с другой базовой станцией, узлом ААА, узлом домашнего агента и т.п., и Интернет сетевой линией связи 576. Сетевые линии связи 570, 572, 574, 576 могут быть, например, оптоволоконными кабелями.

Согласно настоящему изобретению различные соты (502, 504, 506) системы 500 могут поддерживать различные уровни множества несущих и различные уровни повторного использования частот, и система 500 хорошо подходит для поэтапного развертывания увеличения пропускной способности ширины полосы, например для перехода от системы 1,25 МГц к системе 5 МГц, где система 5 МГц может быть реализована с использованием 3 несущих, каждая из которых имеет соответствующую, неперекрывающуюся ШП 1,25 МГц. Частоту и/или фазу и время сигнала-маяка можно использовать для передачи информации, указывающей соту и/или сектор, из которого был передан данный сигнал-маяк. Передатчик каждого сектора базовой станции может передавать через периодические интервалы набор узких сигналов большой силы, иногда называемых сигналы-маяки. БТ, такие как МУ, могут работать на одной несущей полосе и принимать сигналы-маяки от множества сот/секторов/источников несущей частоты. МУ могут обрабатывать сигналы-маяки, делать замеры мощности и/или других качеств сигналов, прогнозировать отношение сигнал-шум (ОСШ) для каждого потенциального соединения и делать выбор передач обслуживания, используя принятую информацию. В то время как в некоторых вариантах используются сигналы-маяки, в других вариантах они не используются.

На фиг.6 показана примерная базовая станция (узел доступа) 600, реализованная согласно настоящему изобретению. Примерная базовая станция 600 может, например, соответствовать соте в примерной системе связи; эта базовая станция содержит передатчик для передачи сигналов OFDM с расширенным спектром в каждый сектор с использованием одной или нескольких несущих частот, используемых в секторе, в который передаются сигналы. В некоторых вариантах базовая станция 600 содержит один передатчик на сектор. В других вариантах базовая станция содержит один передатчик на сектор на несущую частоту, используемую для передачи сигналов нисходящей линии связи пользовательских данных внутри сектора. В таком варианте каждый передатчик может соответствовать потенциальной точке присоединения. Базовая станция на фиг.6 может служить детальным представлением любой базовой станции 508, 510, 512 системы, показанной на фиг.5. Базовая станция 600 содержит процессор 602, например ЦПУ, приемник 604, содержащий детектор 614, секторный передатчик 606, запоминающее устройство 610, интерфейс ввода/вывода данных 608, связанные между собой через шину 612, по которой различные элементы могут обмениваться данными и информацией. Приемник 604 подключен к секторной антенне 616 и может принимать сигналы от беспроводных терминалов 700 (см. фиг.7) в каждом из секторов, обслуживаемых базовой станцией 700. В некоторых вариантах приемник 604 является секторным приемником, например, одним приемником на сектор или одним приемником на сектор на одну несущую частоту. Секторный передатчик 606 содержит множество передатчиков: передатчик 618 сектора 1, передатчик 620 сектора N. Каждый секторный передатчик (618, 620) содержит кодер (622, 624) и подключен к антенне (626, 628), соответственно. Каждый секторный передатчик (618, 620) способен передавать сигналы нисходящей линии связи, например сигналы данных и сигналы управления, на множестве полос, например на трех отдельных полосах ШП 1,25 МГц в окне ШП 5 МГц, а также может передавать сигналы-маяки в каждой из полос согласно настоящему изобретению. Интерфейс 608 ввода-вывода данных базовой станции связывает базовую станцию 600 с другими сетевыми узлами, например с другими узлами доступа, маршрутизаторами, серверами ААА, узлами домашних агентов и Интернет. Запоминающее устройство 610 содержит программы 630 и данные/информацию 632. Процессор 602 исполняет программы 630 и использует данные/информацию 632 в запоминающем устройстве 610 для управления работой базовой станции 600, включая планирование пользователей на различных несущих частотах, с использованием различных уровней мощности, управления мощностью, управления синхронизацией, обменом данными, передачей сигналов и сигналами-маяками согласно настоящему изобретению.

Данные/информация 632 в запоминающем устройстве 610 включают в себя данные 646, например пользовательские данные, подлежащие передаче и приему беспроводными терминалами 700, секторную информацию 654, включающую в себя несущие частоты, связанные с каждым сектором, и уровни мощности передачи, связанные с каждой несущей частотой внутри сектора, множество информации о несущих частотах (информация 650 о несущей 1, информация 652 о несущей N), информацию 656 о сигналах-маяках и широковещательную информацию 657 о конфигурации развертывания. Информация о несущей частоте (650, 652) содержит, например, такую информацию, как частота несущей и свя