Сетевой узел, беспроводное устройство, способы, выполняемые в них для отправки и обнаружения соответственно сигнала синхронизации и связанной с ним информации

Сетевой узел, беспроводное устройство, способы, выполняемые в них для отправки и обнаружения соответственно сигнала синхронизации и связанной с ним информации

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее раскрытие относится, в общем, к сетевому узлу и способам, выполняемым в нем для отправки в беспроводное устройство первого сигнала синхронизации и ассоциированного информационного сообщения для синхронизации беспроводного устройства с сетевым узлом. Настоящее раскрытие также относится, в общем, к беспроводному устройству и способам, выполняемым в нем для обнаружения первого сигнала синхронизации и ассоциированного информационного сообщения. Настоящее раскрытие дополнительно относится, в общем, к компьютерным программам и машиночитаемым носителям информации, которые имеют хранящиеся на них компьютерные программы для осуществления этих способов.

Уровень техники

Устройства связи, такие как терминалы, также известны как, например, пользовательское оборудование (UE), беспроводные устройства, мобильные терминалы, беспроводные терминалы и/или мобильные станции.

Терминалы обеспечивают поддержание связи беспроводным образом в сети сотовой связи или в системе беспроводной связи, которая также иногда упоминается как система сотовой радиосвязи или сотовые сети. Связь можно поддерживать, например, между двумя терминалами, между терминалом и стационарным телефоном и/или между терминалом и сервером через сеть радиодоступа (RAN) и, возможно, через одну или более базовых сетей, которые содержатся в пределах сети сотовой связи.

Терминалы могут дополнительно упоминаться как мобильные телефоны, сотовые телефоны, компьютеры типа "лэптоп" или планшетные компьютеры для просмотра веб-страниц с поддержкой беспроводной связи, только для упоминания некоторых дополнительных примеров. Терминалы в настоящем контексте могут представлять собой, например, портативные, карманные, переносные мобильные устройства, содержащие компьютер или устанавливаемые на транспортном средстве и обеспечивающие передачу речи и/или данных через RAN с другим объектом, таким как другой терминал или сервер.

Сеть сотовой связи покрывает географическую зону, которая разделена на сотовые зоны, причем каждая сотовая зона обслуживается узлом доступа, таким как базовая станция, например, базовая радиостанция (RBS), которая может иногда упоминаться, например, как "eNB", "eNodeB", "NodeB", "узел В" или приемопередающая базовая станция (BTS) в зависимости от технологии и терминологии. Базовые станции могут быть различных классов, таких как, например, макро eNodeB, домашний eNodeB или пикобазовая станция, основываться на мощности передачи и тем самым также на размере соты. Сота представляет собой географическую зону, где зона действия радиосвязи обеспечивается базовой станцией в местоположении базовой станции. Одна базовая станция, расположенная в местоположении базовой станции, может обслуживать одну или несколько сот. Кроме того, каждая базовая станция может поддерживать одну или несколько технологий связи. Базовые станции осуществляют связь через радиоинтерфейс, функционирующий на радиочастотах с терминалами в диапазоне базовых станций. В контексте настоящего раскрытия выражение "нисходящая линия связи" (DL) используется для канала передачи от базовой станции до мобильной станции. Выражение "восходящая линия связи" (UL) используется для канала передачи в противоположном направлении, то есть от мобильной станции до базовой станции.

В системе долгосрочного развития (LTE) проекта партнерства третьего поколения (3GPP) базовые станции, которые могут называться eNodeB или даже eNB, могут непосредственно подключаться к одной или более базовым сетям.

Стандарт радиодоступа LTE 3GPP был написан для того, чтобы поддерживать высокие скорости передачи битов и малое время задержки для трафика восходящей и нисходящей линий связи. В LTE управление передачей всех данных осуществляется базовой радиостанцией.

Разработка технологии радиодоступа и радиоинтерфейса 5-го поколения (5G) находится еще на начальной стадии, но в последнее время появился ряд публикаций, посвященных различным аспектам развития данной технологии. Увеличение полосы пропускания современной технологии LTE, которая ограничивается полосой пропускания 20 мегагерц (МГц), в N раз при сокращении периода времени в 1/N раз является потенциальным вариантом технологии радиоинтерфейса 5G, которая сокращенно упоминаются здесь как LTE-Nx. Типичным значением N может быть N=5 для того, чтобы несущая имела полосу пропускания 100 МГц, и продолжительность временного интервала равнялась 0,1 миллисекунды. С помощью этого метода масштабирования многие функции в LTE можно повторно использовать в LTE-Nx, что упростило бы работу по стандартизации и позволило бы повторно использовать компоненты технологии.

Несущая частота для ожидаемой системы 5G могла быть гораздо выше, чем в современных системах 3-го поколения (3G) и 4-го поколения (4G), в связи с чем были обсуждены значения в диапазоне 10-80 гигагерц (ГГц). На этих высоких частотах антенную решетку можно использовать для достижения покрытия посредством коэффициента усиления антенны при формировании луча, как это показано на фиг. 1. На фиг. 1 показан пример системы 5G с тремя точками передачи (TP): точка 1 передачи (ТР1), точка 2 передачи (ТР2), точка 3 передачи (ТР3) и UE. Каждая TP использует технологию формирования направленного сигнала для передачи. Так как длина волны меньше 3 сантиметров (см), антенная решетка с большим количеством антенных элементов может помещаться в корпусе антенны с размером, сопоставимым с современными антеннами базовых станций 3G и 4G. Например, чтобы достичь разумного бюджета линии связи, общий размер антенной решетки должен быть сопоставим с листом бумаги формата А4.

Как правило, лучи имеют высокую направленность и коэффициенты направленного действия 20 децибелов (дБ) или более, поскольку много антенных элементов участвует в формировании луча. Это означает, что каждый луч является относительно узким в горизонтальном угле и/или азимутальном угле, и не является редкостью ширина диаграммы направленности по уровню половинной мощности (HPBW) 5 градусов. Следовательно, сектор соты необходимо покрыть большим количеством потенциально возможных лучей. Формирование диаграммы направленности можно рассматривать как случай, когда сигнал передается с такой узкой HPBW, которая предназначена для одного беспроводного устройства или группы беспроводных устройств, находящихся в одном и том же географическом положении. Это можно рассматривать, в отличие от других технологий формирования луча, таких как формирование соты, там, где покрытие соты динамически регулируется для того, чтобы отслеживать географические положения группы пользователей в соте. Хотя формирование диаграммы направленности и формирование соты используют аналогичные технологии, то есть передачу сигнала через многочисленные антенные элементы и применение отдельных комплексных весовых коэффициентов к этим антенным элементам, понятия "формирование диаграммы направленности" и "лучи" в вариантах осуществления, описанных в данном документе, относятся к узкой HPBW, предназначенной по существу для одного положения беспроводного устройства или терминала.

В некоторых вариантах осуществления, описанных в данном документе, рассматривается система с многочисленными узлами передачи, где каждый узел имеет антенную решетку с возможностью выработки многочисленных лучей с маленькой HPBW. Например, эти узлы могут в дальнейшем использовать одну или несколько несущих LTE-Nx для того, чтобы можно было достичь общей полосы пропускания, равной нескольким сотням МГц, и получить в результате максимальную пропускную способность для пользователей по нисходящей линии связи, достигающую вплоть до 10 гигабайтов (Гбит/с) или более.

В процедурах доступа LTE UE может сначала производить поиск соты с использованием процедуры поиска соты с целью обнаружения соты LTE и декодирования информации, запрашиваемой для регистрации в соте. Может также возникнуть необходимость в идентификации новых сот, когда UE уже установил соединение с сотой для того, чтобы найти соседние соты. В этом случае UE может передать отчет об идентичности обнаруженной соседней соты и некоторых измерениях в свою обслуживающую соту, чтобы подготовиться для хэндовера. Чтобы поддержать поиск соты, из каждого eNB можно передать уникальный первичный сигнал синхронизации (PSS) и вторичный сигнал синхронизации (SSS). Сигналы синхронизации используются для частотной синхронизации и временной синхронизации. То есть, чтобы навести приемник беспроводного устройства, например, UE, на сигналы, передаваемые сетевым узлом, например, eNB. PSS содержит, информацию, которая позволяет беспроводному устройству в LTE обнаружить привязку по времени, равную 5 мс, соты и идентичность соты в пределах группы идентичностей соты. SSS позволяет беспроводному устройству в LTE получить привязку по времени кадра и группу идентичностей сот.

PSS можно создать из последовательности Задова-Чу длиной 63, отображенной в 64 поднесущие, расположенные в центре, где не используется средняя поднесущая, так называемая поднесущая DC. В LTE можно сформировать три PSS, соответствующие трем идентичностям физического уровня. SSS можно сформировать из двух чередующихся М-последовательностей длиной 31, соответственно, и путем применения различных циклических сдвигов каждой из двух М-последовательностей можно получить различные SSS. Всего может существовать 168 действующих комбинаций из этих двух М-последовательностей, представляющих группу идентичностей сот. Таким образом, объединяя PSS и SSS, можно получить в итоге 504 идентичностей физических сот в LTE.

При нахождении соты UE может приступать к дальнейшим этапам, чтобы быть связанным с этой сотой, которая затем стать известной как обслуживающая сота для этого UE. После того, как сота была найдена, UE может считать системную информацию (SI), например, в физическом широковещательном канале (РВСН), известном как основной информационный блок (MIB), который находится в частотном временном положении относительно местоположений PSS и SSS. SI содержит всю информацию, необходимую для беспроводного устройства для того, чтобы получить доступ к сети с использованием процедуры произвольного доступа. После того как MIB был обнаружен, становятся известными номер системного кадра (SFN) и полоса пропускания системы. UE может позволить сети узнать о своем присутствии посредством передачи сообщения в физическом канале произвольного доступа (PRACH).

Когда сота имеет многочисленные антенны, каждая антенна может передать отдельное кодированное сообщение в беспроводное устройство или UE, умножая тем самым пропускную способность на число передаваемых уровней. Это хорошо известно как передача MIMO, и число передаваемых уровней известно как ранг передачи. Формирование луча традиционно эквивалентно передаче ранга 1, где передается только одно кодированное сообщение, но одновременно из всех антенн с отдельно установленными комплексными весовыми коэффициентами формирования луча на одну антенну. Следовательно, при формировании луча только один уровень совместно используемого физического канала нисходящей линии связи (PDSCH) или развитого физического канала управления нисходящей линии связи (EPDCCH) передается в одном луче. Эта передача формирования луча также возможна в LTE, поэтому после того, как UE будет ассоциироваться с сотой, набор из N=1, 2, 4 или 8 опорных сигналов информации о состоянии канала (CSI-RS) можно сконфигурировать для ссылки на измерение в UE таким образом, чтобы UE могло передать отчет о предпочтительном векторе прекодирования размером N×1 и рангом 1, содержащем комплексные весовые коэффициенты формирования луча на основании измерения CSI-RS. Вектор прекодирования можно выбрать из кодовой книги векторов прекодирования ранга 1. В версии 8 существует 16 заданных векторов прекодирования ранга 1, и в версии 12 новая кодовая книга предусматривает 256 векторов прекодирования ранга 1.

Таким образом, "луч" может быть результатом определенного вектора прекодирования, который применяется для одного уровня передаваемого сигнала для всех антенных элементов, где каждый антенный элемент в общем случае может иметь весовой коэффициент амплитуды и фазовый сдвиг, или эквивалентным образом сигнал, переданный из антенного элемента, может быть умножен на комплексное число - весовой коэффициент. Если антенные элементы размещаются в двух или трех измерениях, и таким образом, не только по прямой линии, то возможно двухмерное формирование луча, где направлением ориентации луча можно управлять как в горизонтальном, так и в азимутальном угле. Иногда также упоминается трехмерное (3D) формирование луча, где также принимается во внимание переменная мощность передачи. В дополнение, антенные элементы в антенной решетке могут иметь различную поляризацию, и, следовательно, можно путем регулировки весовых коэффициентов антенны динамически изменять состояние поляризации передаваемой электромагнитной волны. Следовательно, двухмерная решетка с элементами различной поляризации позволяет обеспечить большую гибкость при формировании луча в зависимости от весовых коэффициентов антенны. Иногда некоторый набор из весовых коэффициентов прекодирования обозначается как "состояние луча", вырабатывающее определенный луч с азимутом, углом места, поляризацией, а также мощностью.

Наиболее гибкая реализация может предусматривать использование полностью цифрового формирователя луча, где каждый весовой коэффициент можно применять независимо друг от друга. Однако, чтобы уменьшить стоимость, размеры и потребляемую мощность аппаратных средств, некоторые из функций взвешивания можно предусмотреть в аппаратных средствах, например, используют матрицу Батлера, тогда как управление другими частями можно осуществить с использованием программного обеспечения. Например, управление углом места можно осуществить путем реализации матрицы Батлера, в то время как управление азимутальным углом можно осуществить с помощью программного обеспечения. Проблема, связанная с формированием луча с помощью аппаратных средств, может состоять в том, что в этом случае используются переключатели и фазовращатели, которые могут иметь некоторую задержку переключения, что приводит к невозможности реализовать мгновенное переключение.

РВСН передается с использованием общих опорных сигналов (CRS) в качестве опорного сигнала демодуляции. Так как PSS, SSS и канал РВСН предназначены для любого UE, которое желает подключиться к соте, они типично передаются при широком охвате сот, типично используя, например, сектора с углом 120 градусов. Следовательно, в LTE такие сигналы не являются сигналами со сформированным лучом, так как существует риск того, что, например, PSS и SSS будут находиться в боковом лепестке или даже в направлении нулевого провала диаграммы направленности излучения при формировании луча. Это будет приводить к отсутствию синхронизации соты или сбою при обнаружении MIB.

Существующие способы передачи сигналов синхронизации из сетевого узла в беспроводное устройство предназначены для покрытия широкой зоны на более низких несущих частотах передачи, чем те, которые предполагаются для использования в будущих системах. Эти современные способы могут приводить к многочисленным отказам синхронизации при использовании в системах связи, использующих высокочастотные несущие, например, которые предполагают использовать в будущих системах 5G.

Раскрытие изобретения

Задача вариантов осуществления, описанных в данном документе, состоит в том, чтобы улучшить производительность сети беспроводной связи за счет обеспечения улучшенного способа отправки сигналов синхронизации в сетевом узле, синхронизации беспроводного устройства с сетевым узлом и обнаружения этих сигналов синхронизации в беспроводном устройстве. В некоторых вариантах осуществления сеть может использовать формирование луча для передачи сигналов синхронизации в беспроводное устройство.

Согласно первому аспекту вариантов осуществления, описанных в данном документе, задача решена с помощью способа, выполняемого сетевым узлом для отправки в беспроводное устройство первого сигнала синхронизации и ассоциированного информационного сообщения. Это делается для синхронизации беспроводного устройства с сетевым узлом. Сетевой узел и беспроводное устройство эксплуатируются в сети беспроводной связи. Сетевой узел отправляет первый сигнал синхронизации в N OFDM-символах в пределах подкадра по меньшей мере один раз в частотно-временном положении в каждом из N OFDM-символов. N больше или равно 2. Сетевой узел отправляет при каждой отправке первого сигнала синхронизации ассоциированные информационные сообщения в заданном частотно-временном положении в OFDM-символе. Заданное частотно-временное положение относится к частотно-временному положению первого сигнала синхронизации. Ассоциированное информационное сообщение ассоциируется с первым сигналом синхронизации.

Согласно второму аспекту вариантов осуществления, описанных в данном документе, задача решена с помощью способа, выполняемого беспроводным устройством для обнаружения первого сигнала синхронизации и ассоциированного информационного сообщения, отправленного сетевым узлом. Это делается для синхронизации беспроводного устройства с сетевым узлом. Сетевой узел и беспроводное устройство эксплуатируются в сети беспроводной связи. Беспроводное устройство обнаруживает первый сигнал синхронизации. Первый сигнал синхронизации отправляется сетевым узлом в N OFDM-символах в пределах подкадра по меньшей мере один раз в частотно-временном положении в каждом из N OFDM-символов. N больше или равно 2. Беспроводное устройство обнаруживает ассоциированное информационное сообщение в заданном частотно-временном положении. Заданное частотно-временное положение относится к частотно-временному положению обнаруженного первого сигнала синхронизации. Ассоциированное информационное сообщение ассоциируется с первым сигналом синхронизации. Беспроводное устройство получает привязку по времени подкадра и/или привязку по времени кадра путем обнаружения индекса, содержащегося в ассоциированном информационном сообщении.

Согласно третьему аспекту вариантов осуществления, описанных в данном документе, задача решена с помощью сетевого узла, выполненного с возможностью отправки в беспроводное устройство первого сигнала синхронизации и ассоциированного информационного сообщения. Это делается для синхронизации беспроводного устройства с сетевым узлом. Сетевой узел и беспроводное устройство выполнены с возможностью эксплуатации в сети беспроводной связи. Сетевой узел выполнен с возможностью отправки первого сигнала синхронизации в N OFDM-символах в пределах подкадра по меньшей мере один раз в частотно-временном положении в каждом из N OFDM-символов. N больше или равно 2. Для каждой отправки первого сигнала синхронизации сетевой узел выполнен с возможностью отправки ассоциированного информационного сообщения в заданном частотном положении в заданном OFDM-символе, то есть, во временном положении. Заданное частотно-временное положение относится к частотно-временному положению первого сигнала синхронизации. Ассоциированное информационное сообщение ассоциируется с первым сигналом синхронизации.

Согласно четвертому аспекту вариантов осуществления, описанных в данном документе, задача решена с помощью беспроводного устройства, выполненного с возможностью обнаружения первого сигнала синхронизации и ассоциированного информационного сообщения, сконфигурированного для дальнейшей отправки сетевым узлом. Это делается для синхронизации беспроводного устройства с сетевым узлом. Сетевой узел и беспроводное устройство выполнены с возможностью эксплуатации в сети беспроводной связи. Беспроводное устройство выполнено с возможностью обнаружения первого сигнала синхронизации. Первый сигнал синхронизации выполнен с возможностью обязательной отправки сетевым узлом в N OFDM-символах в пределах подкадра по меньшей мере один раз в частотно-временном положении в каждом из N OFDM-символов. N больше или равно 2. Беспроводное устройство дополнительно выполнено с возможностью обнаружения ассоциированного информационного сообщения в заданном частотно-временном положении. Заданное частотно-временное положение относится к частотно-временному положению обнаруженного первого сигнала синхронизации. Ассоциированное информационное сообщение ассоциируется с первым сигналом синхронизации. Беспроводное устройство дополнительно выполнено с возможностью получения привязки по времени подкадра и/или привязки по времени кадра путем обнаружения индекса, содержащегося в ассоциированном информационном сообщении.

Согласно пятому аспекту вариантов осуществления, описанных в данном документе, задача решена с помощью компьютерной программы, содержащей инструкции, которые при их исполнении по меньшей мере одним процессором предписывают по меньшей мере одному процессору исполнять способ, выполняемый сетевым узлом.

Согласно шестому аспекту вариантов осуществления, описанных в данном документе, задача решена с помощью машиночитаемого носителя информации, имеющего хранящуюся на нем компьютерную программу, содержащую инструкции, которые при их исполнении по меньшей мере одним процессором предписывают по меньшей мере одному процессору исполнять способ, выполняемый сетевым узлом.

Согласно седьмому аспекту вариантов осуществления, описанных в данном документе, задача решена с помощью компьютерной программы, содержащей инструкции, которые при их исполнении по меньшей мере одним процессором предписывают по меньшей мере одному процессору исполнять способ, выполняемый беспроводным устройством.

Согласно восьмому аспекту вариантов осуществления, описанных в данном документе, задача решена с помощью машиночитаемого носителя информации, имеющего хранящуюся на нем компьютерную программу, содержащую инструкции, которые при их исполнении по меньшей мере одним процессором предписывают по меньшей мере одному процессору исполнять способ, выполняемый беспроводным устройством.

При использовании сетевого узла, периодически передающего один и тот же первый сигнал синхронизации в N OFDM-символах в пределах подкадра, беспроводное устройство может с большей вероятностью обнаружить первый сигнал синхронизации и ассоциированное информационное сообщение в по меньшей мере одном из используемых символов. Поэтому способ синхронизации беспроводного устройства с сетевым узлом состоит в оптимизации высокочастотных несущих с использованием узких лучей. Это можно реализовать, используя, например, формирование луча, с помощью сетевого узла, передающего одинаковый первый сигнал синхронизации сканирующим способом, таким как в новом луче в каждом OFDM-символе, чтобы беспроводное устройство могло с большей вероятностью обнаружить первый сигнал синхронизации и ассоциированное информационное сообщение по меньшей мере в одном из лучей. В вариантах осуществления, использующих формирование луча, сетевому узлу не нужно знать о том, какой луч является предпочтительным для беспроводного устройства, которое может успешно обнаружить первый сигнал синхронизации и ассоциированное информационное сообщение, так как первый сигнал синхронизации и ассоциированное информационное сообщение передаются в многочисленных лучах.

Дополнительные преимущества некоторых раскрытых в данном документе вариантов осуществления обсуждены ниже.

Краткое описание чертежей

Примеры вариантов осуществления описаны ниже более подробно со ссылкой на сопроводительные чертежи, на которых:

На фиг. 1 показана схема, иллюстрирующая пример системы 5G с тремя ТР.

На фиг. 2 показана схематичная блок-схема, иллюстрирующая варианты осуществления в сети беспроводной связи согласно некоторым вариантам осуществления.

На фиг. 3 показана схема, иллюстрирующая варианты осуществления способа в сетевом узле согласно некоторым вариантам осуществления.

На фиг. 4 показана схема, иллюстрирующая варианты осуществления способа в сетевом узле согласно некоторым вариантам осуществления.

На фиг. 5 показана схема, иллюстрирующая варианты осуществления способа в сетевом узле согласно некоторым вариантам осуществления.

На фиг. 6 показана схема, иллюстрирующая варианты осуществления способа в сетевом узле согласно некоторым вариантам осуществления.

На фиг. 7 показана схема, иллюстрирующая варианты осуществления способа в сетевом узле согласно некоторым вариантам осуществления.

На фиг. 8 показана схема, иллюстрирующая варианты осуществления способа в сетевом узле согласно некоторым вариантам осуществления.

На фиг. 9 показана схема, иллюстрирующая варианты осуществления способа в беспроводном устройстве согласно некоторым вариантам осуществления.

На фиг. 10 показана блок-схема последовательности операций, иллюстрирующая варианты осуществления способа в беспроводном устройстве согласно некоторым вариантам осуществления.

На фиг. 11 показана схема, иллюстрирующая варианты осуществления способа в сети беспроводной связи согласно некоторым вариантам осуществления.

На фиг. 12 показана схема, иллюстрирующая варианты осуществления способа в сети беспроводной связи согласно некоторым вариантам осуществления.

На фиг. 13 показана блок-схема сетевого узла, который сконфигурирован согласно некоторым вариантам осуществления.

На фиг. 14 показана блок-схема беспроводного устройства, которое сконфигурировано согласно некоторым вариантам осуществления.

Осуществление изобретения

В рамках решения согласно вариантам осуществления, описанным в данном документе, сначала будут определены и обсуждены одна или более проблем, которые могут быть связаны с использованием по меньшей мере некоторых решений предшествующего уровня техники, и которые могут быть связаны с вариантами осуществления, описанными в данном документе.

В общих чертах, варианты осуществления, описанные в данном документе, относятся к тому факту, что на высокочастотных несущих, например, >10 ГГц, число антенных элементов на стороне передатчика и/или на стороне приемника можно значительно увеличить по сравнению с обычными системами 3G и 4G, которые типично работают на частотах ниже 3 ГГц. В таких системах повышенные потери на пути распространения сигнала можно скомпенсировать за счет формирования луча. Если эти лучи являются узкими, то большое количество лучей должно охватывать зону покрытия.

В общих чертах, варианты осуществления, описанные в данном документе, относятся к факту, что, так как информация о синхронизации и системная информация должны передаваться в узком луче, в горизонтальном и азимутальном углах для поддержания охвата соты и надежности линии связи, то возникает проблема относительно того, как передать эти сигналы и как пользовательский терминал, например, беспроводное устройство, будет отыскивать соты, то есть выполнять поиск сот, и как синхронизировать время и частоту сети. Другая проблема состоит в том, как получить системную информацию из сети, когда эта информация передается с использованием формирования луча, и как получить синхронизацию подкадра и символа.

Одна из проблем, на которую обращены варианты осуществления, описанные в данном документе, состоит в том, как передать сигналы синхронизации из сетевого узла в беспроводное устройство в сети беспроводной связи с использованием высокочастотной несущей, которая подвержена более высоким потерям на пути распространения сигнала по сравнению с низкочастотной несущей, поэтому обнаружение, осуществляемое беспроводным устройством, оптимизируется, и уменьшаются сбои по синхронизации в течение сбоя обнаружения сигналов синхронизации.

Например, при использовании формирования луча одна из конкретных проблем, решаемых вариантами осуществления, описанными в данном документе, состоит в том, как использовать узкие лучи, которые должны обеспечить высокий коэффициент усиления формирования луча, который может потребоваться для достижения охвата сот в системах, использующих высокочастотные несущие, а также для синхронизации и передачи основной системной информации.

Во многих случаях, таких как начальной доступ к беспроводному устройству, или когда беспроводное устройство осуществляет поиск дополнительных сот, для сети представляется невозможным, например, для сетевого узла, управляющего одной или более точками передачи (TP), причем каждая TP передает лучи точки передачи (TP), направлять луч по направлению к беспроводному устройству с необходимыми сигналами для этих операций, так как полезный луч или вектор прекодирования для конкретного беспроводного устройства является неизвестным для сети, например, для сетевого узла.

Следовательно, в сети, например, в сетевом узле, может возникнуть проблема, касающаяся передачи сигналов синхронизации, а также основной системной информации, например, MIB, в беспроводное устройство в системе со сформированным лучом.

В результате этого проблема для беспроводного устройства состоит в том, как осуществить синхронизацию по времени и частоте с сотой, как получить системную информацию, и как выполнить операции хэндовера.

Другая конкретная проблема состоит в том, как беспроводное устройство может достичь синхронизации кадра и подкадра, соответственно, а также синхронизации символа мультиплексирования с ортогональным частотным разделением каналов (OFDM).

Эти проблемы дополнительно обсуждены ниже.

Можно рассмотреть ряд TP, в котором каждая TP может вырабатывать при помощи антенной решетки передачу большого числа различных лучей, где лучи могут иметь различное направление ориентации главного лепестка, и/или передать состояние поляризации.

Заданный луч можно представить с помощью определенного вектора прекодирования, посредством которого дублируется и передается сигнал для каждого антенного элемента, при этом применяется весовой коэффициент по амплитуде и/или фазе. Таким образом, выбор этих весовых коэффициентов позволяет определить луч и, следовательно, направление ориентации луча или "состояние луча".

Возможность выбора из большого количества лучей, которые будут передаваться из TP, может быть типичной для систем 5G, развернутых на высокочастотных несущих частотах выше 10 ГГц, где антенна может состоять из многочисленных антенных элементов для того, чтобы достичь большого коэффициента усиления антенной решетки. Однако большое число лучей можно применять также в системах, работающих на более низких частотах, например, ниже 10 ГГц, для улучшения покрытия с учетом недостатка, который связан с большим общим размером антенны из-за более длинных длин волн.

При более высоких несущих частотах антенную решетку, состоящую из многочисленных антенных элементов, можно использовать для компенсации уменьшенного размера апертуры каждого элемента, который является функцией от несущей частоты, по сравнению с системами, работающими на несущих частотах традиционной сотовой связи, то есть вплоть до 5 ГГц. Более того, большой коэффициент усиления антенны, в свою очередь содержащий комплексные весовые коэффициенты формирования луча, должен превосходить потери на распространение сигнала на более высоких частотах. Большой коэффициент усиления антенной решетки и многочисленные антенные элементы могут привести к тому, что каждый выработанный луч является довольно узким с точки зрения HPBW, типично только 5-10 градусов или даже меньше, в зависимости от конкретной конструкции антенной решетки. Обычно можно быть желательным двухмерное формирование луча, где луч может быть направлен одновременно в азимутальном и в горизонтальном направлении. Добавляя также мощность передачи к переменному лучу, управление зоной покрытия 2D луча можно осуществить таким образом, чтобы можно было успешно выполнить 3D системы формирования луча.

Так как большой коэффициент усиления антенной решетки может быть необходимым также для синхронизации и широковещательных каналов управления, например, несущих основную системную информацию для обеспечения доступа к соте, эти сигналы необходимо также подвергать процедуре формирования луча.

Синхронизация является краеугольным камнем при обеспечении доступа к сети беспроводной связи. Синхронизацию можно выполнить на нескольких уровнях, при этом начальная частотно-временная синхронизация может потребоваться для настройки приемника на частотно-временную сетку OFDM ресурсных элементов, используемую в качестве границы OFDM-символа. Затем синхронизация может также потребоваться для обнаружения границы подкадра, например, в LTE подкадр состоит из 14 OFDM-символов в случае нормальной длины циклического префикса (CP). Кроме того, структура кадра может также потребоваться для дальнейшего обнаружения, поэтому беспроводное устройство знает о том, когда начинается новый кадр, например, в LTE кадр состоит из 10 подкадров.

В вариантах осуществления, описанных в данном документе, представлен способ, выполняемый сетью, например, сетевым узлом, и позволяющий использовать многочисленные лучи для передачи и в то же самое время обеспечивать любое из: быстрого обнаружения соты, получение системной информации и синхронизации символа, подкадра и кадра для беспроводного устройства, который может попытаться подсоединиться к соте, например, обслуживаемой сетевым узлом. Предложенный способ позволяет также без особых усилий выполнить различные сетевые реализации, например, реализации сетевых узлов и реализации беспроводных устройств, которые могут быть важными, так как некоторые реализации могут использовать сети с аналоговым формированием луча, где время переключения луча с использованием аналоговых компонентов может быть слишком продолжительным для переключения, которое будет выполняться в пределах интервала времени между двумя OFDM-символами, то есть на части длины СР. Кроме того, некоторые реализации беспроводного устройства могут иметь ограничения, например, по вычислительной мощности для поиска соты, поэтому менее частый поиск соты, менее чем один раз на OFDM-символ, не должен чрезмерно ограничивать возможности доступа к соте, за исключением, возможно, повышенной задержки доступа.

Варианты осуществления будут теперь описаны более подробно ниже со ссылкой на сопроводительные чертежи, в которых показаны примеры заявленного предмета изобретения. Однако заявленный предмет изобретения можно воплотить во многих различных формах, и он не должен быть истолкован как ограниченный вариантами осуществления, изложенными в данном документе. Скорее всего, эти варианты осуществления выполнены таким образом, чтобы настоящее раскрытие было полным и завершенным и полностью передавало объем заявленного предмета изобретения специалистам в данной области техники. Следует также отметить, что эти варианты осуществления не являются взаимоисключающими. Предполагается, что компоненты из одного варианта осуществления можно по умолчанию представлять/использовать в другом варианте осуществления.

На фиг. 2 показана сеть 200 беспроводной связи, в которой можно реализовать варианты осуществления, описанные в данном документе. Сеть 200 беспроводной связи может, например, представлять собой сеть, такую как долгосрочное развитие (LTE), например, дуплексная связь с частотным разделением каналов (FDD) LTE, дуплексная связь с временным разделением каналов (TDD) LTE, полудуплексная дуплексная связь с частотным разделением каналов (HD-FDD) LTE, LTE, работающее в нелицензированном диапазоне, широкополосный множественный доступ с кодовым разделением каналов (WCDMA), TDD с универсальным наземным радиодоступом (UTRA), сеть глобальной системы мобильной связи (GSM), сеть радиодоступа GSM/передачи данных с повышенной скоростью для эволюции GSM (EDGE) (GERAN), сеть EDGE, сеть, содержащая любую комбинацию из технологий радиодоступа (RAT), таких, например, как базовые станции мультистандартного радио (MSR), базовые станции мульти-RAT и т.д. и сотовая сеть проекта партнерства 3-го поколения (3GPP), сеть WiFi, международная совместимость для микроволнового доступа (WMax), система 5G или любая сотовая сеть или система.

Се