2548667 - Способ и система связи

Способ и система связи

Иллюстрации

Показать все

Изобретение относится к технике связи и может использоваться в системах мобильной связи. Технический результат состоит в создании многополосной гибридной гигабитной помехозащищенной системы беспроводной связи, которая с помощью различных дополнительных технологий доступа позволяет реализовать бесконфликтную гиперсвязь, реально широкую полосу пропускания и непрерывную работу с низкой потребляемой мощностью. Для этого система работает по фиксированным, перемещаемым и мобильным сценариям. Беспроводная многополосная система является маломощной беспроводной системой, которая работает в различных диапазонах частот, покрывающих спектр от радиоволн до оптических волн, используя регулируемые и нерегулируемые диапазоны. Использование маломощных распределенных антенн и маломощных внутренних и наружных антенн позволяет использовать как регулируемые диапазоны, так и нерегулируемые диапазоны. 5 н. и 18 з.п. ф-лы, 14 ил.

Реферат

Настоящая заявка подана в пользу предварительной заявки США No. 61/222,680, зарегистрированной 2 июля 2009 года, которая включена здесь в качестве ссылки.

Область изобретения

Изобретение относится к способам беспроводной связи.

Предпосылки создания изобретения

На фигуре 1 представлен блок управления базовой станции (BSC) 1, который управляет беспроводной связью в зоне многочисленных ячеек 2, при этом каждая ячейка обслуживается соответствующей базовой станцией (BS) 4. В целом, каждая базовая станция 4 обеспечивает связь, используя радиоинтерфейс с мобильными и/или беспроводными терминалами 6, которые в пределах ячейки 2 связаны с соответствующей базовой станцией 4. Беспроводные терминалы также входят и выходят из зданий в зоне покрытия ячеек и желательно, чтобы беспроводной терминал поддерживал соединение с сетью.

Обычная беспроводная сеть может быть создана на основе одного радиочастотного диапазона, как для внутреннего, так и для внешнего использования. Однако с такой беспроводной сетью трудно обеспечить услуги гигабитного уровня с низким расходом энергии. В настоящее время имеется спектр лицензируемых и нелицензируемых частотных полос, который обычно используется в конкретных целях, таких как PCS для лицензируемой сотовой связи (GSM и CDMA), и нелицензируемая полоса 2,4 GHz для WiFI, для микроволновых печей, беспроводных телефонов и т.д. Имеется огромный потенциал для системы, которая могла использовать все доступные беспроводные частоты, вплоть до световых волн.

Краткое описание изобретения

Согласно одной цели настоящего изобретения, оно обеспечивает способ, включающий: передачу радиосигнала между базовой станцией и терминалом, расположенным в здании, через одну или несколько маломощных распределенных антенн; по меньшей мере, одну внешнюю точку доступа за пределами здания; по меньшей мере, одну внутреннюю точку доступа в здании, в котором радиосигнал передается по каналам между базовой станцией и терминалом, в котором соединения включают, по меньшей мере, один радиоканал, при этом, по меньшей мере, один радиоканал включает регулируемые и нерегулируемые диапазоны.

В некоторых примерах воплощения, по меньшей мере, один радиоканал включает канал связи в миллиметровом или в микроволновом диапазоне волн.

В некоторых примерах воплощения, по меньшей мере, один канал между одной или несколькими маломощными распределенными антеннами является оптическим каналом связи.

В некоторых примерах воплощения канал между маломощной распределенной антенной и внешней точкой доступа является оптическим каналом связи.

В некоторых примерах воплощения канал между двумя внутренними точками доступа является оптическим каналом связи.

В некоторых примерах воплощения канал между внутренней точкой доступа и терминалом является оптическим каналом связи.

В некоторых примерах воплощения оптический канал связи включает один из следующих каналов: визуальной волновой канал и инфракрасный волновой канал.

В некоторых примерах воплощения, по меньшей мере, одна из внутренних точек доступа соединена, по меньшей мере, с одним светодиодным источником белого света, используемым для ретрансляции сигнала связи к терминалу, который используется для приема оптического сигнала связи.

В некоторых примерах воплощения, по меньшей мере, один светодиодный источник белого света включает, по меньшей мере, одни из следующих источников света: (i) красный светодиод, зеленый светодиод и синий светодиод, которые все вместе формируют белый свет; и (ii) одиночный светодиод, который конфигурирован для формирования белого света.

В некоторых примерах воплощения, по меньшей мере, один светодиодный источник белого света предназначен для использования в дуплексном режиме работы с частотным уплотнение или в дуплексном режиме работы с временным уплотнением.

В некоторых примерах воплощения, по меньшей мере, одна из внутренних точек доступа соединена, по меньшей мере, с одним фотодетектором, используемым для получения сигнала связи от терминала, который служит для передачи оптического сигнала связи.

В некоторых примерах воплощения, по меньшей мере, между одной из внутренних точек доступа и терминалом имеется ретрансляционный узел, предназначенный для получения сигнала связи по радиоканалу и для ретрансляции этого сигнала связи.

В некоторых примерах воплощения ретрансляционный узел ретранслирует сигнал связи, используя один или несколько светодиодных источников белого света.

В некоторых примерах воплощения ретрансляционный узел является торшером или настольной лампой.

В некоторых примерах воплощения сигнал связи имеет универсальный радиоинтерфейс для передачи на различных радиочастотах и в диапазоне оптических волн.

В некоторых примерах воплощения универсальный радиоинтерфейс используется в каналах с ортогональным частотным уплотнением (OFDM) или с частотным уплотнением каналов на одной несущей (SC-FDM).

В некоторых примерах воплощения передача сигнала связи между базовой станцией и терминалом включает: передачу сигнала связи между базовой станцией и, по меньшей мере, одной или несколькими маломощными распределенными антеннами; передачу сигнала связи, по меньшей мере, между одной маломощной распределенной антенной и, по меньшей мере, одной внешней точкой доступа; передачу сигнала связи, по меньшей мере, между одной внешней точкой доступа и, по меньшей мере, одной из внутренних точек доступа; передачу сигнала связи, по меньшей мере, между одной внутренней точкой доступа и терминалом.

В некоторых примерах воплощения передача сигнала связи между базовой станцией и терминалом, расположенным в здании, включает одну из следующих операций: (i) передачу сигнала связи в направлении от базовой станции до терминала и (ii) передачу сигнала связи в направлении от терминала до базовой станции.

В некоторых примерах воплощения, по меньшей мере, одна внешняя точка доступа и, по меньшей мере, одна внутренняя точка доступа являются маломощными устройствами.

Согласно второй цели настоящего изобретения, оно обеспечивает способ, содержащий: передачу сигнала связи по проводному соединению к терминалу, расположенному в здании через, по меньшей мере, одну внутреннюю точку доступа в здании, в котором сигнал связи передается по каналам, по меньшей мере, между одной внутренней точкой доступа и терминалом, в котором каналы включают, по меньшей мере, один радиоканал, при этом, по меньшей мере, один радиоканал включает регулируемые и нерегулируемые диапазоны.

В некоторых примерах воплощения оптический канал связи включает один из следующих каналов: визуальной волновой канал и инфракрасный канал связи.

В некоторых примерах воплощения, по меньшей мере, один светодиодный источник белого света включает, по меньшей мере, один из следующих компонентов: (i) красный светодиод, зеленый светодиод и синий светодиод, которые все вместе формируют белый свет, и (ii) одиночный светодиод, который используется для формирования белого света.

В некоторых примерах воплощения ретрансляционный узел является торшером или настольной лампой.

В некоторых примерах воплощения передача сигнала связи между базовой станцией и терминалом, расположенным в здании, включает: (i) передачу сигнала связи в направлении от внутренней точки доступа до терминала и (ii) передачу сигнала связи в направлении от терминала до внутренней точки доступа.

В некоторых примерах воплощения, по меньшей мере, одна внутренняя точка доступа является маломощным устройством.

Согласно третьей цели настоящего изобретения, оно обеспечивает способ, содержащий: передачу сигнала связи к терминалу, расположенному в здании, по меньшей мере, через одну внутреннюю точку доступа в здании, в котором сигнал связи передается по каналам, по меньшей мере, между одной внутренней точкой доступа и терминалом, в котором каналы включают, по меньшей мере, один радиоканал, при этом, по меньшей мере, один радиоканал включает регулируемые и нерегулируемые диапазоны.

В некоторых примерах воплощения ретрансляционный узел является торшером или настольной лампой.

В некоторых примерах воплощения передача сигнала связи между внутренней точкой доступа и терминалом, расположенным в здании, включает: (i) передачу сигнала связи в направлении от внутренней точки доступа до терминала, и (ii) передачу сигнала связи в направлении от терминала до внутренней точки доступа.

Согласно четвертой цели настоящего изобретения, оно обеспечивает способ, содержащий: передачу сигнала связи к терминалу, расположенному в здании, по меньшей мере, через одну внутреннюю точку доступа в здании, в котором сигнал связи передается по каналам, по меньшей мере, между одной внутренней точкой доступа и терминалом, в котором, по меньшей мере, одна из внутренних точек доступа соединена, по меньшей мере, с одним светодиодным источником белого света, используемым для передачи сигнала связи к терминалу.

В некоторых примерах воплощения, по меньшей мере, один канал, по меньшей мере, между одной внутренней точкой доступа и терминалом является радиоканалом, составляющим, по меньшей мере, один регулируемый радиочастотный диапазон и нерегулируемый радиочастотный диапазон.

В некоторых примерах воплощения радиоканал включает канал связи в миллиметровом или в микроволновом диапазоне волн.

В некоторых примерах воплощения канал между двумя внутренними точками доступа является каналом связи в радиочастотном (РЧ) или оптическом диапазоне.

В некоторых примерах воплощения ретрансляционный узел является торшером или настольной лампой.

В некоторых примерах воплощения сигнал связи имеет универсальный радиоинтерфейс, предназначенный для передачи на различных радиочастотах и в диапазоне оптических волн.

В некоторых примерах воплощения передача сигнала связи между внутренней точкой доступа и терминалом, расположенным в здании, включает: (i) передачу сигнала связи в направлении от внутренней точки доступа до терминала и (ii) передачу сигнала связи в направлении от терминала до внутренней точки доступа.

В некоторых примерах воплощения здание является одним из следующих объектов: одноэтажное здание, многоэтажное здание, многоэтажный центр связи, транспортное средство.

В некоторых примерах воплощения передача сигнала связи включает передачу сигнала связи по одному адресу, по множеству адресов и передачу по широковещательному сценарию.

Согласно пятой цели настоящего изобретения, оно обеспечивает систему, содержащую базовую станцию; одну или несколько маломощных распределенных антенн; по меньшей мере, одну внешнюю точку доступа, установленную за пределами здания; по меньшей мере, одну внутреннюю точку доступа, смонтированную в здании; при этом система служит для передачи сигнала связи между базовой станцией и терминалом, расположенным в здании через одну или несколько маломощных распределенных антенн, по меньшей мере, одну внешнюю точку доступа, при этом, по меньшей мере, одну внутреннюю точку доступа, в которой сигнал связи передается по каналу связи между базовой станцией и терминалом, в котором каналы включают, по меньшей мере, один радиоканал, при этом, по меньшей мере, один радиоканал включает регулируемые и нерегулируемые диапазоны.

В некоторых примерах воплощения оптический канал связи включает один из следующих каналов: визуальный волновой и инфракрасный волновой канал.

В некоторых примерах воплощения система дополнительно содержит, по меньшей мере, один светодиодный источник белого света, используемый для ретрансляции сигнала связи к терминалу, который используется для приема оптического сигнала связи, в котором, по меньшей мере, один светодиодный источник белого света связан с внутренней точкой доступа.

В некоторых примерах воплощения система дополнительно содержит, по меньшей мере, один фотодетектор, предназначенный для получения сигнала связи от терминала, который служит для передачи оптического сигнала связи, в котором, по меньшей мере, один фотодетектор связан с внутренней точкой доступа.

В некоторых примерах воплощения система дополнительно содержит ретрансляционный узел, расположенный между внутренней точкой доступа и терминалом, при этом указанный радиочастотный узел служит для получения сигнала связи по радиоканалу и для ретрансляции этого сигнала.

В некоторых примерах воплощения ретрансляционный узел является торшером или настольной лампой.

В некоторых примерах воплощения система дополнительно содержит универсальный радиоинтерфейс для передачи сигнала связи на различных радиочастотах и в диапазоне оптических волн.

В некоторых примерах воплощения передача сигнала связи между базовой станцией и терминалом, расположенным в здании, включает: (i) передачу сигнала связи в направлении от базовой станции до терминала и (ii) передачу сигнала связи в направлении от терминала до базовой станции.

Согласно шестой цели настоящего изобретения, оно обеспечивает систему, содержащую: по меньшей мере, одну внутреннюю точку доступа, смонтированную в здании, при этом система служит для передачи сигнала связи, по меньшей мере, между одной внутренней точкой доступа и терминалом, расположенным в здании, в которой сигнал связи передается по каналу связи, по меньшей мере, между одной внутренней точкой доступа и терминалом, в которой каналы включают, по меньшей мере, один радиоканал, при этом, по меньшей мере, один радиоканал включает регулируемые и нерегулируемые диапазоны.

В некоторых примерах воплощения оптический канал связи включает один из следующих каналов: визуальный волновой и инфракрасный канал связи.

В некоторых примерах воплощения система дополнительно содержит, по меньшей мере, один светодиодный источник белого света, используемый для ретрансляции сигнала связи к терминалу, который используется для приема оптического сигнала связи, в которой, по меньшей мере, один светодиодный источник белого света связан с внутренней точкой доступа.

В некоторых примерах воплощения система дополнительно содержит, по меньшей мере, один фотодетектор, предназначенный для получения сигнала связи от терминала, который служит для передачи оптического сигнала связи, в которой, по меньшей мере, один фотодетектор связан с внутренней точкой доступа.

В некоторых примерах воплощения ретрансляционный узел является торшером или настольной лампой.

Согласно седьмой цели настоящего изобретения, оно обеспечивает систему, содержащую: по меньшей мере, одну внутреннюю точку доступа, смонтированную в здании; при этом система служит для передачи сигнала связи к терминалу, расположенному в здании, по меньшей мере, через одну внутреннюю точку доступа, в которой сигнал связи передается по каналам, по меньшей мере, между одной внутренней точкой доступа и терминалом, в которой, по меньшей мере, одна из внутренних точек доступа соединена, по меньшей мере, с одним светодиодным источником белого света, используемым для передачи сигнала связи к терминалу.

В некоторых примерах воплощения, по меньшей мере, один канал, по меньшей мере, между одной внутренней точкой доступа и терминалом является радиоканалом, включающим, по меньшей мере, один регулируемый радиочастотный диапазон и нерегулируемый радиочастотный диапазон.

В некоторых примерах воплощения система дополнительно содержит, по меньшей мере, один фотодетектор, предназначенный для получения сигнала связи от терминала, который служит для передачи оптического сигнала связи, в которой, по меньшей мере, один фотодетектор связан с внутренней точкой доступа.

В некоторых примерах воплощения ретрансляционный узел является торшером или настольной лампой.

В некоторых примерах воплощения передача сигнала связи между внутренней точкой доступа и терминалом, расположенным в здании, включает: (i) передачу сигнала связи в направлении от внутренней точки доступа до терминала и (ii) передачу сигнала связи в направлении от терминала до внутренней точки доступа.

В некоторых примерах воплощения здание является одним из следующих объектов: одноэтажное здание, многоэтажное здание, многоэтажное офисное здание, транспортное средство.

Другие цели и функции настоящего изобретения станут очевидными для обычных квалифицированных специалистов при чтении следующего описания конкретных примеров воплощения изобретения со ссылками на сопроводительные чертежи.

Краткое описание чертежей

Примеры воплощения изобретения будут теперь описаны со ссылками на приложенные чертежи, на которых:

Фигура 1 - схема беспроводной сети;

Фигура 2 - принципиальная схема сети в соответствии с одним примером воплощения изобретения;

Фигура 3 - принципиальная схема сети в соответствии с одним примером воплощения изобретения, в котором оптические каналы и радиоканалы используются в конечной точке сети, расположенной в здании, имеющем беспроводное соединение с сетью;

Фигура 4 - принципиальная схема сети согласно примеру воплощения изобретения, в котором радиоканалы используются в конечной точке сети, расположенной в здании, имеющем беспроводное соединение с сетью;

Фигура 5 - принципиальная схема сети согласно примеру воплощения изобретения, в котором оптические и радиочастотные каналы используются в конечной точке сети, расположенной в здании, имеющем проводное соединение с сетью;

Фигура 6 - принципиальная схема сети согласно примеру воплощения изобретения, в котором радиоканалы используются в конечной точке сети, расположенной в здании, имеющем беспроводное соединение с сетью;

Фигура 7 - принципиальная схема другой сети согласно примеру воплощения изобретения, в котором оптические и радиочастотные каналы используются в конечной точке сети, расположенной в здании, имеющем беспроводное соединение с сетью;

Фигура 8 - принципиальная схема другой сети согласно примеру воплощения изобретения, в котором радиоканалы используются в конечной точке сети, расположенной в здании, имеющем беспроводное соединение с сетью;

Фигура 9 - принципиальная схема еще одной сети согласно примеру воплощения изобретения, в котором радиоканалы используются в конечной точке сети, расположенной в здании, имеющем беспроводное соединение с сетью;

Фигура 10 - принципиальная схема сети в многокомнатном здании согласно одному примеру воплощения изобретения, в котором используются оптические и радиочастотные каналы;

Фигура 11 - блок-схема способа в качестве примера передачи сигнала связи по сети согласно некоторым примерам воплощения изобретения;

Фигура 12 - блок-схема другого способа в качестве примера передачи сигнала связи по сети согласно некоторым примерам воплощения изобретения;

Фигура 13 - блок-схема еще одного способа передачи сигнала связи по сети согласно некоторым примерам воплощения изобретения; и

Фигура 14 - блок-схема все еще одного способа передачи сигнала связи по сети согласно некоторым примерам воплощения изобретения.

Подробное описание примеров воплощения изобретения

Целью настоящего изобретения является создание многополосной гибридной гигабитной системы беспроводной связи, которая позволяет многим различным технологиям дополнительного доступа реализовать гиперсвязь, реальную широкую полосу пропускания, непрерывную работу и низкое потребление энергии. Система может обслуживать фиксированную, сменную и мобильную аппаратуру.

В некоторых примерах воплощения многополосная беспроводная система является маломощной беспроводной системой, которая работает в различных диапазонах частот, покрывающих спектр от радиоволн до оптических волн, используя и регулируемые и нерегулируемые диапазоны. Применение маломощной распределенной антенны и маломощных внутренних и наружных антенн позволяет использовать нерегулируемые диапазоны так же, как регулируемые диапазоны, поскольку низкая мощность сигналов уменьшает возможность создания помех при регулируемом использовании сигналов, например пробела между частотами канала цифрового телевидения.

Частоты в радиочастотном (РЧ) диапазоне могут включать микроволновые и миллиметровые волны, и частоты в оптическом диапазоне могут включать инфракрасные и видимые полосы.

Различные диапазоны частот, радиочастотный или оптический, являются подходящими для различных сред их использования, например, внутренних или наружных; на междугородным или коротких расстояниях; в зоне прямой видимости (LOS) или вне зоны LOS; в мобильных или стационарных устройствах.

В некоторых примерах воплощения беспроводная сеть работает во множестве диапазонов частот в пределах от микроволнового до оптического диапазона. Каждое соединение в сети, например, внутренняя/наружная линия сброса или внутреннее/наружное соединение может быть индивидуально оптимизировано в различных диапазонах частот.

В некоторых примерах воплощения один и тот же радиоинтерфейс, например, для доступа к сети с ортогональным частотным уплотнением каналов (OFDMA) или с частотным уплотнением на одной несущей частоте (SC-FDMA), может быть использован для различных диапазонов частот, чтобы обеспечить работу терминала во множестве диапазонов частот с той же самой в структурой кадра, с тем же самым способом модуляции и теми же самыми функциями обработки сигнала основной полосы.

В некоторых примерах воплощения внутренний беспроводной канал может быть сформирован белыми светодиодами (LED), которые также могут использоваться для освещения.

В некоторых примерах воплощения вышеупомянутые концепции могут быть применены к различным типам беспроводных сетей. В некоторых примерах воплощения беспроводная сеть может включать сети предприятия и сотовые сети.

Решение для белой беспроводной сети

Белая беспроводная сеть может работать во множества диапазонов частот, охватывающих радиочастотный и оптические диапазоны, т.е. в пределах от микроволн до оптических волн. В некоторых примерах воплощения термин белая беспроводная сеть используется для описания сети с широкой полосой пропускания, что-то вроде белого шума, который называется так, потому что включает бесконечную полосу пропускания.

На фигуре 2 представлен пример сети, сконфигурированной для реализации одной из целей изобретения. Фигура 2 включает базовую станцию 10, три маломощные распределенные антенны 20 и здание 30, в котором расположены многочисленные терминалы. Конкретные терминалы, показанные на фигуре 2, включают сотовый телефон 36, ноутбук 37 и настольный компьютер 38. Терминалы также могут включать, без ограничения, персональный цифровой секретарь (PDA), планшеты и игровые приставки. Здание 30 имеет внешнюю точку доступа 32 и две внутренних точки доступа 34.

В процессе работы базовая станция 10 получает данные от источника в сети и передает их терминалу в здании 30. Базовая станция 10 отправляет данные на маломощные распределенные антенны 20. Маломощные распределенные антенны 20 затем передают данные на внешнюю точку доступа 32 в здании 30. Внешняя точка доступа 32 затем передает связь на внутреннюю точку доступа 34. Внутренняя точка доступа 34 передает сигналы связи на терминалы. Это направление передачи называется нисходящей связью (DL). Передача, идущая в противоположном направлении от терминала назад к базовой станции 10, в основном, проходит тем же маршрутом в обратном порядке и называется восходящей связью (UL).

В некоторых примерах воплощения сигналы, отправленные базовой станцией 10, могут быть получены многочисленными маломощными распределенными антеннами 20, и каждая из маломощных распределенных антенн 20 затем направляет сигнал связи на одну или несколько внешних точек доступа 32 здания 30, в котором расположены терминал или терминалы, являющиеся конечным пунктом назначения передаваемых сообщений. В некоторых примерах воплощения две или несколько внешних точки доступа 32 могут затем объединить сигналы, переданные маломощными распределенными антеннами 20. Каждая из множества внешних точек доступа 32 может выполнить один тот же самый процесс объединения. В некоторых примерах воплощения переданные сигналы могут быть объединены, например, используя разнесение. Таким образом, многочисленные внешние точки доступа 32 могут ретранслировать передачу, и каждая из одной или нескольких внутренних точек доступа 34 могут получать сигна

Способ и система связи

Патент 2548667