Патент на изобретение №2341916

(54) СПОСОБЫ И УСТРОЙСТВА ДЛЯ ВЫБОРА ИНТЕРВАЛА В ВЫДЕЛЕННОМ ЧАСТОТНОМ СПЕКТРЕ ДЛЯ СИСТЕМ МНОЖЕСТВЕННОГО ДОСТУПА С ЧАСТОТНЫМ РАЗДЕЛЕНИЕМ КАНАЛОВ

(57) Реферат:

Настоящее изобретение направлено на способы и устройства для оценки мощности при использовании абонентским узлом системы множественного доступа с частотным разделением каналов (FDMA) в процессе выбора интервала. Технический результат заключается в ускорении процесса выбора интервала и исключении дополнительной обработки ложноположительных сигналов в смежных интервалах и достигается тем, что при оценке мощности учитывают, что соседние интервалы, то есть смежные по частоте, часто имеют небольшое перекрытие. Таким образом, мощность сигнала, связанного с одним интервалом, может привести к обнаружению мощности в смежном интервале, даже если в действительности никакого сигнала в соседнем интервале нет. 8 н. и 24 з.п. ф-лы, 6 ил.

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Изобретение относится к беспроводной связи, более конкретно, к способам для выбора интервала в системах беспроводной связи, реализующих множественный доступ с частотным разделением каналов (FDMA).

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Широкое многообразие способов беспроводной связи разработано для содействия беспроводной связи. Множественный доступ с частотным разделением каналов (FDMA) относится к способу беспроводной связи, при котором выделенный частотный спектр разделяется на большое количество меньших частотных интервалов. Каждый интервал выделенного спектра имеет сигнал несущей частоты, который может модулироваться данными. Разделение выделенного частотного спектра на интервалы может увеличить количество информации, которое может передаваться в спектре, а также предоставляет простой механизм для выделения полосы пропускания поставщикам услуг. Например, отдельные интервалы могут быть выделены отдельным поставщикам услуг, и беспроводная сеть данного поставщика услуг может использовать один или более выделенных интервалов для предоставления услуг своим абонентам.

Стандарт глобальной системы мобильной связи (GSM), стандартизированный Европейским институтом стандартизации в области телекоммуникации (ETSI), является примером системы, которая использует способы FDMA. В Европе, например, полосы на частоте 900 МГц и на частоте 1800 МГц выделены для GSM. Полосы на частоте 900 МГц и на частоте 1800 МГц разделены, согласно GSM, приблизительно на 548 частотных интервалов приблизительно по 200 кГц на интервал. Разные интервалы выделены разным поставщикам услуг для использования в сетях поставщиков услуг. Некоторые интервалы используются в качестве сетевых радиомаяков, чтобы информировать абонентские узлы, какие интервалы ассоциированы с данной сетью, тогда как другие интервалы используются только для доставки сетевого трафика в мобильные абонентские узлы и от них. В сети GSM, разные частотные интервалы также используют множественный доступ с временным разделением каналов (TDMA), при котором временные сегменты конкретным образом назначаются в пределах интервалов для распределенной по времени связи.

Одной из сложных задач в системах, которые реализуют способы FDMA, таких как GSM, является последовательность операций выбора или захвата интервала абонентским узлом. Абонентский узел относится к устройству, такому как мобильный радиотелефон, или тому подобное, которое используется конечным пользователем. В системе FDMA, абонентский узел сканирует различные интервалы выделенного спектра, отыскивая наиболее желательный интервал для связи. Наиболее желательным интервалом, в типовом случае, является интервал, связанный с сетью поставщика услуг абонентского узла, или, возможно, интервал, для которого поставщик услуг абонентского узла имеет удовлетворительное роуминговое соглашение. Интервалы с сигналами более высокой мощности также более желательны чем интервалы меньшей мощности, например, при выборе между интервалами в сети данного поставщика услуг.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В одном из вариантов осуществления настоящее изобретение относится к способу, содержащему измерение мощности первого сигнала, связанного с первым интервалом системы множественного доступа с частотным разделением каналов (FDMA), измерение мощности второго сигнала, связанного со вторым интервалом системы FDMA, причем второй интервал примыкает к первому интервалу по частоте, и установление значения, указывающего на измеренную мощность второго сигнала, на пренебрежимо малое значение, когда измеренная мощность второго сигнала более чем на пороговое значение меньше измеренной мощности первого сигнала.

В еще одном варианте осуществления, настоящее изобретение относится к способу, содержащему прием сигнала, связанного с интервалом системы FDMA, причем интервал охватывает первый частотный диапазон, и фильтрацию сигнала для получения второго частотного диапазона, при этом второй частотный диапазон меньше, чем первый частотный диапазон. Способ дополнительно содержит измерение мощности отфильтрованного сигнала, чтобы идентифицировать оценку мощности, связанной с интервалом.

В еще одном варианте осуществления, настоящее изобретение относится к абонентскому узлу системы FDMA, содержащему приемник для приема первого сигнала, связанного с первым интервалом системы FDMA, и второго сигнала, связанного со вторым интервалом системы FDMA, причем второй интервал является смежным с первым интервалом по частоте, и узел управления для измерения мощности первого и второго сигналов и установления значения, указывающего на измеренную мощность второго сигнала, на пренебрежимо малое значение, когда измеренная мощность второго сигнала более чем на пороговое значение меньше измеренной мощности первого сигнала.

В еще одном варианте осуществления, настоящее изобретение относится к абонентскому узлу системы FDMA, содержащему приемник для приема сигнала, связанного с интервалом системы FDMA, причем интервал охватывает первый частотный диапазон, и узел управления для фильтрования сигнала для получения второго частотного диапазона, при этом второй частотный диапазон меньше, чем первый частотный диапазон. Узел управления измеряет мощность отфильтрованного сигнала, чтобы идентифицировать оценку мощности, связанной с интервалом.

В еще одном варианте осуществления, настоящее изобретение относится к машиночитаемому носителю, содержащему инструкции, обеспечивающие измерение абонентским узлом системы FDMA мощности первого сигнала, связанного с первым интервалом системы FDMA, измерение мощности второго сигнала, связанного со вторым интервалом системы FDMA, причем второй интервал примыкает к первому интервалу по частоте, и установление значения, указывающего на измеренную мощность второго сигнала, на пренебрежимо малое значение, когда измеренная мощность второго сигнала более чем на пороговое значение меньше измеренной мощности первого сигнала.

В еще одном варианте осуществления, настоящее изобретение относится к машиночитаемому носителю, содержащему инструкции, обеспечивающие прием абонентским узлом системы FDMA сигнала, связанного с интервалом системы FDMA, причем интервал охватывает первый частотный диапазон, и фильтрацию сигнала для получения второго частотного диапазона, при этом второй частотный диапазон меньше, чем первый частотный диапазон. Кроме того, инструкции обеспечивают измерение абонентским узлом мощности отфильтрованного сигнала, чтобы идентифицировать оценку мощности, связанной с интервалом.

В еще одном варианте осуществления, настоящее изобретение относится к абонентскому узлу системы FDMA, содержащему средство для приема первого сигнала, связанного с первым интервалом системы FDMA, и второго сигнала, связанного со вторым интервалом системы FDMA, причем второй интервал примыкает к первому интервалу по частоте, средство для измерения мощности первого и второго сигналов и средство для установления значения, указывающего на измеренную мощность второго сигнала, на пренебрежимо малое значение, когда измеренная мощность второго сигнала более чем на пороговое значение меньше измеренной мощности первого сигнала.

В еще одном варианте осуществления, настоящее изобретение относится к абонентскому узлу системы FDMA, содержащему средство для приема сигнала, связанного с интервалом системы FDMA, причем интервал охватывает первый частотный диапазон, и средство для фильтрации сигнала для получения второго частотного диапазона, при этом второй частотный диапазон меньше, чем первый частотный диапазон. Абонентский узел также включает в себя средство для измерения мощности отфильтрованного сигнала, чтобы идентифицировать оценку мощности, связанной с интервалом.

Подробности одного или более вариантов осуществлений представлены на прилагаемых чертежах и в описании, приведенных ниже. Другие признаки, объекты и преимущества будут очевидны из описания и чертежей, а также из формулы изобретения.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Фиг.1 – структурная схема, иллюстрирующая систему беспроводной связи, реализующую способы связи FDMA согласно настоящему изобретению;

Фиг.2 – схема последовательности операций, иллюстрирующая последовательность операций выбора интервала, реализованную абонентским узлом системы беспроводной связи.

Фиг.3 – структурная схема одного из вариантов осуществления абонентского узла согласно настоящему изобретению.

Фиг.4 – схема последовательности операций, иллюстрирующая последовательность операций, реализованную в абонентском узле, проиллюстрированном на фиг.3.

Фиг.5 – структурная схема еще одного варианта осуществления абонентского узла согласно настоящему изобретению.

Фиг.6 – схема последовательности операций, иллюстрирующая последовательность операций, реализованную в абонентском узле, проиллюстрированном на фиг.5.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ

Настоящее изобретение направлено на способы оценки мощности для использования абонентским узлом системы FDMA в процессе выбора интервала. Способы оценки мощности учитывают, что смежные интервалы, то есть смежные по частоте, часто имеют небольшое перекрытие. Таким образом, мощность сигнала, связанного с одним интервалом, может привести к обнаружению мощности в смежном интервале, даже если никакой сигнал фактически не присутствует в соседнем интервале. В соответствии с настоящим изобретением, описаны способы для идентификации, уменьшения или исключения обнаружения «ложноположительных сигналов» в таких смежных интервалах, например, во время сканирования для обнаружения мощности GSM. В настоящем описании, выражение «ложноположительные сигналы» относится к обнаружению мощности в интервале, когда сигнал фактически отсутствует в таком интервале. Посредством идентификации, уменьшения или исключения обнаружения ложноположительных сигналов, можно ускорить процесс выбора интервала и избежать дополнительной обработки ложноположительных сигналов в таких смежных интервалах.

На Фиг.1 представлена структурная схема, иллюстрирующая систему 10 беспроводной связи, реализующую способы связи FDMA. Например, система 10 может содержать систему стандарта GSM, введенного ETSI. Стандарт GSM использует способы FDMA, в которых полоса частот разделена на большое количество интервалов, а также способы TDMA, в которых распределенная по времени связь запланирована в течение заданных временных сегментов в пределах интервалов. В последующем описании многие способы описаны в контексте GSM. Однако идентичные или подобные способы также могут использоваться с различными другими беспроводными протоколами или стандартами, которые используют FDMA.

Система 10 беспроводной связи включает в себя множество базовых станций 12А-12С (вместе – базовые станции 12), которые осуществляют связь с абонентским узлом 14. Хотя показан единственный абонентский узел 14, система 10 обычно включает в себя множество таких узлов. Абонентский узел 14 обычно относится к беспроводному устройству, используемому конечным пользователем. Например, в системе GSM, абонентский узел 14 обычно представляет собой мобильный радиотелефон. Однако абонентский узел 14 также может быть реализован в виде любого другого портативного вычислительного устройства, такого как настольный или портативный компьютер, персональный цифровой секретарь (PDA), интерактивный ТВ-приемник, беспроводный информационный терминал, беспроводное устройство сбора данных или любое другое беспроводное устройство, обеспечивающее осуществление связи в соответствии с описанными способами.

Базовые станции 12 обычно являются стационарными компьютерами, которые беспроводным образом осуществляют связь с абонентским узлом 14 для обеспечения сетевого доступа абонентскому узлу 14. Например, базовые станции 12 могут предоставлять интерфейс между абонентским узлом 14 и коммутируемой телефонной сетью общего пользования (PSTN), так что телефонные вызовы могут направляться к абонентскому узлу 14 и от него. В качестве альтернативы или дополнительно, базовые станции 12 могут быть связаны с пакетной сетью для передачи пакетной речевой информации или пакетных данных. Базовые станции 12 иногда упоминаются как базовые приемопередающие системы (BTS).

Система 10 беспроводной связи работает согласно способам связи FDMA. Способ FDMA относится к способу беспроводной связи, в котором выделенный частотный спектр разделяется на большое количество меньших частотных «ячеек» (интервалов). Каждый интервал выделенного спектра имеет сигнал несущей частоты, который может модулироваться данными. Каждая из базовых станций 12 обычно работает в отличающемся частотном интервале выделенного спектра.

Одной из сложных задач в системах FDMA, таких как система 10, является процесс выбора или захвата интервала абонентским узлом 14. В процессе выбора интервала, абонентский узел 14 идентифицирует желательный интервал, который может обеспечить сетевой доступ абонентскому узлу 14. Если только одна из базовых станций 12 управляется поставщиком сетевых услуг абонентского узла 14, то абонентский узел 14 должен идентифицировать интервал, связанный с такой базовой станцией, в качестве желательного интервала связи. С другой стороны, если две или более из базовых станций 12 управляются поставщиком сетевых услуг абонентского узла 14, то абонентский узел 14 должен идентифицировать интервал этого поставщика сетевых услуг, по которому уровень принимаемого сигнала является наивысшим. Если ни одна из базовых станций 12 не управляется сетевым поставщиком абонентского узла 14, то абонентский узел 14 должен идентифицировать интервал на основе других приоритетов. Например, если ни одна из базовых станций 12 не управляется поставщиком сетевых услуг абонентского узла 14, то абонентский узел 14 может выбрать интервал, используемый другим поставщиком сетевых услуг, для которого имеет место благоприятное роуминговое соглашение. Также могут использоваться другие типы приоритетов.

На фиг.1 проиллюстрированные компоненты абонентского узла 14 являются именно теми компонентами, которые используются в процессе выбора интервала. Имеется множество других компонентов, предназначенных для других функций, таких как кодирование и демодуляция сигналов. Однако, для простоты, дополнительные компоненты не показаны.

Приемник/передатчик 20 принимает беспроводные сигналы 18А-18С (вместе – сигналы 18) от базовых станций 12 через антенну 21. Приемник/передатчик 20 также может выполнять над принимаемыми сигналами различные функции преобразования аналоговых сигналов, такие как фильтрация или масштабирование сигналов. Приемник/передатчик 20 подает принятые сигналы в аналого-цифровой (A/D) преобразователь 22, который дискретизирует аналоговые сигналы для формирования цифровых сигналов. Цифровые сигналы, полученные дискретизацией принятого аналогового сигнала, передаются из A/D преобразователя 22 в блок 24 управления, который выполняет описываемый процесс выбора интервала.

Блок 24 управления может включать в себя ряд функциональных компонентов, например, реализованных в аппаратных средствах, программном обеспечении, микропрограммном обеспечении, или тому подобном, для выполнения процесса выбора интервала. Например, блок 24 управления может включать в себя блок 26 сканирования мощности, блок 28 оценки мощности, формирователь 30 ID (идентификатора) и селектор 32 интервалов. Блок 24 управления может быть реализован в виде цифрового процессора сигналов (DSP), исполняющего модули программного обеспечения или может содержать дискретные аппаратные компоненты. Также, блок 24 управления может быть реализован в любой комбинации аппаратных средств, программного обеспечения, микропрограммного обеспечения, одного или более программируемых микропроцессоров, цифровых процессоров сигналов, или тому подобного. Различные компоненты блока 24 управления проиллюстрированы в целях пояснения, но могут быть интегрированы с другими компонентами, например, в аппаратных средствах или программном обеспечении. При реализации в программном обеспечении, память или другой машиночитаемый носитель (не показан) могут быть присоединены к блоку 24 управления для обеспечения хранения программно реализованных инструкций, загружаемых в блок 24 управления для выполнения.

Блок 26 сканирования мощности сканирует интервалы выделенного частотного спектра для выделения отличающихся сигналов, связанных с различными интервалами. В GSM полосы на частотах 900 и 1800 МГц разделены приблизительно на 548 частотных интервалов, приблизительно по 200 кГц на интервал. В таком случае, блок 26 сканирования мощности выделяет сигналы, связанные с каждым из 548 интервалов.

Блок 28 оценки мощности измеряет и оценивает мощность различных интервалов. Кроме того, в соответствии с настоящим изобретением, блок 28 оценки мощности реализует один или более способов, которые могут улучшить и ускорить процесс выбора интервала. В частности блок 28 оценки мощности учитывает некоторые факторы системы 10, которые, в ином случае, могли бы исказить точную оценку мощности интервалов. Блок 28 оценки мощности также поддерживает список различных интервалов в порядке оцененной мощности разных интервалов от интервала с наивысшей мощностью до интервала с самой низкой мощностью. Упорядоченный список интервалов может быть модифицирован относительно эффективной мощности различных интервалов, измеренной блоком 28 оценки мощности, например, когда блок 28 оценки мощности идентифицирует интервалы, которые едва ли будут хорошими кандидатами.

Формирователь 30 ID использует упорядоченный список, поддерживаемый блоком 28 оценки мощности. В частности, формирователь ID начинает с интервала с наивысшей мощностью в списке и формирует сетевой ID для такого интервала. В GSM, процесс формирования сетевого ID является многоэтапным процессом. Например, для данного интервала в GSM, формирователь 30 ID принимает цифровые сигналы из A/D-преобразователя 24 и получает канал коррекции частоты (FCCH), который может быть использован для грубой синхронизации с интервалом. Затем формирователь 30 ID декодирует канал синхронизации (SCH), который предоставляет основную информацию синхронизации для соответствующей базовой станции 12, связанной с соответствующим интервалом. Как только формирователь 30 ID получает SCH, он может декодировать служебные каналы, такие как канал широковещательной передачи (BCCH), и получать код наземной сети мобильной связи общего пользования (PLMN), который идентифицирует сеть, связанную с данным интервалом.

Селектор 32 интервалов принимает сформированные сетевые ID, например коды PLMN, и выбирает желательный интервал для использования абонентским узлом 14 в последующей связи. Селектор 32 интервалов может реализовать схему приоритетов, в которой выбираются интервалы с наивысшей мощностью, связанные с конкретными сетями, но могут быть выбраны другие интервалы, если интервалы, связанные с конкретной сетью, не являются достаточно мощными. Например, если ни одна из базовых станций 12 не управляется поставщиком сетевых услуг абонентского узла 14, то селектор 32 интервалов может выбирать интервал, используемый другим поставщиком сетевых услуг, для которого имеет место удовлетворительное роуминговое соглашение. Затем селектор 32 интервалов дает команду приемнику/передатчику 30 осуществить связь с базовой станцией выбранного интервала для регистрации в целях последующей связи с соответствующей базовой станцией в выбранном интервале. Обычно, будет иметь место сильное преимущество по отношению к использованию интервала, связанного с поставщиком сетевых услуг, который запрашивал абонентский узел 14. Тем не менее, выбранный интервал должен удовлетворять минимальным требованиям мощности для надежной связи.

На Фиг.2 представлена блок-схема процесса выбора интервала, реализуемого абонентским узлом 14. Как показано на фиг.2, блок 26 сканирования мощности сканирует интервалы частотного спектра (41) FDMA для разделения сигналов разных интервалов на частотные элементы. Затем блок 28 оценки мощности оценивает мощность разных интервалов (42) с учетом канальных эффектов, которые могли бы снизить надежность измерений мощности блока 28 оценки мощности. Например, как более подробно изложено ниже, блок 28 оценки мощности может измерять мощность, но настраивать измеренную мощность на пренебрежимо малое значение, если измеренная мощность меньше, чем предопределенная нижняя граница, такая как 15 дБ, измеренной мощности, связанной с интервалом в соседнем частотном элементе. В таком случае, измеренная мощность, вероятно, может быть приписана мощности смежного интервала, а не действующего интервала, который измеряется. Следовательно, желательно исключить такие интервалы из рассмотрения в процессе выбора интервала, чтобы избежать ложного обнаружения интервалов, которые всего лишь кажутся удовлетворяющими заданным требованиям минимальной мощности вследствие воздействий перекрытия.

В качестве альтернативы, блок 28 оценки мощности может реализовать способ фильтрации, который может гарантировать, что мощность, связанная со смежным интервалом, по существу, не будет оказывать влияния на измерения мощности для данного интервала. В частности, способ фильтрации может использоваться, чтобы сузить диапазон частоты, который используется в целях оценки мощности, уменьшая вероятность того, что мощность сигнала из одного интервала будет вызывать появление мощности сигнала для смежных интервалов.

Блок 28 оценки мощности сортирует интервалы на основе оцененной мощности интервалов (43). В частности, блок 28 оценки мощности формирует список интервалов по оцененной мощности от наивысшей до самой низкой. Формирователь 30 ID формирует сетевые ID для интервалов (44), а селектор 32 интервалов выбирает желательный интервал на основании сетевых ID и оцененных уровней мощности (45). Например, формирователь 30 ID может формировать сетевые ID, начиная с интервалов с наивысшим уровнем мощности, и, как только селектор 32 интервала идентифицирует сетевой ID, связанный с поставщиком услуг абонентского узла 14, такой интервал может быть выбран, при условии, что уровень мощности интервала достаточен, и последовательность операций формирования ID может быть завершена.

В соответствии со стандартами GSM может потребоваться, чтобы выбранный интервал находился в пределах 70 наиболее мощных интервалов, то есть интервалов с наивысшими оцененными уровнями мощности. Таким образом, если сетевой ID, связанный с поставщиком услуг абонентского узла 14, не находится в пределах 70 наиболее мощных интервалов, селектор 32 интервалов выбирает интервал на основе других критериев, таких как, ассоциирован ли интервал с другим поставщиком услуг, для которого было установлено удовлетворительное роуминговое соглашение. Как только интервал выбран из 70 наивысших оценок мощности (45), абонентский узел 14 регистрируется для осуществления связи в таком выбранном интервале (46). Например, приемник/передатчик 30 может передавать информацию регистрации на одну из базовых станций 12, связанных с выбранным интервалом, и затем использовать интервал для вызовов к абонентскому узлу 14 и от него.

В GSM и других протоколах связи, которые используют FDMA, смежные интервалы имеют небольшое перекрытие по частоте. Таким образом, если сигнал присутствует в одном интервале, такой сигнал может оказывать влияние на измерения мощности смежных интервалов, то есть интервалов, имеющих полосу частот, непосредственно примыкающую к полосе частот интервала, где сигнал реально присутствует. В частности, сигнал в данном интервале, по существу, может быть центрированным в пределах подходящей полосы частот, но может содержать частотные компоненты, которые распространяются на смежные интервалы. Этот эффект перекрытия может затягивать процесс выбора интервала, вследствие ложного обнаружения соседних интервалов.

Когда сигнал присутствует в первом интервале GSM, интервалы, непосредственно примыкающие к такому первому интервалу, обычно имеют сигнал, приблизительно на 16 децибел ниже сигнала в первом интервале, даже если никакого сигнала в соседних интервалах в действительности нет. Более того, в некоторых случаях, сигналы, приблизительно на 16 дБ ниже сигнала первого интервала, могут обусловить нахождение смежных интервалов в пределах 70 наиболее мощных интервалов, делая их кандидатами на дополнительную обработку в соответствии со стандартом GSM. Если этот эффект перекрытия не учитывается, то абонентскому узлу 14 может понадобиться обрабатывать фактически (3·69+1)=207 интервалов для обеспечения учета 70 интервалов наивысшей мощности селектором 32 интервалов в действительности. Это может добавить значительные непроизводительные затраты по времени и обработке к процессу выбора интервала.

Лучший подход состоит в том, чтобы попытаться удалить соседние интервалы из рассмотрения, если мощность в соседних интервалах обусловлена только наличием сигнала в первом интервале. Абонентский узел 14 может усовершенствовать процесс выбора интервала вычислением этого эффекта перекрытия. Два альтернативных варианта осуществления для вычисления этого эффекта перекрытия ниже описаны более подробно.

Первый подход идентифицирует «ложно положительный сигнал», когда измеренная мощность интервала является меньшей, чем мощность соседнего интервала, на определенное значение, к примеру, на 15 дБ ниже мощности соседнего интервала. В этом случае, интервал может быть объявлен ложно положительным, а оцененная мощность для этого интервала может быть установлена на пренебрежимо малое значение. Второй подход реализует способ фильтрации для оценки мощности. В частности, после приема сигнала, связанного с интервалом, охватывающим первый частотный диапазон, сигнал может быть отфильтрован для получения второго частотного диапазона, при этом второй частотный диапазон меньше первого частного диапазона. Измеренная мощность отфильтрованного сигнала затем может быть использована, чтобы идентифицировать оценку мощности, связанной с интервалом. Такая фильтрация, особенно для оценки мощности, может существенно уменьшить перекрытие по мощности между соседними интервалами.

На Фиг.3 представлена структурная схема абонентского узла 14А, который может соответствовать абонентскому узлу 14 по фиг. 1. В этом случае, абонентский узел 14А содержит блок 28А оценки мощности, который включает в себя блок 51 оценки, блок 52 сравнения и блок 53 приоритета. Блок 52 сравнения идентифицирует «ложно положительный сигнал», когда мощность интервала, измеренная блоком 51 оценки оказывается меньшей, чем мощность соседнего интервала, на определенное значение, к примеру, на 15 дБ ниже мощности соседнего интервала. В таком случае, блок 52 сравнения может объявить ложноположительный сигнал, и оцененная мощность для этого интервала может быть установлена на пренебрежимо малое значение, тем самым, исключая его из рассмотрения среди интервалов наибольшей мощности, просканированных абонентским узлом 14А. В частности, на основании пренебрежимо малого значения оцененной мощности, блок 53 приоритета, затем будет отдавать предпочтение такому интервалу с очень низким приоритетом.

Приемник/передатчик 20 принимает беспроводные сигналы через антенну 21, и может выполнять различные функции преобразования аналоговых сигналов над принятыми сигналами, такие как фильтрация или масштабирование сигналов. Приемник/передатчик 20 пересылает принятые сигналы в аналого-цифровой (A/D) преобразователь 22, который осуществляет дискретизацию сигналов для формирования цифровых сигналов. Цифровые сигналы, характеризующие принятые аналоговые сигналы, передаются из A/D-преобразователя 22 в блок 24 управления, который выполняет процесс выбора интервала.

Блок 26 сканирования мощности сканирует интервалы выделенного частотного спектра для выделения отличающихся сигналов, связанных с различными интервалами. Блок 28А оценки мощности измеряет и оценивает мощность различных интервалов и выполняет способы, которые могут ускорить процесс выбора интервала. В частности, блок 51 оценки измеряет мощность данного интервала, а блок 52 сравнения сравнивает измеренную мощность для такого интервала с измеренной мощностью, связанной с интервалами, примыкающими к такому интервалу по частоте. Если блок 52 сравнения устанавливает, что измеренная мощность меньше мощности соседнего интервала на определенное значение, к примеру, на 15 дБ ниже мощности соседнего интервала, блок 52 сравнения устанавливает значение, указывающее на оцененную мощность для этого интервала, на пренебрежимо малое значение. Блок 53 приоритета, затем, будет отдавать предпочтение этому интервалу с очень низким приоритетом, на основе значения, установленного блоком сравнения. С другой стороны, если блок 52 сравнения устанавливает, что измеренная мощность не меньше, чем для соседнего интервала, на определенное значение, то блок 53 приоритета отдает предпочтение интервалу на основе мощности, измеренной блоком 51 оценки для такого интервала.

Формирователь 30 ID использует упорядоченный список, поддерживаемый блоком 53 приоритета. В частности, формирователь ID начинает с интервала с наивысшей мощностью в списке и формирует сетевой ID для такого интервала. Кроме того, в контексте GSM, формирователь 30 ID опрашивает канал коррекции частоты (FCCH), затем декодирует канал синхронизации (SCH), и, в заключение, декодирует канал широковещательной передачи (BCCH), чтобы получить код наземной сети мобильной связи общего пользования (PLMN), который идентифицирует сеть, связанную с данным интервалом.

Селектор 32 интервалов принимает сформированные сетевые ID, например, коды PLMN, и выбирает желательный интервал для использования абонентским узлом 14 для последующего осуществления связи. В соответствии с настоящим изобретением получение сетевых ID не должно предприниматься для ложноположительных интервалов, в которых мощность такого интервала может быть обусловлена мощностью соседнего интервала, так как блок 28А оценки мощности идентифицирует и уменьшает мощность для таких ложноположительных интервалов. Таким образом, процесс выбора интервала может быть усовершенствован, избегая какой бы то ни было задержки обработки, в ином случае ассоциируемой с анализом сетевых ID для ложноположительных интервалов.

На Фиг.4 представлена блок-схема процесса, реализуемого блоком 28А оценки мощности по фиг.3. Как показано на фиг.4, блок 51 оценки измеряет мощность первого интервала (61), а затем измеряет мощность второго интервала, примыкающего к первому интервалу (62). Блок 52 сравнения может поддерживать таблицу, или тому подобное, перечисляющую измеренную мощность различных интервалов. Блок 52 сравнения устанавливает, является ли мощность второго интервала более чем на предопределенную величину (Х), меньшей мощности первого интервала, где Х представляет определенное значение (63), такое как значение в пределах от 10 до 20 дБ, зависящее от фильтрации. Например, значение Х может быть приблизительно равно 15 дБ. В любом случае, если блок 52 сравнения определяет, что мощность второго интервала более чем на Х меньшей мощности первого интервала (ветвь «да» на этапе 63), блок 52 сравнения устанавливает значение, указывающее на оцененную мощность второго интервала, на пренебрежимо малое значение (64). Затем блок 53 приоритета будет отдавать предпочтение этому интервалу при очень низком приоритете, на основе значения, установленного блоком сравнения. С другой стороны, если блок 52 сравнения определяет, что мощность второго интервала не является более чем на Х меньшей мощности первого интервала (ветвь «нет» на этапе 63), то никаких поправок не производится. В этом случае, блок 53 приоритета отдает предпочтение интервалу на основании мощности, измеренной блоком 51 оценки для такого интервала.

В соответствии с настоящим изобретением процесс обработки, представленный на фиг.4, может быть применен по отношению к двум смежным интервалам для данного интервала. Другими словами, для каждого интервала процесс обработки по фиг.4 может быть применен по отношению к предшествующему интервалу, например, имеющему центральную частоту, несколько меньшую частоты текущего интервала, и к последующему интервалу, например, имеющему центральную частоту, несколько большую частоты текущего интервала. По-другому «второй интервал» для фиг.4 может соответствовать предшествующему интервалу или последующему интервалу, и соответствующий процесс обработки может применяться по отношению к обоим этим соседним интервалам для первого интервала. Кроме того, процесс обработки по фиг.4 может быть повторен для каждого из множества интервалов в выделенном спектре.

На Фиг.5 предоставлена структурная схема абонентского узла 14В, который может соответствовать абонентскому узлу 14 по фиг.1. В этом случае, согласно еще одному варианту осуществления, абонентский узел 14В содержит блок 28В оценки мощности, который включает в себя фильтр 71, блок 72 оценки и блок 73 приоритета. Фильтр 71 принимает сигнал, связанный с интервалом, охватывающим частотный диапазон Х и отфильтровывает сигнал для получения частотного диапазона Y, при этом Y меньше, чем Х. Блок 72 оценки измеряет мощность отфильтрованного сигнала для получения оценки мощности, связанной с интервалом. За счет фильтрации интервала для получения частотного диапазона, меньшего чем интервал, влияния перекрытия по мощности соседних интервалов могут быть существенно снижены или устранены. Соответственно, оценки мощности, поддерживаемые блоком 73 приоритета, не должны включать в себя никаких ложноположительных сигналов, в которых измеренная мощность искажена наличием сигналов в соседних интервалах.

Как и в абонентском узле 14А (фиг.3), в абонентском узле 14В (фиг.5), приемник/передатчик 20 принимает беспроводные сигналы через антенну 21, и может выполнять различные функции преобразования аналоговых сигналов над принятыми сигналами, такие как фильтрация или масштабирование сигналов. Приемник/передатчик 20 направляет принятые сигналы в аналого-цифровой (A/D) преобразователь 22, который дискретизирует сигналы для формирования цифровых сигналов. Цифровые сигналы, соответствующие принятым аналоговым сигналам, направляются из A/D-преобразователя 22 в блок 24В управления для выполнения процесса выбора интервала.

Блок 26 сканирования мощности сканирует интервалы выделенного частотного спектра для разделения отличающихся сигналов, связанных с различными интервалами. Блок 28В оценки мощности измеряет и оценивает мощность различных интервалов и реализует методы для ускорения процесса выбора интервала. Фильтр 71 принимает сигнал, связанный с интервалом, охватывающим частотный диапазон Х и отфильтровывает сигнал для получения частотного диапазона Y, где Y является меньшим, чем Х. В частности, частотный диапазон Y попадает в пределы частотного диапазона Х и является более узким, чем частотный диапазон Х. Таким образом, более узкий частотный диапазон Y отфильтровывает воздействия соседних интервалов. Например, в GSM, значение Х могло бы соответствовать приблизительно 200 кГц, что является приблизительной шириной интервала. В таком случае, значение Y может быть приблизительно равно 100 кГц, причем диапазон Y центрирован относительно центральной частоты данного интервала.

Затем блок 72 оценки измеряет мощность отфильтрованного сигнала для получения оценки мощности, связанной с интервалом. Путем фильтрации интервала для получения частотного диапазона, меньшего чем интервал, перекрытие по мощности соседних интервалов может быть существенно уменьшено или устранено. Соответственно, оценки мощности, поддерживаемые блоком 73 приоритета, не должны включать в себя никаких ложноположительных сигналов, при которых измеренная мощность искажена наличием сигналов в соседних интервалах.

На Фиг.6 представлена блок-схема процесса, реализуемого блоком 28В оценки мощности по фиг.5. Как показано на фиг.6, фильтр 71 принимает сигналы интервала с шириной полосы, связанной с интервалом (81), и отфильтровывает сигналы для получения ширины полосы, меньшей, чем ширина полосы, связанная с интервалом (82). Например, интервал в 200 кГц, от 900000 кГц до 900200 кГц может быть отфильтрован для получения ширины полосы в 100 кГц, от 900050 кГц до 900150 кГц, хотя желательный отфильтрованный диапазон может быть реализован множеством вариантов. В любом случае, блок 72 оценки формирует оценку мощности интервала на основе уровня отфильтрованного сигнала (83). Так как сигнал, связанный с интервалом, отфильтровывается для получения частотного диапазона, меньшего, чем частотный диапазон интервала, то перекрытие по мощности соседних интервалов может быть существенно уменьшено или устранено. Процесс обработки по фиг.6 может повторяться для каждого из множества интервалов в выделенном спектре.

Выше описан ряд вариантов осуществления. В частности, описаны способы оценки мощности, которые вычисляют перекрытие сигналов между соседними интервалами системы FDMA. Эти способы могут быть реализованы в абонентском узле 14 в аппаратных средствах, программном обеспечении, микропрограммном обеспечении или тому подобном, чтобы выполнять выбор интервала или формирование вручную списка PLMN. Выбор интервала обычно относится к поиску отдельной желательной PLMN. Обнаружение PLMN может завершаться при идентификации требуемой PLMN. Формирование вручную списка PLMN обычно относится к процессу, когда пользователь вручную вводит команды в абонентский узел для отображения всех доступных сетей, чтобы пользователь смог выбрать сеть. При формировании вручную списка PLMN абонентский узел будет получать сетевые ID для ряда интервалов высокой мощности в списке. В соответствии с настоящим изобретением выбор интервала или формирование вручную списка PLMN может быть ускорено с использованием одного или более описанных способов.

Примерные аппаратные реализации могут включать в себя реализации на цифровом процессоре сигналов специализированной интегральной схеме (ASIC), программируемой пользователем вентильной матрице (FPGA), программируемом логическом устройстве, специально разработанных аппаратных компонентах или любой их комбинации. Кроме того, один или более из описанных способов, могут выполняться, частично или полностью, на основе программного обеспечения. В этом случае, машиночитаемый носитель может хранить или иным образом содержать машиночитаемые инструкции, то есть программный код, который может выполняться процессором или DSP абонентского узла для выполнения одного или более из способов, описанных выше.

Например, машиночитаемый носитель может содержать оперативное запоминающее устройство (ОЗУ, RAM), постоянное запоминающее устройство (ПЗУ, ROM), энергонезависимое оперативное запоминающее устройство (NVRAM), электрически стираемое программируемое запоминающее устройство (ЭСППЗУ, EEPROM), флэш-память или тому подобное, связанные с блоком 24 управления абонентского узла 14. В этом случае, блок 24 управления может содержать процессор или DSP, который выполняет различные программно реализованные модули, сохраненные на машиночитаемом носителе. Возможны различные другие модификации без изменения сущности и объема изобретения. Соответственно, эти и другие варианты осуществления находятся в пределах объема следующей формулы изобретения.

Формула изобретения

1. Способ оценки мощности для использования в процессе выбора интервала в системе множественного доступа с частотным разделением каналов (FDMA), в котором

измеряют мощность первого сигнала, связанного с первым интервалом системы FDMA;

измеряют мощность второго сигнала, связанного со вторым интервалом системы FDMA, причем второй интервал является смежным с первым интервалом по частоте; и

устанавливают значение, указывающее на измеренную мощность второго сигнала, на пренебрежимо малое значение, если измеренная мощность второго сигнала более чем на пороговое значение меньше, чем измеренная мощность первого сигнала.

2. Способ по п.1, в котором система FDMA содержит систему глобальной системы мобильной связи (GSM).

3. Способ по п.1, в котором упомянутое пренебрежимо малое значение приблизительно равно нулю.

4. Способ по п.1, в котором упомянутое пороговое значение находится в диапазоне приблизительно от 10 до 20 дБ.

5. Способ по п.4, в котором упомянутое пороговое значение составляет приблизительно 15 дБ.

6. Способ по п.1, в котором дополнительно

измеряют мощность множества сигналов, связанных с множеством интервалов системы FDMA; и

устанавливают значение, указывающее на измеренную мощность данного одного из сигналов, связанного с данным интервалом, на пренебрежимо малое значение, если измеренная мощность данного сигнала более чем на пороговое значение меньше, чем измеренная мощность другого одного из сигналов, связанного с интервалом, смежным с данным интервалом.

7. Способ по п.6, в котором дополнительно

назначают приоритет множеству сигналов на основе значений, указывающих на измеренную мощность сигналов;

выбирают желательный один из интервалов на основе, по меньшей мере частично, назначения приоритетов; и

регистрируются в сети, связанной с желательным интервалом.

8. Способ оценки мощности для использования в процессе выбора интервала в системе множественного доступа с частотным разделением каналов (FDMA), в котором

принимают сигнал, связанный с интервалом системы FDMA, причем интервал охватывает первый частотный диапазон;

фильтруют сигнал для получения второго частотного диапазона, при этом второй частотный диапазон является меньшим, чем первый частотный диапазон; и

измеряют мощность отфильтрованного сигнала для получения оценки мощности, связанной с интервалом.

9. Способ по п.8, в котором система FDMA содержит систему глобальной системы мобильной связи (GSM).

10. Способ по п.9, в котором первый частотный диапазон составляет приблизительно 200 кГц, а второй частотный диапазон – приблизительно 100 кГц.

11. Способ по п.8, в котором дополнительно

фильтруют множество сигналов, связанных с интервалами системы FDMA, для получения второго частотного диапазона;

измеряют мощность множества отфильтрованных сигналов;

назначают приоритет множеству отфильтрованных сигналов на основе измеренной мощности отфильтрованных сигналов;

выбирают желательный один из интервалов на основе, по меньшей мере частично, назначения приоритетов; и

регистрируются в сети, связанной с желательным интервалом.

12. Абонентский узел системы множественного доступа с частотным разделением каналов (FDMA), содержащий:

приемник для приема первого сигнала, связанного с первым интервалом системы FDMA, и второго сигнала, связанного со вторым интервалом системы FDMA, причем второй интервал является смежным с первым интервалом по частоте; и

блок управления для измерения мощности первого и второго сигналов и установления значения, указывающего на измеренную мощность второго сигнала, на пренебрежимо малое значение, когда измеренная мощность второго сигнала более чем на пороговое значение меньше, чем измеренная мощность первого сигнала.

13. Абонентский узел по п.12, в котором система FDMA содержит систему глобальной системы мобильной связи (GSM).

14. Абонентский узел по п.12, в котором упомянутое пренебрежимо малое значение приблизительно равно нулю.

15. Абонентский узел по п.12, в котором упомянутое пороговое значение находится в диапазоне приблизительно от 10 до 20 дБ.

16. Абонентский узел по п.12, в котором пороговое значение составляет приблизительно 15 дБ.

17. Абонентский узел по п.12, в котором приемник принимает множество сигналов, связанных с множеством интервалов системы FDMA, а блок управления измеряет мощность множества сигналов и устанавливает данное значение, указывающее на измеренную мощность данного одного из сигналов, связанного с данным одним из интервалов, на пренебрежимо малое значение, если измеренная мощность данного сигнала меньше, чем измеренная мощность другого сигнала, связанного с интервалом, смежным с данным интервалом.

18. Абонентский узел по п.17, в котором блок управления назначает приоритеты множеству сигналов на основе значений, указывающих на измеренную мощность сигналов, выбирает желательный один из интервалов на основе, по меньшей мере частично, назначения приоритетов, и обеспечивает регистрацию абонентского узла в сети, связанной с желательным интервалом.

19. Абонентский узел системы множественного доступа с частотным разделением каналов (FDMA), содержащий приемник для приема сигнала, связанного с интервалом системы FDMA, причем интервал охватывает первый частотный диапазон; и блок управления для фильтрации сигнала для получения второго частотного диапазона, при этом второй частотный диапазон меньше, чем первый частотный диапазон, и измерения мощности отфильтрованного сигнала для получения оценки мощности, связанной с интервалом.

20. Абонентский узел по п.19, в котором система FDMA содержит систему глобальной системы мобильной связи (GSM).

21. Абонентский узел по п.20, в котором первый частотный диапазон составляет приблизительно 200 кГц, а второй частотный диапазон – приблизительно 100 кГц.

22. Абонентский узел по п.19, в котором блок управления фильтрует множество сигналов, связанных с интервалами системы FDMA, для получения второго частотного диапазона, измеряет мощность множества отфильтрованных сигналов, назначает приоритеты множеству отфильтрованных сигналов на основе измеренной мощности отфильтрованных сигналов, выбирает желательный один из интервалов на основе, по меньшей мере частично, назначения приоритетов и обеспечивает регистрацию абонентского узла в сети, связанной с желательным одним из интервалов.

23. Машиночитаемый носитель, содержащий инструкции, обеспечивающие в абонентском узле системы множественного доступа с частотным разделением каналов (FDMA):

измерение мощности первого сигнала, связанного с первым интервалом системы FDMA;

измерение мощности второго сигнала, связанного со вторым интервалом системы FDMA, причем второй интервал является смежным с первым интервалом по частоте; и

установление значения, указывающего на измеренную мощность второго сигнала, на пренебрежимо малое значение, когда измеренная мощность второго сигнала более чем на пороговое значение меньше, чем измеренная мощность первого сигнала.

24. Машиночитаемый носитель по п.23, причем система FDMA содержит систему глобальной системы мобильной связи (GSM).

25. Машиночитаемый носитель по п.23, причем пороговое значение находится в диапазоне приблизительно от 10 до 20 дБ.

26. Машиночитаемый носитель, содержащий инструкции, обеспечивающие в абонентском узле системы множественного доступа с частотным разделением каналов (FDMA):

прием сигнала, связанного с интервалом системы FDMA, причем интервал охватывает первый частотный диапазон;

фильтрацию сигнала для получения второго частотного диапазона, при этом второй частотный диапазон меньше, чем первый частотный диапазон;

и измерение мощности отфильтрованного сигнала для получения оценки мощности, связанной с интервалом.

27. Машиночитаемый носитель по п.26, причем система FDMA содержит систему глобальной системы мобильной связи (GSM).

28. Машиночитаемый носитель по п.27, причем первый частотный диапазон составляет приблизительно 200 кГц, а второй частотный диапазон – приблизительно 100 кГц.

29. Абонентский узел системы множественного доступа с частотным разделением каналов (FDMA), содержащий:

средство для приема первого сигнала, связанного с первым интервалом системы FDMA, и второго сигнала, связанного со вторым интервалом системы FDMA, причем второй интервал является смежным с первым интервалом по частоте;

средство для измерения мощности первого и второго сигналов; и

средство для установления значения, указывающего на измеренную мощность второго сигнала, на пренебрежимо малое значение, если измеренная мощность второго сигнала более чем на пороговое значение меньше, чем измеренная мощность первого сигнала.

30. Абонентский узел по п.29, в котором система FDMA содержит систему глобальной системы мобильной связи (GSM), а пороговое значение находится в диапазоне приблизительно от 10 до 20 дБ.

31. Абонентский узел системы множественного доступа с частотным разделением каналов (FDMA), содержащий:

средство для приема сигнала, связанного с интервалом системы FDMA, причем интервал охватывает первый частотный диапазон;

средство для фильтрации сигнала для получения второго частотного диапазона, при этом второй частотный диапазон меньше, чем первый частотный диапазон; и

средство для измерения мощности отфильтрованного сигнала для получения оценки мощности, связанной с интервалом.

32. Абонентский узел по п.31, в котором система FDMA содержит систему глобальной системы мобильной связи (GSM), первый частотный диапазон составляет приблизительно 200 кГц, а второй частотный диапазон – приблизительно 100 кГц.

РИСУНКИ