BR112016030388B1 - Método e equipamento de usuário para sustentar um enlace com uma rede sem fio, e, memória legível por computador - Google Patents
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Abstract
mudança automática com treinamento de feixe de antena integrado em redes sem fio trata-se de um método, um aparelho e um produto de programa de computador para sustentar um enlace com uma rede sem fio. o aparelho comunica dados com a rede sem fio através de um primeiro enlace com uma primeira estação-base, adquire um recurso para realizar uma sequência de treinamento de feixe com uma segunda estação-base, em que o recurso adquirido permite que a sequência de treinamento de feixe com a segunda estação-base seja realizada enquanto os dados são comunicados através do primeiro enlace, realiza a sequência de treinamento de feixe e troca informações de sinalização com a segunda estação-base com o uso do recurso para estabelecer um segundo enlace com a segunda estação-base, avalia uma intensidade de enlace do segundo enlace com base na sequência de treinamento de feixe, e determina a possibilidade de comutar a comunicação de dados do primeiro enlace para o segundo enlace com base na avaliação.
Description
[0001] Este pedido reivindica o benefício do pedido de patente n° U.S. 14/320.322, intitulado "HANDOVER WITH INTEGRATED ANTENNA BEAM TRAINING IN WIRELESS NETWORKS" e depositado em 30 de junho de 2014, que está expressamente incorporado ao presente documento a título de referência, em sua totalidade.
[0002] A presente revelação refere-se, de modo geral, a sistemas de comunicação e, mais particularmente, a possibilitar a mudança automática rápida para tecnologias de acesso que utilizam pares de feixes estreitos de antena específicos para enlace.
[0003] Sistemas de comunicação sem fio são amplamente empregados para fornecer vários serviços de telecomunicação como telefonia, vídeo, dados, mensagens e difusões. Sistemas de comunicação sem fio típicos podem empregar tecnologias de múltiplos acessos com a capacidade de suportar comunicação com múltiplos usuários compartilhando-se recursos de sistema disponíveis (por exemplo, largura de banda, transmissão de potência). Os exemplos de tais tecnologias de múltiplos acessos incluem sistemas de acesso múltiplo por divisão de código (CDMA), sistemas de acesso múltiplo por divisão de tempo (TDMA), sistemas de acesso múltiplo por divisão de frequência (FDMA), sistemas de acesso múltiplo por divisão de frequência ortogonal (OFDMA), sistemas de acesso múltiplo por divisão de frequência de portadora única (SC-FDMA) e sistemas de acesso múltiplo por divisão de código síncrono de divisão de tempo (TD-SCDMA).
[0004] Essas tecnologias de acesso múltiplo foram adotadas em vários padrões de telecomunicação para fornecer um protocolo comum que possibilita que dispositivos sem fio diferentes se comuniquem em um nível municipal, nacional, regional e até mesmo global. Um exemplo de um padrão de telecomunicação emergente é Evolução a Longo Prazo (LTE). LTE é um conjunto de aprimoramentos ao padrão móvel do Sistema de Telecomunicações Móvel Universal (UMTS) promulgado pelo Projeto de Parceria de Terceira Geração (3GPP). O LTE é projetado para suportar melhor o acesso de Internet de banda larga móvel por meio de melhoria de eficácia espectral, redução de custos, melhoria de serviços, uso de espectro novo e melhor integração com outros padrões abertos com uso de OFDMA no enlace descendente (DL), SC- FDMA no enlace ascendente (UL) e tecnologia de antena de múltiplas entradas e múltiplas saídas (MIMO). Entretanto, ao passo que a demanda por acesso à banda larga móvel continua a aumentar, existe uma necessidade por melhorias adicionais na tecnologia LTE. Preferencialmente, essas melhorias devem ser aplicáveis a outras tecnologias de múltiplos acessos e aos padrões de telecomunicação que empregam essas tecnologias.
[0005] As tecnologias de acesso sem fio na faixa de onda de milímetro (mmW) exigem que feixes estreitos de antena específicos de trajetória (por exemplo, feixes em forma de lápis) sejam comunicados entre pontos finais para superar a alta perda de propagação e diversidade de trajetória múltipla reduzida. Devido a um comprimento de onda curto e margem de enlace limitada na onda de milímetro, um canal sem fio se torna sensível a efeitos de sombreamento. Tais efeitos de sombreamento podem ser mitigados através da macrodiversidade. Por exemplo, um terminal móvel que é atualmente atendido por uma estação- base de serviço pode realizar a mudança automática para uma estação-base alvo alternativa, quando o enlace com a estação-base de serviço fica danificado. Os protocolos de mobilidade atuais, por exemplo, protocolos definidos por 3GPP ou força-tarefa de engenharia de Internet (IETF - Internet Engineering Task Force), são, em geral, lentos demais para seguir os efeitos de sombreamento rápidos. Ademais, de acordo com os protocolos de mobilidade atuais, cada operação de mudança automática em que o terminal móvel participa exige que uma sequência de treinamento seja conduzida entre o terminal móvel e a estação-base alvo para criar um par de feixes em lápis correspondentes, que adiciona um atraso de mudança automática total. Consequentemente, é necessária uma solução que possibilite a mudança automática rápida para tecnologias de acesso que utilizam pares de feixes estreitos de antena específicos de enlace.
[0006] Em um aspecto da revelação, é fornecido um método, um produto de programa de computador e um aparelho para sustentar um enlace com uma rede sem fio. O aparelho pode ser empregado em um UE que comunica dados com a rede sem fio através de um primeiro enlace com uma primeira estação-base, adquire um recurso para realizar uma sequência de treinamento de feixe com uma segunda estação- base, em que o recurso adquirido permite que a sequência de treinamento de feixe com a segunda estação-base seja realizada enquanto os dados são comunicados através do primeiro enlace, realiza a sequência de treinamento de feixe e troca informações de sinalização com a segunda estação-base com o uso do recurso para estabelecer um segundo enlace com a segunda estação-base, avalia uma intensidade de enlace do segundo enlace com base na sequência de treinamento de feixe, e determina a possibilidade de comuta a comunicação de dados a partir do primeiro enlace para o segundo enlace com base na avaliação.
[0007] A Figura 1 é um diagrama que ilustra um exemplo de uma arquitetura de rede.
[0008] A Figura 2 é um diagrama que ilustra um exemplo de uma rede de acesso.
[0009] A Figura 3 é um diagrama que ilustra um exemplo de um Nó B evoluído e equipamento de usuário em uma rede de acesso.
[0010] As Figuras 4A a 4C são diagramas que ilustram implantações de exemplo de um sistema de mmW usado em combinação com um sistema de LTE.
[0011] As Figuras 5A e 5B são diagramas que ilustram um exemplo da transmissão de sinais formados em feixe entre um ponto de conexão e um UE.
[0012] A Figura 6 é um diagrama que ilustra uma arquitetura de uma rede de acesso mmW com formação de feixe específica de trajetória.
[0013] A Figura 7 é um diagrama que ilustra uma estrutura de recurso distante.
[0014] A Figura 8 é um diagrama que ilustra uma varredura de feixe de estação-base e uma varredura de feixe de estação móvel.
[0015] A Figura 9 é um diagrama que ilustra uma sequência de treinamento de feixe através de diferentes intervalos de tempo.
[0016] A Figura 10 é um fluxograma de um método para sustentar um enlace com uma rede sem fio.
[0017] A Figura 11 é um diagrama de fluxo de dados que ilustra o fluxo de dados entre diferentes módulos/meios/componentes em um aparelho exemplificativo.
[0018] A Figura 12 é um diagrama que ilustra um exemplo de uma implantação de hardware para um aparelho que emprega um sistema de processamento.
[0019] A descrição detalhada apresentada abaixo, em conexão com os desenhos anexos, é destinada como uma descrição de várias configurações e não é destinada a representar apenas as configurações nas quais os conceitos descritos no presente documento podem ser praticados. A descrição detalhada inclui detalhes específicos com o propósito de fornecer uma compreensão completa de vários conceitos. Entretanto, será evidente àqueles versados na técnica que esses conceitos podem ser praticados sem esses detalhes específicos. Em alguns casos, estruturas e componentes bem conhecidos são mostrados na forma de diagrama de blocos a fim de evitar o obscurecimento de tais conceitos.
[0020] Vários aspectos de sistemas de telecomunicação serão apresentados agora com referência a vários aparelhos e métodos. Esses aparelhos e métodos serão descritos na seguinte descrição detalhada e ilustrados nos desenhos anexos por vários blocos, módulos, componentes, circuitos, etapas, processos, algoritmos, etc. (chamados coletivamente de "elementos"). Esses elementos podem ser implantados com uso de hardware eletrônico, software de computador ou qualquer combinação dos mesmos. Se tais elementos serão implantados como hardware ou software depende das restrições de projeto e aplicação particulares impostas ao sistema geral.
[0021] A título de exemplo, um elemento, ou qualquer porção de um elemento, ou qualquer combinação de elementos pode ser implantada com um "sistema de processamento" que inclui um ou mais processadores. Exemplos de processadores incluem microprocessadores, microcontroladores, processadores de sinal digital (DSPs), arranjos de porta programáveis em campo (FPGAs), dispositivos de lógica programável (PLDs), máquinas de estado, lógica ligada por circuito, circuitos de hardware distintos e outro hardware adequado configurado para realizar as várias funcionalidades descritas ao longo dessa revelação. Um ou mais processadores no sistema de processamento podem executar software. Software deve ser interpretado amplamente como significando instruções, conjuntos de instruções, código, segmento de códigos, código de programa, programas, subprogramas, módulos de software, aplicações, aplicações de software, pacotes de software, rotinas, sub-rotinas, objetos, executáveis, encadeamento de execução, procedimentos, funções, etc., chamados de software, firmware, middleware, microcódigo, linguagem de descrição de hardware ou de outro modo.
[0022] Consequentemente, em uma ou mais modalidades exemplificativas, as funções descritas podem ser implantadas em hardware, software, firmware ou qualquer combinação dos mesmos. Caso implantadas em software, as funções podem ser armazenadas, ou criptadas, como uma ou mais instruções ou código em um meio legível por computador. Os meios legíveis por computador incluem meios de armazenamento de computador. Os meios de armazenamento podem ser quaisquer meios disponíveis que possam ser acessados por um computador. A título de exemplo, e não de limitação, tais meios legíveis por computador podem compreender uma memória de acesso aleatório (RAM), uma memória de apenas leitura (ROM), uma ROM programável apagável eletricamente (EEPROM), um disco compacto (CD) de ROM (CD-ROM) ou outro armazenamento de disco óptico, armazenamento de disco magnético ou outros dispositivos de armazenamento magnético, ou qualquer outro meio que possa ser usado para portar ou armazenar o código de programa desejado na forma de instruções ou estruturas de dados e que possam ser acessados por um computador. As combinações dos supracitados também devem ser incluídas no escopo de meios legíveis por computador.
[0023] A Figura 1 é um diagrama que ilustra uma arquitetura de rede LTE 100. A arquitetura de rede LTE 100 pode ser chamada de um Sistema de Pacote Evoluído (EPS) 100. O EPS 100 pode incluir um ou mais equipamentos de usuário (UE) 102, uma rede de acesso por rádio terrestre UMTS evoluído (E-UTRAN) 104, um núcleo de pacote evoluído (EPC) 110 e serviços de protocolo de Internet (IP) do operador 122. O EPS pode se interconectar com outras redes de acesso, mas para simplicidade, essas entidades/interfaces não são mostradas. Conforme mostrado, o EPS fornece serviços com troca de pacote, entretanto, como aqueles versados na técnica observarão prontamente, os vários conceitos apresentados ao longo dessa revelação podem ser estendidos a redes que fornecem serviços de circuito trocado.
[0024] A E-UTRAN inclui o nó B evoluído (eNB) 106 e outros eNBs 108, e pode incluir uma entidade de coordenação de difusão seletiva (MCE) 128. O eNB 106 fornece terminações de protocolo de plano de usuário e controle em direção ao UE 102. O eNB 106 pode ser conectado aos outros eNBs 108 através de um tráfego de retorno (backhaul) (por exemplo, uma interface X2). A MCE 128 aloca recursos de rádio de tempo/frequência para serviço de difusão seletiva/difusão de multimídia evoluído (MBMS) (eMBMS), e determina a configuração de rádio (por exemplo, um esquema de codificação e modulação (MCS)) para o eMBMS. A MCE 128 pode ser uma entidade separada ou parte do eNB 106. O eNB 106 também pode ser chamado de uma estação-base, um nó B, um ponto de acesso, uma estação transceptora de base, uma estação-base de radio, um transceptor de radio, uma função de transceptor, um ajuste de serviço básico (BSS), um ajuste de serviço estendido (ESS) ou alguma outra terminologia adequada. O eNB 106 fornece um ponto de acesso para o EPC 110 para um UE 102. Os exemplos de UEs 102 incluem um telefone celular, um telefone inteligente, um telefone de protocolo de iniciação de sessão (SIP), um laptop, um assistente digital pessoal (PDA), um rádio via satélite, um sistema de posicionamento global, um dispositivo multimídia, um dispositivo de vídeo, um reprodutor de áudio digital (por exemplo, reprodutor de MP3), uma câmera, um console de jogos, um computador do tipo tablet ou qualquer outro dispositivo de funcionamento similar. O UE 102 também pode ser chamado por aqueles versados na técnica de uma estação móvel, uma estação de assinante, uma unidade móvel, uma unidade de assinante, uma unidade sem fio, uma unidade remota, um dispositivo móvel, um dispositivo sem fio, um dispositivo de comunicações sem fio, um dispositivo remoto, uma estação de assinante móvel, um terminal de acesso, um terminal móvel, um terminal sem fio, um terminal remoto, um fone, um agente de usuário, um cliente móvel, um cliente ou alguma outra terminologia adequada.
[0025] O eNB 106 é conectado ao EPC 110. O EPC 110 pode incluir uma entidade de gerenciamento de mobilidade (MME) 112, um servidor de assinante doméstico (HSS) 120, outras MMEs 1 14, uma porta de comunicação de serviço 116, uma porta de comunicação de serviço de difusão seletiva/difusão de multimídia (MBMS) 124, um centro de serviço de difusão seletiva/difusão (BM-SC) 126 e uma porta de comunicação de rede de dados de pacote (PDN) 118. A MME 112 é o nó de controle que processa a sinalização entre o UE 102 e o EPC 110. Geralmente, a MME 12 fornece gerenciamento de portador e conexão. Todos os pacotes de IP de usuário são transferidos através do Gateway de Serviço 116, em que o mesmo é conectado ao Gateway de PDN 118. O Gateway de PDN 118 fornece alocação de endereço de IP UE assim como outras funções. A porta de comunicação de PDN 118 e o BM-SC 126 são conectados aos serviços de IP 122. Os serviços de IP 122 podem incluir a Internet, uma Intranet, um subsistema de multimídia de IP (IMS), um serviço de streaming de PS (PSS) e/ou outros serviços de IP. O BM-SC 126 pode fornecer funções para entrega e provisionamento de serviço de usuário de MBMS. O BM-SC 126 pode servir como um ponto de entrada para a transmissão de MBMS de provedor de conteúdo, pode ser usado para autorizar e iniciar serviços de portador de MBMS centro de uma PLMN, e pode ser usado para programar e entregar transmissões de MBMS. A porta de comunicação de MBMS 124 pode ser usada para distribuir o tráfego de MBMS para os eNBs (por exemplo, 106, 108) que pertencem a uma área de rede de frequência única de difusão seletiva/difusão (MBSFN) que difunde um serviço particular, e pode ser responsável pelo gerenciamento de sessão (iniciar/parar) e pela coleta de informações de carregamento relacionadas a eMBMS.
[0026] Em um aspecto, o UE 102 tem capacidade para comunicar sinais através da rede LTE e um sistema de onda de milímetro (mmW). Consequentemente, o UE 102 pode se comunicar com o eNB 106 e/ou os outros eNBs 108 sobre um enlace de LTE. Adicionalmente, o UE 102 pode se comunicar com um ponto de conexão (CP) ou estação-base (BS) 130 (com capacidade para comunicação de sistema mmW) sobre um enlace de mmW.
[0027] Em um aspecto adicional, pelo menos um dentre os outros eNBs 108 pode ter capacidade para comunicar sinais através da rede LTE e do sistema mmW. Como tal, um eNB 108 pode ser denominado de um eNB de LTE + mmW. Em um outro aspecto, o CP/BS 130 pode ter capacidade para comunicar sinais através da rede LTE e do sistema mmW. Como tal, o CP/BS 130 pode ser denominado de um CP/BS de LTE + mmW. O UE 102 pode se comunicar com o outro eNB 108 sobre um enlace LTE, bem como sobre um enlace mmW.
[0028] Em ainda outro aspecto, o outro eNB 108 pode ter capacidade para comunicar sinais através da rede LTE e do sistema mmW, enquanto que o CP/BS 130 tem capacidade para comunicar sinais apenas através do sistema mmW. Consequentemente, o CP/BS 130 incapaz de sinalizar o outro eNB 108 através da rede LTE pode se comunicar com o outro eNB 108 sobre um enlace de tráfego de retorno (backhaul) de mmW. As técnicas para sustentar um enlace entre um UE 102 e CP 130 em uma rede sem fio direcional, como EPS 100, são discutidas em detalhes adicionais abaixo.
[0029] A Figura 2 é um diagrama que ilustra um exemplo de uma rede de acesso 200 em uma arquitetura de rede LTE. Nesse exemplo, a rede de acesso 200 é dividida em um número de regiões celulares (células) 202. Um ou mais eNBs de classe de potência inferior 208 podem ter regiões celulares 210 que se sobrepõem a uma ou mais dentre as células 202. O eNB de classe de potência inferior 208 pode ser uma femtocélula (por exemplo, eNB doméstico (HeNB)), picocélula, microcélula ou cabeça de rádio remoto (RRH). Os eNBs macro 204 são atribuídos, cada um, a uma respectiva célula 202 e são configurados para fornecer um ponto de acesso ao EPC 110 para todos os UEs 206 nas células 202. Não há controlador centralizado nesse exemplo de uma rede de acesso 200, mas um controlador centralizado pode ser usado em configurações alternativas. Os eNBs 204 são responsáveis por todas as funções relacionadas a rádio, incluindo controle de portador de rádio, controle de admissão, controle de mobilidade, programação, segurança e conectividade à porta de comunicação de serviço 116. Um eNB pode suportar uma ou múltiplas (por exemplo, três) células (também denominadas de setores). O termo "célula"pode se referir à menor área de cobertura de um eNB e/ou um subsistema de eNB de serviço em uma área de cobertura particular. Adicionalmente, os termos "eNB", "estação-base"e "célula"podem ser usados de forma intercambiável no presente documento.
[0030] Em um aspecto, o UE 206 pode comunicar sinais através da rede LTE e um sistema de onda de milímetro (mmW). Consequentemente, o UE 206 pode se comunicar com o eNB 204 sobre um enlace LTE e se comunicar com um ponto de conexão (CP) ou estação-base (BS) 212 (com capacidade para comunicação de sistema mmW) sobre um enlace de mmW. Em um aspecto adicional, o eNB 204 e o CP/BS 212 podem comunicar sinais através da rede LTE e do sistema mmW. Como tal, o UE 206 pode se comunicar com o eNB 204 sobre um enlace LTE e um enlace mmW (quando o eNB 204 tem capacidade para comunicação de sistema mmW) ou se comunicar com o CP/BS 212 sobre um enlace mmW e um enlace LTE (quando o CP/BS 212 tem capacidade para comunicação de rede LTE). Em ainda outro aspecto, o eNB 204 comunica sinais através da rede LTE e do sistema mmW, enquanto que o CP/BS 212 comunica sinais apenas através do sistema mmW. Consequentemente, o CP/BS 212 incapaz de sinalizar o eNB 204 através da rede LTE pode se comunicar com o eNB 204 sobre um enlace de tráfego de retorno (backhaul) de mmW.
[0031] O esquema de modulação e acesso múltiplo empregado pela rede de acesso 200 pode variar dependendo do padrão das telecomunicações particulares que é implantado. Nas aplicações LTE, OFDM é usado no DL e SC- FDMA é usado no UL para suportar tanto duplexação por divisão de frequência (FDD) e duplexação por divisão de tempo (TDD). Como aqueles versados na técnica observarão prontamente a partir da descrição detalhada a seguir, os vários conceitos apresentados no presente documento são bem adequados para aplicações LTE. Entretanto, esses conceitos podem ser prontamente estendidos a outros padrões de telecomunicação que empregam outra modulação e conjuntos de procedimentos de acesso múltiplo. A título de exemplo, esses conceitos podem ser estendidos para evolução de dados otimizados (EV-DO) ou banda ultra larga móvel (UMB). A EV- DO e a UMB são padrões de interface aérea promulgados pelo Projeto de Parceria de 3a geração 2 (3GPP2) como parte da família CDMA2000 de padrões e emprega CDMA para fornecer acesso à Internet com banda larga às estações móveis. Esses conceitos também podem ser estendidos para acesso por rádio terrestre universal (UTRA) que emprega CDMA de banda larga (W-CDMA) e outras variantes de CDMA, como TD-SCDMA; sistema global para comunicações móveis (GSM) que emprega TDMA; e UTRA evoluído (E-UTRA), IEEE 802.11 (Wi-Fi), IEEE 802.16 (WiMAX), IEEE 802.20 e flash-OFDM que emprega OFDMA. UTRA, E-UTRA, UMTS, LTE e GSM são descritos em documentos disponíveis junto à organização 3GPP. CDMA2000 e UMB são descritos em documentos disponíveis junto à organização 3GPP2. O padrão de comunicação sem fio real e a tecnologia de acesso múltiplo empregados dependerão da aplicação específica e das restrições de projeto gerais impostas no sistema.
[0032] Os eNBs 204 podem ter múltiplas antenas que suportam tecnologia MIMO. O uso de tecnologia MIMO possibilita que os eNBs 204 explorem o domínio espacial para suportar multiplexação espacial, formação de feixe e transmissão de diversidade. A multiplexação espacial pode ser usada para transmitir fluxos diferentes de dados simultaneamente na mesma frequência. Os fluxos de dados podem ser transmitidos para um único UE 206 para aumentar a taxa de dados ou para múltiplos UEs 206 para aumentar a capacidade total do sistema. Isso é alcançado por meio da pré-codificação espacial de cada fluxo de dados (isto é, aplicando-se um escalonamento de uma amplitude e uma fase) e, então, da transmissão de cada fluxo espacialmente pré- codificado através de múltiplas antenas de transmissão no DL. Os fluxos de dados espacialmente pré-codificados chegam ao(s) UE(s) 206 com assinaturas espaciais diferentes, o que possibilita que cada um dos UE(s) 206 recupere o um ou mais fluxos de dados destinados para aquele UE 206. No UL, cada UE 206 transmite um fluxo de dados espacialmente pré- codificado, o que possibilita que o eNB 204 identifique a fonte de cada fluxo de dados espacialmente pré-codificado.
[0033] A multiplexação espacial é geralmente usada quando as condições de canal são boas. Quando as condições de canal são menos favoráveis, a formação de feixe pode ser usada para focar a energia de transmissão em uma ou mais direções. Isso pode ser alcançado por meio de pré-codificação espacial dos dados para transmissão através de múltiplas antenas. Para alcançar boa cobertura nas bordas da célula, uma transmissão de formação de feixe de fluxo único pode ser usada em combinação com diversidade de transmissão.
[0034] Na descrição detalhada a seguir, vários aspectos de uma rede de acesso serão descritos com referência a um sistema MIMO que suporta OFDM no DL. OFDM é um conjunto de procedimentos de espectro difundido que modula dados sobre um número de subportadoras dentro de um símbolo OFDM. As subportadoras são separadas em frequências precisas. O espaçamento fornece "ortogonalidade" que possibilita que um receptor recupere os dados a partir das subportadoras. No domínio de tempo, um intervalo de proteção (por exemplo, prefixo cíclico) pode ser adicionado para cada símbolo OFDM para combater interferência inter- OFDM-símbolo. O UL pode usar SC-FDMA na forma de um sinal OFDM difundido de DFT para compensar a alta razão de potência de pico para potência média (PAPR).
[0035] A Figura 3 é um diagrama de blocos de um eNB 310 em comunicação com um UE 350 em uma rede de acesso. No DL, pacotes de camada superior a partir da rede de núcleo são fornecidos a um controlador/processador 375. No DL, o controlador/processador 375 fornece compressão de cabeçalho, cifragem, segmentação de pacote e reordenação, multiplexação entre canais lógicos e de transporte e alocações de recurso de rádio ao UE 350 com base em várias métricas de prioridade. O controlador/processador 375 também é responsável por operações HARQ, retransmissão de pacotes perdidos e sinalização ao UE 350.
[0036] O processador de transmissão (TX) 316 implanta várias funções de processamento de sinal. As funções de processamento de sinal incluem codificação e intercalação para facilitar correção de erro antecipada (FEC) no UE 350 e mapear constelações de sinal com base em vários esquemas de modulação (por exemplo, chaveamento por troca de fase binária (BPSK), chaveamento por troca de fase em quadratura (QPSK), chaveamento por troca de fase M (M- PSK), modulação de amplitude de quadratura M (M-QAM)). Os símbolos codificados e modulados, então, são divididos em fluxos paralelos. Cada fluxo é, então, mapeado a uma subportadora OFDM, multiplexado com um sinal de referência (por exemplo, piloto) no domínio de tempo e/ou frequência e, então, combinado em conjunto com uso de uma transformada rápida de Fourier inversa (IFFT) para produzir um canal físico que carrega um fluxo de símbolo OFDM de domínio de tempo. O fluxo OFDM é espacialmente pré-codificado para produzir múltiplos fluxos espaciais. As estimativas de canal a partir de um estimador de canal 374 podem ser usadas para determinar a codificação e esquema de modulação, assim como o processamento espacial. A estimativa de canal pode ser derivada a partir de um sinal de referência e/ou retroalimentação de condição de canal transmitida pelo UE 350. Cada fluxo espacial pode ser, então, fornecido a uma antena diferente 320 através de um transmissor separado 318TX. Cada transmissor 318TX pode modular uma portadora RF com um respectivo fluxo espacial para transmissão.
[0037] No UE 350, cada receptor 354RX recebe um sinal através de sua respectiva antena 352. Cada receptor 354RX recupera informações moduladas em uma portadora RF e fornece as informações ao processador de recebimento (RX) 356. O processador de recebimento (RX) 356 implanta várias funções de processamento de sinal. O processador RX 356 pode realizar processamento espacial nas informações para recuperar quaisquer fluxos espaciais destinados ao UE 350. Se múltiplos fluxos espaciais forem destinados ao UE 350, os mesmos podem ser combinados pelo processador RX 356 em um fluxo de símbolo OFDM único. O processador RX 356, então, converte o fluxo de símbolo OFDM a partir do domínio de tempo ao domínio de frequência com uso de uma transformada rápida de Fourier (FFT). O sinal de domínio de frequência compreende um fluxo de símbolo OFDM separado para cada subportadora do sinal OFDM. Os símbolos em cada subportadora, e o sinal de referência, são recuperados e demodulados, determinando-se os pontos de constelação de sinal mais prováveis transmitidos pelo eNB 310. Essas decisões suaves podem ter base em estimativas de canal computadas pelo estimador de canal 358. As decisões suaves são, então, decodificadas e desintercaladas para recuperar os dados e sinais de controle que foram originalmente transmitidos pelo eNB 310 no canal físico. Os dados e sinais de controle são, então, fornecidos ao controlador/processador 359.
[0038] O controlador/processador 359 pode ser associado a uma memória 360 que armazena códigos de programa e dados. A memória 360 pode ser denominada como um meio legível por computador. No UL, o controlador/processador 359 fornece demultiplexação entre canais de transporte e lógico, remontagem de pacote, decifragem, descompressão de cabeçalho, processamento de sinal de controle para recuperar pacotes de camada superior a partir da rede de núcleo. Os pacotes de camada superior são, então, fornecidos para um coletor de dados 362. Vários sinais de controle também podem ser fornecidos ao coletor de dados 362 para o processamento. O controlador/processador 359 também é responsável por detecção de erro com uso de um protocolo de confirmação (ACK) e/ou confirmação negativa (NACK) para suportar operações HARQ.
[0039] No UL, uma fonte de dados 367 é usada para fornecer pacotes de camada superior ao controlador/processador 359. Similar à funcionalidade descrita em conexão com a transmissão de DL pelo eNB 310, o controlador/processador 359 fornece compressão de cabeçalho, cifragem, segmentação de pacote e reordenação e multiplexação entre canais lógico e de transporte com base em alocações de recurso de rádio pelo eNB 310. O controlador/processador 359 também é responsável por operações HARQ, retransmissão de pacotes perdidos e sinalização ao eNB 310.
[0040] As estimativas de canal derivadas por um estimador de canal 358 a partir de um sinal de referência ou retroalimentação transmitidos pelo eNB 310 podem ser usados pelo processador TX 368 para selecionar a codificação apropriada e esquemas de modulação, e para facilitar o processamento espacial. Os fluxos espaciais gerados pelo processador TX 368 podem ser fornecidos para a antena diferente 352 através de transmissores separados 354TX. Cada transmissor 354TX pode modular uma portadora RF com um respectivo fluxo espacial para transmissão.
[0041] A transmissão de UL é processada no eNB 310 de maneira similar àquela descrita em conexão com a função de receptor no UE 350. Cada receptor 318RX recebe um sinal através de sua respectiva antena 320. Cada receptor 318RX recupera informações moduladas em uma portadora RF e fornece as informações a um processador RX 370.
[0042] O controlador/processador 375 pode ser associado a uma memória 376 que armazena códigos de programa e dados. A memória 376 pode ser chamada de um meio legível por computador. No UL, o controlador/processador 375 fornece demultiplexação entre canais de transporte e lógico, remontagem de pacote, decifragem, descompressão de cabeçalho, processamento de sinal de controle para recuperar pacotes de camada superior a partir do UE 350. Pacotes de camada superior a partir do controlador/processador 375 podem ser fornecidos à rede de núcleo. O controlador/processador 375 também é responsável por detecção de erro com uso de um protocolo ACK e/ou NACK para suportar operações HARQ.
[0043] A frequência extremamente alta (EHF) é parte da RF no espectro eletromagnético. EHF tem uma faixa de 30 GHz a 300 GHz e um comprimento de onda entre 1 milímetro e 10 milímetros. As ondas de rádio na faixa podem ser denominadas como uma onda de milímetro (mmW). A mmW próxima pode se estender até uma frequência de 3 GHz com um comprimento de onda de 100 milímetros (a faixa de frequência super alta (SHF) se estende entre 3 GHz e 30 GHz, também denominada como onda de centímetro). Embora a revelação no presente documento se refira a mmWs, deve-se compreender que a revelação também se aplica a mmWs próximas. Adicionalmente, embora a revelação no presente documento se refira a uma estação-base de mmW, deve-se compreender que a revelação também se aplica a estações- base de mmW próxima. O canal RF de comprimento de onda de milímetro tem perda de trajetória extremamente alta e um alcance curto. Com a finalidade de construir uma rede de comunicação útil no espectro de comprimento de onda de milímetro, uma técnica de formação de feixe pode ser usada para compensar a perda de trajetória extremamente alta. A técnica de formação de feixe foca a energia de RF em uma direção estreita para permitir que o feixe de RF se propague mais distante naquela direção. Com o uso da técnica de formação de feixe, a comunicação de RF sem linha de visão (NLOS) no espectro de comprimento de onda de milímetro pode depender da reflexão e/ou difração dos feixes para alcançar o UE. Se a direção se torna bloqueada, devido ao movimento do UE ou mudanças no ambiente (por exemplo, obstáculos, umidade, chuva, etc.), o feixe pode não ter capacidade para alcançar o UE. Dessa forma, a fim de assegurar que o UE tenha cobertura contínua integral, múltiplos feixes em muitas direções diferentes quanto possíveis podem estar disponíveis.
[0044] As técnicas de formação de feixe e métodos para sustentar um enlace entre um UE móvel e uma estação-base em ambientes sem fio continuamente em mudança são fornecidos abaixo.
[0045] Uma motivação para LTE é aumentar uma largura de banda de rede de celular para uma demanda de dados móveis. À medida que a demanda de dados móveis aumenta, diversas outras tecnologias podem ser utilizadas para sustentar a demanda. Por exemplo, os dados móveis de alta velocidade podem ser entregues com o uso de um canal de onda de milímetro (mmW).
[0046] Um enlace mmW pode ser definido como a entrega de símbolos de banda base a partir de um transmissor com capacidade para formação de feixe mmW a um receptor com capacidade para formação de feixe mmW. Uma unidade de recurso de mmW pode incluir uma combinação específica de uma largura de feixe, uma direção de feixe e um intervalo de tempo. O intervalo de tempo pode ser uma fração de um subquadro LTE e alinhado com uma temporização de quadro de canal físico de controle de enlace descendente LTE (PDCCH). Para aumentar de modo eficaz uma intensidade de sinal de mmW de recebimento sem aumentar a potência de transmissão no transmissor, a formação de feixe pode ser aplicada. Um ganho de receptor pode ser aumentado por meio da redução da largura de feixe de mmW de qualquer um ou ambos dentre o transmissor e o receptor. Por exemplo, a largura de feixe pode ser alterada por meio da aplicação de deslocamento de fase a um arranjo de antenas.
[0047] Um sistema de comunicação mmW pode operar em faixas de frequência muito altas (por exemplo, 10 GHz a 300 GHz). Tais altas frequências de portadora permitem o uso de largura de banda grande. Por exemplo, uma rede sem fio de mmW de 60 GHz fornece largura de banda grande em uma faixa de frequência de aproximadamente 60 GHz e tem a capacidade para suportar uma taxa de dados muito alta (por exemplo, até 6,7 Gbps). As faixas de frequência muito altas podem ser usadas para comunicações por tráfego de retorno (backhaul) ou para acesso de rede (por exemplo, UEs que acessam uma rede), por exemplo. As aplicações suportadas pelo sistema mmW podem incluir streaming de vídeo não comprimido, transferência de arquivo por sync-n- go (sincronização), videogames e projeções para visores sem fio, por exemplo.
[0048] Um sistema mmW pode operar com a ajuda de várias antenas e a formação de feixe para superar um canal com baixo ganho. Por exemplo, a atenuação pesada em altas faixas de frequência de portadora pode limitar um alcance de um sinal transmitido a poucos metros (por exemplo, 1 a 3 metros). Além disso, a presença de obstáculos (por exemplo, paredes, móveis, seres humanos, etc.) pode bloquear a propagação de onda de milímetro de alta frequência. Como tal, as características de propagação nas altas frequências de portadora necessitam da formação de feixe para superar a perda. A formação de feixe pode ser implantada através de um arranjo de antenas (por exemplo, arranjos em fase) que cooperam para formar feixes de um sinal de alta frequência em uma direção particular a dispositivos de recebimento e, portanto, estender o alcance do sinal. Embora o sistema mmW possa operar em um modo independente, o sistema mmW pode ser implantado em combinação com sistemas de frequência mais estabelecida, porém menor (e largura de banda menor), como LTE.
[0049] Em um aspecto, a presente descrição fornece técnicas cooperativas entre o sistema LTE e o sistema mmW. Por exemplo, a presente revelação pode explorar a presença de um sistema mais robusto para auxiliar com a formação de feixe, sincronização ou constatação de uma estação-base. A cooperação entre o sistema mmW e um sistema de frequência inferior (por exemplo, LTE) pode ser facilitada por meio do seguinte: 1) Tipos de sinalização em suporte da constatação, sincronização ou associação em um canal de mmW podem ser enviados sobre uma portadora robusta de frequência inferior diferente; 2) Ordem de constatação de envio e sinalização de sincronização entre um canal de mmW e uma portadora de frequência inferior (por exemplo, LTE); 3) Exploração de conectividade existente; 4) Informações a serem incluídas por estações-base (BSs)/equipamentos de usuário (UEs) em uma mensagem transmitida; e 5) Informações a serem incluídas na sinalização de LTE.
[0050] Em um aspecto, os pontos de conexão (CPs) ou estações-base (BSs) com capacidade para mmW (pontos de acesso de rede para dispositivos com capacidade para mmW) podem ser montados em postes de luz, laterais de construções e/ou colocalizados com metrocélulas. Um enlace mmW pode ser formado por meio da formação de feixe ao longo de uma linha de visão (LOS) ou trajetórias de reflexão ou trajetórias de difração dominantes em torno de obstáculos. Um desafio de um dispositivo com capacidade para mmW é encontrar uma LOS apropriada ou trajetória de reflexão para a formação de feixe.
[0051] As Figuras 4A a 4C são diagramas que ilustram implantações de exemplo de um sistema de mmW usado em combinação com um sistema de LTE. Na Figura 4A, o diagrama 400 ilustra uma implantação em que um sistema LTE opera independentemente de e em paralelo com um sistema mmW. Conforme mostrado na Figura 4A, um UE 402 tem capacidade para comunicar sinais através de um sistema LTE e um sistema mmW. Consequentemente, o UE 402 pode se comunicar com um eNB 404 sobre um enlace LTE 410. Em paralelo com o enlace LTE 410, o UE 402 também pode se comunicar com uma primeira BS 406 sobre um primeiro enlace mmW 412 e se comunicar com uma segunda BS 408 sobre um segundo enlace mmW 414.
[0052] Na Figura 4B, o diagrama 430 ilustra uma implantação em que o sistema LTE e o sistema mmW são colocalizados. Conforme mostrado na Figura 4B, um UE 432 tem capacidade para comunicar sinais através do sistema LTE e do sistema mmW. Em um aspecto, uma BS 434 pode ser um eNB LTE com capacidade para comunicar sinais através do sistema LTE e do sistema mmW. Como tal, a BS 434 pode ser denominada como um eNB de LTE + mmW. Em um outro aspecto, a BS 434 pode ser um mmW CP com capacidade para comunicar sinais através do sistema LTE e do sistema mmW. Como tal, a BS 434 pode ser denominada como uma BS de LTE + mmW. O UE 432 pode se comunicar com a BS 434 sobre um enlace LTE 436. Entretanto, o UE 432 também pode se comunicar com a BS 434 sobre um enlace mmW 438.
[0053] Na Figura 4C, o diagrama 470 ilustra uma implantação em que uma BS com capacidade para comunicar sinais através do sistema LTE e do sistema mmW (estação- base de LTE + mmW) está presente com BSs com capacidade para comunicar sinais apenas através do sistema mmW. Conforme mostrado na Figura 4C, um UE 472 pode se comunicar com uma BS de LTE + mmW 474 sobre um enlace LTE 480. A BS de LTE + mmW 474 pode ser um eNB de LTE + mmW. Em paralelo com o enlace LTE 480, o UE 472 também pode se comunicar com uma segunda BS 476 sobre um primeiro enlace mmW 482 e se comunicar com uma terceira BS 478 sobre um segundo enlace mmW 484. A segunda BS 476 pode se comunicar, adicionalmente, com a BS de LTE + mmW 474 sobre um primeiro enlace de tráfego de retorno (backhaul) de mmW 484. A terceira BS 478 pode se comunicar, adicionalmente, com a BS de LTE + mmW 474 sobre um segundo enlace de tráfego de retorno (backhaul) de mmW 486.
[0054] As Figuras 5A e 5B são diagramas que ilustram um exemplo da transmissão de sinais formados em feixe entre um CP e um UE. O CP pode ser incorporado como uma BS em um sistema mmW (BS mmW). Com referência à Figura 5A, o diagrama 500 ilustra um CP 504 de um sistema mmW que transmite sinais formados em feixe 506 (por exemplo, sinais de sincronização ou sinais de constatação) em direções de transmissão diferentes (por exemplo, direções A, B, C e D). Em um exemplo, o CP 504 pode varrer através das direções de transmissão de acordo com uma sequência A-B-C-D. Em um outro exemplo, o CP 504 pode varrer através das direções de transmissão de acordo com a sequência B-D-A-C. Embora apenas quatro direções de transmissão e duas sequências de transmissão sejam descritas em relação à Figura 5A, qualquer número de direções de transmissão e sequências de transmissão diferentes é contemplado.
[0055] Após a transmissão dos sinais, o CP 504 pode comutar para um modo de recebimento. No modo de recebimento, o CP 504 pode varrer através de direções de recebimento diferentes em uma sequência ou padrão que corresponde (mapeia) a uma sequência ou padrão em que o CP 504 transmitiu anteriormente os sinais de sincronização/constatação nas direções de transmissão diferentes. Por exemplo, se o CP 504 transmitiu anteriormente os sinais de sincronização/constatação em direções de transmissão de acordo com a sequência A-B-C-D, então, o CP 504 pode varrer através de direções de recebimento de acordo com a sequência A-B-C-D em uma tentativa de receber um sinal de associação a partir de um UE 502. Em um outro exemplo, se o CP 504 transmitiu anteriormente os sinais de sincronização/constatação em direções de transmissão de acordo com a sequência B-D-A-C, então, o CP 504 pode varrer através de direções de recebimento de acordo com a sequência B-D-A-C em uma tentativa de receber um sinal de associação a partir de um UE 502.
[0056] Um atraso de propagação em cada sinal formado em feixe permite que um UE 502 realize uma varredura de recebimento (RX). O UE 502 em um modo de recebimento pode varrer através de direções de recebimento diferentes em uma tentativa de detectar um sinal de sincronização/constatação 506 (consulte a Figura 5B). Um ou mais sinais de sincronização/constatação 506 podem ser detectados pelo UE 502. Quando um sinal forte de sincronização/constatação 506 é detectado, o UE 502 pode determinar uma direção de transmissão ideal do CP 504 e uma direção de recebimento ideal do UE 502 que corresponde ao sinal forte de sincronização/constatação. Por exemplo, o UE 502 pode determinar pesos/direções de antena preliminares do sinal forte de sincronização/constatação 506, e pode determinar, adicionalmente, um recurso (por exemplo, conforme discutido abaixo em relação à Figura 7), em que se espera que o CP 504 receba de maneira ideal um sinal formado em feixe. Posteriormente, o UE 502 pode tentar se associar ao CP 504 através de um sinal formado em feixe.
[0057] Com referência ao diagrama 520 da Figura 5B, o UE 502 pode escutar sinais de constatação formados em feixe em direções de recebimento diferentes (por exemplo, direções E, F, G e H). Em um exemplo, o UE 502 pode varrer através das direções de recebimento de acordo com uma sequência E-F-G-H. Em um outro exemplo, o UE 502 pode varrer através das direções de recebimento de acordo com a sequência F-H-E-J. Embora apenas quatro direções de recebimento e duas sequências de recebimento sejam descritas em relação à Figura 5B, qualquer número de direções de recebimento e sequências de recebimento diferentes é contemplado.
[0058] O UE 502 pode tentar a associação por meio da transmissão de sinais formados em feixe 526 (por exemplo, sinais de associação) nas direções de transmissão diferentes (por exemplo, direções E, F, G e H). Em um aspecto, o UE 502 pode transmitir um sinal de associação 526 por meio da transmissão ao longo da direção de recebimento ideal do UE 502 no tempo/recurso em que se espera que o CP 504 receba de maneira ideal o sinal de associação. O CP 504 no modo de recebimento pode varrer através de direções de recebimento diferentes e detectar o sinal de associação 526 a partir do UE 502 durante um ou mais intervalos de tempo que correspondem a uma direção de recebimento. Quando um sinal forte de associação 526 é detectado, o CP 504 pode determinar uma direção de transmissão ideal do UE 502 e uma direção de recebimento ideal do CP 504 que corresponde ao sinal forte de associação. Por exemplo, o CP 504 pode determinar pesos/direções de antena preliminares do sinal forte de associação 526, e pode determinar, adicionalmente, um tempo e/ou recurso em que se espera que o UE 502 receba de maneira ideal um sinal formado em feixe. Qualquer um dos processos discutidos acima em relação às Figuras 5A e 5B pode ser refinado ou repetido ao longo do tempo, de modo que o UE 502 e CP 504 eventualmente aprendam as direções de recebimento e transmissão mais excelentes para estabelecer um enlace um com o outro. Tal refinamento e repetição podem ser denominados como treinamento de feixe.
[0059] Em um aspecto, o CP 504 pode escolher uma sequência ou padrão para transmitir os sinais de sincronização/constatação de acordo com várias direções de formação de feixe. O CP 504 pode, então, transmitir os sinais durante uma quantidade de tempo longa o suficiente para o UE 502 varrer através de várias direções de formação de feixe em uma tentativa de detectar um sinal de sincronização/constatação. Por exemplo, uma direção de formação de feixe de CP pode ser denominada por n, em que n é um número inteiro de 0 a N, sendo que N é um número máximo de direções de transmissão. Ademais, uma direção de formação de feixe de UE pode ser denominada por k, em que k é um número inteiro de 0 a K, sendo que K é um número máximo de direções de recebimento. Quando o UE 502 detecta um sinal de sincronização/constatação a partir do CP 504, o UE 502 pode constatar que o sinal de sincronização/constatação mais forte é recebido quando a direção de formação de feixe de UE 502 é k = 2 e a direção de formação de feixe de CP 504 é n = 3. Consequentemente, o UE 502 pode usar os mesmos pesos/direções de antena para responder (transmitir um sinal formado em feixe) ao CP 504 em um intervalo de tempo de resposta correspondente. Isto é, o UE 502 pode enviar um sinal para o CP 504 com o uso da direção de formação de feixe de UE 502 k = 2, durante um intervalo de tempo quando se espera que o CP 504 realize uma varredura de recebimento na direção de formação de feixe de CP 504 n = 3.
[0060] A presente revelação fornece um método e aparelho para integrar a mobilidade de realização antes de interrupção com treinamento de feixe específico para enlace. Em um aspecto, um UE pode conduzir uma sequência de treinamento de feixe e/ou sequência de refinamento de feixe independentemente com uma estação-base de serviço e com cada estação-base alvo potencial. As sequências podem estabelecer um par de feixes separado para cada enlace de UE à estação-base. Um recurso de interface aérea (por exemplo, um recurso distante) pode ser alocado ao UE para esforços de treinamento de feixe e troca de dados com estações-base alvo potenciais. Uma métrica de intensidade de enlace pode ser derivada a partir da sequência de treinamento/refinamento de feixe e usada para determinar se o UE deveria armazenar/armazenar em cache informações de estado (informações de sinalização) por conta de uma estação-base alvo correspondente. O UE pode armazenar/armazenar em cache informações relacionadas a uma estação-base alvo e um feixe associado a fim de se comunicar com a estação-base alvo. Em um aspecto, o UE pode trocar dados com duas estações-base, em que alguns dados podem ser trocados com uma primeira estação-base com o uso do recurso distante e outros dados podem ser trocados com uma segunda estação-base com o uso de outros recursos de tempo/frequência.
[0061] A Figura 6 é um diagrama 600 que ilustra uma arquitetura de uma rede de acesso mmW com formação de feixe específica de trajetória. Com referência à Figura 6, quatro estações-base (BS1 604, BS2 606, BS3 608, e BS4 610) são conectadas a uma rede 650. Um dispositivo móvel (por exemplo, UE) 602 pode sustentar um enlace ativo com BS4 610. O dispositivo móvel 602 e BS4 610 podem conduzir uma sequência de treinamento/refinamento de feixe para criar um par de feixes apropriados que é alinhado com uma trajetória do enlace (trajetória 666). Embora os dados de tráfego sejam trocados no enlace ativo, o dispositivo móvel 602 pode conduzir as sequências de treinamento/refinamento de feixe com a BS1 604 para criar um par de feixes apropriado que é alinhado com uma trajetória 660 e/ou trajetória 662. Na Figura 6, uma primeira obstrução 652 pode ter capacidade para refletir feixes. Portanto, os feixes que se deslocam entre o dispositivo móvel 602 e a BS1 604 ao longo da trajetória 660 podem refletir a partir da primeira obstrução 652 a fim de alcançar seu destino pretendido. O dispositivo móvel 602 também pode conduzir as sequências de treinamento/refinamento de feixe com a BS2 606 para criar um par de feixes apropriado que é alinhado com uma trajetória 664. O dispositivo móvel 602 pode armazenar/armazenar em cache informações relacionadas aos pares de feixes criados em relação a cada BS. Uma segunda obstrução 654 pode bloquear uma linha de visão entre o dispositivo móvel 602 e a BS3 608. Consequentemente, o dispositivo móvel 602 pode não ter capacidade para conduzir as sequências de treinamento/refinamento de feixe com a BS3 608.
[0062] Em um aspecto, a presente revelação se aplica a uma rede de acesso sem fio que compreende uma pluralidade de estações-base. Um dispositivo móvel pode acessar a rede e trocar dados de tráfego através de uma ou mais estações-base com o uso de uma interface aérea sem fio. A interface aérea opera em uma faixa de frequências, em que um enlace entre o dispositivo móvel e a estação-base pode exigir que cada ponto final crie um feixe de antena dedicado que aponta ao longo de uma trajetória de propagação de interconexão. Isso pode se aplicar a faixas de frequências acima de 5 a 6 GHz (isto é, acima das faixas de frequência usadas para presentes sistemas de celular). Isso também se aplica a faixas de frequências que têm um comprimento de onda maior ou igual a 10 mm (faixa de onda de milímetro), em que a criação de feixes de antena muito estreitos é desejada para superar a perda de propagação.
[0063] Uma sequência de treinamento de feixe pode ser realizada entre um dispositivo móvel e estação- base para estabelecer um par de feixes para um enlace de dispositivo móvel-estação-base. Para sustentar o enlace na presença de dinâmicas de canal e mobilidade de usuário, o dispositivo móvel e a estação-base podem realizar uma sequência de refinamento de feixe periódica e/ou eventualmente realizar uma nova sequência de treinamento de feixe. As sequências de treinamento de feixe e refinamento de feixe podem envolver uma troca de informações entre ambos os pontos finais (dispositivo móvel e estação-base). A troca de informações resulta em um dentre os dois pontos finais adquirindo informações de estado (informações de sinalização) a partir do outro dentre os dois pontos finais. As informações de estado podem incluir informações sobre um ponto final remoto do enlace e um tipo de feixe para comunicar no enlace. Um exemplo da sinalização associada às sequências de treinamento de feixe e refinamento de feixe pode ser encontrado na especificação de padrão IEEE 802.11ad.
[0064] Embora o dispositivo móvel e a estação- base possam usar sequências de treinamento de feixe e/ou refinamento de feixe para criar e sustentar um enlace, a dinâmica de mobilidade e canal pode forçar o dispositivo móvel para a mudança automática para uma outra estação- base. Embora a mudança automática entre estações-base seja comumente conhecida a partir de tecnologias de celular, a necessidade por treinamento de feixe e/ou refinamento de feixe adiciona obstáculos exclusivos. Em particular, como encontrar outras estações-base como candidatos para mudança automática pode não ser claro para o dispositivo móvel mediante o uso de seu rádio para trocar dados de tráfego com uma estação-base de serviço. Adicionalmente, os enlaces de rádio em faixas de frequência altas podem ser vulneráveis a efeitos de sombreamento e podem falhar rapidamente. Para responder rapidamente à falha de enlace de rádio, a preparação de mudança automática, isto é, identificação de uma estação-base alternativa para o dispositivo móvel, precisa ocorrer precocemente e a mudança automática precisa ser executada com rapidez. De outro modo, a mudança automática cria interrupções notáveis para aplicações que usam o enlace sem fio. Entretanto, o requisito para mudança automática rápida entra em conflito com a necessidade por sequências de treinamento de feixe e/ou refinamento de feixe, o que pode exigir uma quantidade considerável de tempo para sinalizar as trocas em cada enlace.
[0065] Embora a aceleração de mudança automática possa ser desejável, a mudança automática acelerada pode causar mudanças automáticas frequentes entre duas estações-base (por exemplo, efeito de ping-pong) em uma borda de célula. Isso pode causar alta sobrecarga de sinalização e danificar o desempenho de camada superior. Portanto, é desejável conduzir a mudança automática em uma maneira de realização antes de interrupção, por exemplo, permitir que o tráfego seja encaminhado através de duas ou múltiplas estações-base independentes durante alguma quantidade de tempo antes de concluir a mudança automática para uma das estações-base. Isso pode exigir que o treinamento de feixe e/ou refinamento de feixe sejam simultaneamente conduzidos com pelo menos duas estações- base.
[0066] Em um aspecto, um dispositivo móvel (por exemplo, UE) pode sustentar um enlace com uma estação- base de serviço e usar o enlace para trocar dados de tráfego com uma rede e conduzir o refinamento de feixe e/ou treinamento de feixe periódico com a estação-base de serviço. Uma métrica de intensidade de enlace pode ser derivada de sequências de treinamento de feixe e/ou refinamento de feixe realizadas com a estação-base de serviço.
[0067] Periodicamente, um recurso de interface aérea (doravante denominado como um "recurso distante") pode ser alocado para o dispositivo móvel. O dispositivo móvel pode usar um recurso distante para suspender a troca de tráfego com a estação-base de serviço e para realizar o gerenciamento de candidato de estação-base. O recurso distante pode ser um intervalo de tempo, por exemplo. O gerenciamento de candidato de estação-base pode incluir a pesquisa por outras estações-base que possam ser candidatos para a mudança automática, reafirmação de candidaturas de estação-base existentes e/ou iniciação de mudança automática para um candidato de estação-base. Uma estação- base pode ser denominada como um candidato de estação-base quando o dispositivo móvel possui informações de estado (informações de sinalização) relacionadas à estação-base e informações relacionadas a pelo menos um feixe para a comunicação com a estação-base. As informações de estado relacionadas ao candidato de estação-base podem incluir um identificador de estação-base (ID) ou ID de célula e outras informações de estação-base, como informações de temporização. As informações de estado podem incluir também informações específicas para enlace, como uma chave de sessão, por exemplo. O recurso distante também pode ser usado pelo dispositivo móvel para a troca de dados de tráfego com uma estação-base candidata. Dessa maneira, o dispositivo móvel pode usar o mesmo rádio para a troca de sinalização e dados com a estação-base de serviço, gerenciamento de candidato de estação-base e a troca de sinalização e dados com os candidatos de estação-base.
[0068] A pesquisa por novos candidatos de estação-base envolve conduzir pelo menos uma sequência de treinamento de feixe entre o dispositivo móvel e qualquer outra estação-base que não é atualmente um candidato ou uma estação-base de serviço. O dispositivo móvel usa o recurso distante alocado para conduzir uma troca de sinalização associada. A partir da troca de sinalização, uma métrica de intensidade de enlace pode ser derivada, cujo valor determina se a estação-base se torna um candidato. Nesse caso, o dispositivo móvel pode trocar todas as informações de estado (informações de sinalização) associadas à candidatura. Por exemplo, o dispositivo móvel pode transmitir suas próprias informações de estado para a BS. O dispositivo móvel também pode receber informações de estado de BS a partir da BS. A sinalização adicional necessária para a troca de informações de estado pode ser também conduzida com o uso do recurso distante. A métrica de intensidade de enlace pode ser derivada pelo dispositivo móvel ou pela estação-base de maneira independente, ou pode ser derivada em conjunto através de medições conduzidas tanto no dispositivo móvel como na estação-base. A decisão da probabilidade de designar a estação-base como um candidato pode ser tomada pelo dispositivo móvel, pela rede ou ambos. Quaisquer informações trocadas para o propósito de decidir a probabilidade de designar a estação-base como um candidato podem ser consideradas parte da sequência de treinamento de feixe.
[0069] A reafirmação da candidatura de estação-base envolve conduzir pelo menos uma sequência de refinamento de feixe ou sequência de treinamento de feixe entre o dispositivo móvel e a estação-base candidata. O dispositivo móvel usa o recurso distante para conduzir uma troca de sinalização associada. A partir da troca de sinalização, uma métrica de intensidade de enlace pode ser derivada, cujo valor determina se a estação-base permanece um candidato. Se a estação-base for determinada como não sendo mais um candidato, o dispositivo móvel pode remover todas as informações de estado (informações de sinalização) relacionadas à estação-base. De outro modo, o dispositivo móvel pode atualizar as informações de estado relacionadas à estação-base, que podem incluir um feixe mais preciso para o enlace com a estação-base, por exemplo.
[0070] Periodicamente, as condições de mudança automática são avaliadas com o uso de valores de intensidade de enlace obtidos para candidatos de estação- base e/ou a estação-base de serviço. Um processo de decisão pode ter por base a comparação dos diversos valores de intensidade de enlace uns com os outros, ou com um valor limiar de uma maneira análoga. A decisão de prosseguir com a mudança automática pode ser tomada pelo dispositivo móvel ou pela rede. Toda a sinalização necessária para conduzir a mudança automática pode ser trocada entre o dispositivo móvel e a estação-base de serviço. A sinalização também pode ser trocada entre o dispositivo móvel e o candidato de estação-base selecionado para a mudança automática com o uso do recurso distante.
[0071] Com referência à Figura 6, em um exemplo, quando a mudança automática de uma estação-base de serviço BS4 610 para um candidato de estação-base BS2 606 é conduzida, o candidato de estação-base BS2 606 se torna a nova estação-base de serviço. Um enlace com a nova estação- base de serviço BS2 606 se torna um novo enlace ativo usado pelo dispositivo móvel 602 para a troca de dados de tráfego. O novo enlace ativo também é usado pelo dispositivo móvel 602 para sequências de treinamento de feixe e/ou refinamento de feixe periódicas com a estação- base BS2 606. Um novo recurso distante pode ser alocado para o dispositivo móvel 602 para a realização do gerenciamento de candidato com outras estações-base (por exemplo, BS1 604).
[0072] O recurso distante também pode ser usado pelo dispositivo móvel para a troca de dados com um candidato de estação-base. Isso possibilita a mudança automática de realização antes de interrupção, em que os dados em curso são entregues em um enlace com uma estação- base de serviço, enquanto novos dados que chegam são encaminhados através do candidato de estação-base. A multiplexação de múltiplas trajetórias também é habilitada, em que uma troca de dados entre o dispositivo móvel e a rede pode ser dividida entre o enlace com a estação-base de serviço e o enlace com o candidato de estação-base. Para esses casos, o dispositivo móvel pode criar um feixe que é armazenado/armazenado em cache para a estação-base de serviço mediante a troca de dados com a estação-base de serviço sem usar o recurso distante. O dispositivo móvel também pode criar um feixe que é armazenado/armazenado em cache para o candidato de estação-base mediante a troca de dados com o candidato de estação-base com o uso do recurso distante. O dispositivo móvel pode combinar dados recebidos em dois enlaces diferentes sobre um fluxo de dados. Da mesma maneira, o dispositivo móvel pode manter um programador para dividir um fluxo de dados de saída entre dois enlaces diferentes.
[0073] A Figura 7 é um diagrama 700 que ilustra uma estrutura de recurso distante. O recurso distante pode incluir um ou mais intervalos de tempo, por exemplo, intervalo de tempo-1 702, intervalo de tempo-2 704, intervalo de tempo-3 706 e intervalo de tempo-4 708. Cada um dos intervalos de tempo pode incluir vários subintervalos de tempo. Por exemplo, o intervalo de tempo-1 702 pode incluir N subintervalos de tempo (por exemplo, subintervalo de tempo-1 702(1), subintervalo de tempo-2 702(2), subintervalo de tempo-i 702(i) e subintervalo de tempo-N 702(N). Em um outro exemplo, o intervalo de tempo-2 704 pode incluir M subintervalos de tempo (por exemplo, subintervalo de tempo-1 704(1), subintervalo de tempo-2 704(2), subintervalo de tempo-j 704(j) e subintervalo de tempo-M 702(M). Os intervalos de tempo podem ser alocados dentre de um quadro, subquadro ou estrutura de superquadro conforme suportado, por exemplo, pela LTE. O recurso distante também pode ser definido como uma faixa de frequência separada ou um subconjunto de subportadoras ou tons em um sistema OFDMA. Em um aspecto, as sequências de difusão de código específicas podem ser atribuídas como um recurso distante. Os recursos distantes podem ser configurados em rede ampla, célula ampla ou em um nível por dispositivo móvel/por estação-base. O recurso distante pode ser subdividido, por exemplo, dividido em uma seção de enlace ascendente e enlace descendente. Alternativamente, recursos distantes independentes podem ser alocados para enlace ascendente e enlace descendente. O recurso distante pode ser usado para a sinalização e troca de dados entre o dispositivo móvel e estações-base além da estação-base de serviço. O recurso distante pode ser compartilhado entre múltiplas estações-base ou múltiplos dispositivos móveis de uma maneira pré-configurada, programada ou à base de contenção.
[0074] A Figura 8 é um diagrama 800 que ilustra uma varredura de feixe de estação-base 810 e uma varredura de feixe de estação móvel 850. Com referência à varredura de feixe de estação-base 810, uma faixa angular da estação-base é denominada pela referência 812. A estação-base pode transmitir um número de feixes que correspondem a um número de setores dentro da faixa angular. Por exemplo, a estação-base pode transmitir um feixe ao longo de um primeiro setor 814(1), um segundo setor 814(2), um (i-1)-ésimo setor 814(i-1), um i-ésimo setor 814(i), um (i+1)-ésimo setor 814(i+1), um (N-1)-ésimo setor 814(N-1) e um N-ésimo setor 814(N). Com referência à varredura de feixe de estação móvel 850, a estação móvel pode transmitir um número de feixes que correspondem a um número de setores dentro de uma faixa angular da estação móvel. Por exemplo, a estação móvel pode transmitir um feixe ao longo de um primeiro setor 854(1), um segundo setor 854(2), um j-ésimo setor 854(j), um (j+1)-ésimo setor 854(j+1), um (M-1)-ésimo setor 854 (M-1) e um M-ésimo setor 854(M). No exemplo mostrado na Figura 8, j pode ser igual a 3 e M pode ser igual a 6.
[0075] A Figura 9 é um diagrama 900 que ilustra uma sequência de treinamento de feixe através de diferentes intervalos de tempo. Em um aspecto, todas as estações-base na rede podem ser sincronizadas por tempo e sustentar uma estrutura de quadro de rede ampla no domínio de tempo. Consequentemente, uma porção fixa de recursos de tempo, como uma fração de um quadro, pode ser alocada como um recurso distante de rede ampla. O recurso pode ser subdividido em intervalos de tempo, em que um primeiro intervalo de tempo pode suportar uma varredura de feixe de estação-base, um segundo intervalo de tempo pode suportar uma varredura de feixe de estação móvel, um terceiro intervalo de tempo pode suportar solicitações de acesso pela estação móvel para a estação-base e um quarto intervalo de tempo pode suportar a estação-base que responde às solicitações da estação móvel.
[0076] Uma sequência de treinamento de feixe entre uma estação móvel (MS) (por exemplo, UE) e uma estação-base (BS) pode ser descrita em relação às Figuras 7 a 9. Em um aspecto, a BS e MS são suficientemente sincronizadas por tempo e um canal entre as mesmas é recíproco, como em sistemas de duplexação por divisão de tempo (TDD). A sincronização por tempo possibilita que a MS e BS tenham quadros alinhados por tempo e intervalos de tempo. Ademais, a ocorrência de intervalos de tempo 1 a 4 dentro de uma estrutura de quadro pode ser predefinida ou compartilhada entre a BS e MS de alguma maneira.
[0077] Com referência à Figura 9, a BS pode subdividir uma faixa de cobertura angular horizontal em N setores (Figura 8) e subdividir o primeiro intervalo de tempo 920 (intervalo de tempo 1) na mesma quantidade de subintervalos de tempo (Figura 7). Para a varredura de sinalizador de transmissão de BS 922, a BS pode passar através dos setores em uma sequência predefinida transmitindo um sinalizador em um feixe estreito em cada setor. Cada sinalizador pode conter informações de sinalização, como um identificador de BS (ID de BS). Durante a varredura de sinalizador de transmissão da BS 922, a MS ativa um receptor com um feixe aberto 924 de modo que a MS possa receber sinalizadores de BS a partir de todas as direções potenciais. Mediante o recebimento de um sinal de sinalizador de BS, a MS decodifica e armazena/armazena em cache o ID de BS, bem como o subintervalo de tempo em que o sinal de sinalizador foi recebido com a intensidade de sinal mais forte (por exemplo, i-ésimo subintervalo de tempo na Figura 7 e i- ésimo setor na Figura 8).
[0078] Ainda em referência à Figura 9, no segundo intervalo de tempo 940 (intervalo de tempo 2), a BS pode transmitir um sinalizador com um feixe de antena aberto 962, enquanto a MS realiza uma varredura de feixe de recebimento 964 em seu receptor sobre M setores com o uso de M subintervalos de tempo. Isso permite que a MS determine o melhor feixe de MS para se comunicar com a BS (por exemplo, j-ésimo subintervalo de tempo na Figura 7 e j-ésimo setor na Figura 8). N, o número de setores de BS, pode ser diferente de M, o número de setores de MS.
[0079] No terceiro intervalo de tempo 960 (intervalo de tempo 3), a BS pode realizar uma varredura de feixe de recebimento 962 com seu receptor com o uso dos mesmos setores e da mesma sequência que no primeiro intervalo de tempo 920 (intervalo de tempo 1). A MS, tendo determinado anteriormente o melhor subintervalo de tempo para alcançar a BS, pode transmitir um sinal de acesso no subintervalo de tempo com o melhor feixe de transmissão de MS 964 para a BS (por exemplo, j-ésimo feixe na Figura 8). A MS pode inserir um identificador de MS (ID de MS) no sinal de acesso. A BS, que recebe o sinal de acesso, pode derivar o ID de MS, bem como um feixe de BS correspondente para se comunicar com a MS.
[0080] No quarto intervalo de tempo 980 (intervalo de tempo 4), após enviar o sinal de acesso, a MS irá esperar uma resposta da BS e, portanto, forma um feixe de recebimento de MS correspondente 984 para receber a resposta de BS. A BS pode transmitir a resposta para o sinal de acesso com o uso de um feixe de transmissão de BS apropriado 982 (por exemplo, i-ésimo feixe na Figura 8). Através da troca de sinais de acesso e resposta (handshake), a MS e a BS têm descoberto mutuamente um melhor par de feixes para se comunicarem uma com a outra. Intervalos de tempo adicionais podem ser alocados para trocar informações adicionais.
[0081] Em um aspecto, a MS pode solicitar um recurso distante a partir de uma BS de serviço. A BS de serviço pode coordenar com BSs vizinhas através de um tráfego de retorno (backhaul) para alocar o recurso distante e encaminhar o resultado para a MS.
[0082] Em um outro aspecto, a MS pode auto alocar o recurso distante através de um procedimento de ouvir antes de falar (LBT). Aqui, a MS pode escutar e esperar até que um canal fique limpo e, então, difundir uma varredura de feixe de sinal de sinalizador para BSs vizinhas. Uma vez que a BS de serviço também pode conduzir um procedimento LBT, a BS de serviço não irá encaminhar dados para a MS mediante a observação que a MS está em um modo de difusão. A BS de serviço pode ainda fornecer tempo suficiente para as BSs vizinhas responderem à varredura de MS (por exemplo, através da própria varredura das BSs vizinhas) antes da BS de serviço iniciar transmissões de dados adicionais. De modo similar, a BS de serviço pode iniciar uma varredura de feixe de transmissão após uma avaliação de canal limpo. MSs atendida por tal BS pode reter transmissões de dados até depois que a varredura de transmissão da BS é concluída, de modo que as MSs de célula vizinha possam conduzir sua própria varredura ou uma tentativa de acesso aleatório à BS. Os procedimentos discutidos acima estão de acordo com os protocolos de interface aérea do tipo múltiplo acesso no sentido da portadora (CSMA).
[0083] A sequência de treinamento de feixe tem por base a suposição que cada MS e BS pode comutar entre múltiplos feixes de antena. Cada feixe pode ser criado através de uma grande quantidade de elementos de antena mediante a seleção de um vetor de fase e amplitude apropriado. Alternativamente, os feixes podem ser comutados mediante a comutação entre antenas individuais ou com o uso de uma matriz de comutação conectada a múltiplas antenas, como uma matriz de Butler. A sequência de refinamento de feixe pode comutar entre um subconjunto de feixes disponíveis, por exemplo, ou comutar feixes com um tamanho de passo mais delgado. Um melhor feixe produzido por uma sequência de treinamento de feixe ou refinamento de feixe pode ser representado de uma forma concisa, por exemplo, através de um identificador de feixe (ID) ou um vetor que representa amplitudes e configurações de fase de um arranjo de antenas.
[0084] Em um aspecto, a sequência de treinamento de feixe e refinamento de feixe pode ser implantada de acordo com os protocolos descritos nas especificações técnicas de IEEE 802.11ad. Em um aspecto adicional, uma métrica de intensidade de enlace pode ter por base uma medição de intensidade de sinal, uma medição de relação sinal/ruído (SNR), uma medição de relação sinal para interferência mais ruído (SINR), uma estimativa de taxa de dados ou similares. Em um outro aspecto, as informações de estado (informações de sinalização) para candidatos de estação-base podem incluir um ID de célula, um desvio de temporização, uma chave de sessão, ajustes de configuração de célula, um preâmbulo dedicado para acesso ou informações referentes a recursos distantes para acessar um candidato de estação-base.
[0085] Em um aspecto, uma sequência de treinamento de feixe pode produzir múltiplos pares de feixes em que cada par de feixes se alinha com uma trajetória de propagação entre uma MS e BS. A MS pode armazenar em cache todas ou um subconjunto de informações de estado associadas aos pares de feixes. A MS pode armazenar em cache as informações de estado de pares de feixes que correspondem a enlaces que a MS sustenta com uma BS de serviço e pares de feixes que correspondem a enlaces que a MS sustenta com qualquer BS candidata. O gerenciamento de feixe por enlace pode ser realizado, por exemplo, durante períodos de sinalização que são usados para sequências de treinamento de feixe. O gerenciamento de feixe por enlace pode permitir que nós de extremidade (MS e BS) selecionem uma das trajetórias, comutem entre as trajetórias ou apliquem um mecanismo para utilizar múltiplas trajetórias para multiplexação de dados.
[0086] Em um aspecto, embora muitos procedimentos mencionados acima sejam descritos em relação ao dispositivo móvel/MS, os procedimentos podem ser aplicados de maneira equivalente à BS. Como tal, um recurso distante pode ser alocado para a BS, o qual a BS usa para se comunicar com candidatos de MS potenciais que são atendidos por BSs vizinhas. A sequência de treinamento de feixe e refinamento de feixe pode ser aplicada pela BS da mesma maneira que a MS. Além disso, a BS pode criar informações de estado para candidatos de MS similar à maneira que uma MS cria informações de estado para candidatos de BS. As decisões baseadas em métrica de enlace aplicadas pela BS para decidir a probabilidade de designar uma MS como um candidato, descontinuar a candidatura de uma MS e/ou iniciar a mudança automática podem ser similares às decisões baseadas em métrica de enlace aplicadas pela MS. Em um aspecto, pode existir uma correspondência de um para um entre um candidato de MS e um candidato de BS. Como tal, uma BS que é um candidato de uma MS também deveria designar a MS como um candidato (e vice-versa).
[0087] A Figura 10 é um fluxograma 1000 de um método para sustentar um enlace com uma rede sem fio. O método pode ser realizado por um UE (por exemplo, dispositivo móvel na Figura 6 ou estação móvel nas Figuras 8 e 9). No bloco 1002, o UE comunica dados com a rede sem fio através de um primeiro enlace com uma primeira estação- base.
[0088] No bloco 1004, o UE adquire um recurso para realizar uma sequência de treinamento de feixe com uma segunda estação-base. O recurso adquirido permite que a sequência de treinamento de feixe com a segunda estação- base seja realizada enquanto os dados são comunicados através do primeiro enlace. Em um aspecto, o recurso é pelo menos um dentre um intervalo de tempo ou uma faixa de frequência. O recurso pode ser adquirido através de uma alocação de recurso a partir de pelo menos uma dentre a primeira estação-base ou a segunda estação-base. Alternativamente, o recurso pode ser adquirido de maneira independente pelo UE.
[0089] No bloco 1006, o UE realiza a sequência de treinamento de feixe e troca informações de sinalização com a segunda estação-base com o uso do recurso para estabelecer um segundo enlace com a segunda estação-base. As informações de sinalização podem incluir, por exemplo, um ID de estação-base, um ID de célula, informações de temporização, informações específicas de enlace (por exemplo, chave de sessão) e/ou um tipo de feixe para a comunicação no segundo enlace. Em um aspecto, os dados são comunicados com a primeira estação-base através do primeiro enlace, enquanto os segundos dados são comunicados com a segunda estação-base através do segundo enlace. Os dados recebidos através do primeiro enlace e os segundos dados recebidos através do segundo enlace podem ser combinados em um único fluxo de dados. Adicional ou alternativamente, os dados transmitidos através do primeiro enlace e os segundos dados transmitidos através do segundo enlace podem ser gerados a partir de um único fluxo de dados.
[0090] No bloco 1008, o UE avalia uma intensidade de enlace do segundo enlace com base na sequência de treinamento de feixe. No bloco 1010, o UE pode armazenar/armazenar em cache as informações de sinalização trocadas com a segunda estação-base quando a intensidade de enlace do segundo enlace estiver acima de um limiar.
[0091] No bloco 1012, o UE determina a possibilidade de comutar a comunicação de dados do primeiro enlace para o segundo enlace com base na avaliação. Em um aspecto, o UE pode determinar a probabilidade de comutar realizando, primeiramente, uma sequência de refinamento de feixe e trocando informações de sinalização com a primeira estação-base com o uso de um outro recurso. A sequência de treinamento de feixe e a sequência de refinamento de feixe podem ser realizadas através de um único rádio. O UE, então, avalia uma intensidade de enlace do primeiro enlace com base na sequência de refinamento de feixe e compara pelo menos uma dentre a intensidade de enlace do primeiro enlace ou a intensidade de enlace do segundo enlace com um limiar. A comunicação de dados pode ser comutada do primeiro enlace para o segundo enlace quando a intensidade de enlace do primeiro enlace é menor que o limiar, ou a intensidade de enlace do segundo enlace é maior que o limiar.
[0092] Em um outro aspecto, o UE pode determinar a probabilidade de comutar relatando, primeiramente, à rede sem fio através da primeira estação- base ou da segunda estação-base, pelo menos uma dentre a intensidade de enlace do primeiro enlace, a intensidade de enlace do segundo enlace ou a comparação com o limiar. Posteriormente, o UE pode receber, em resposta ao relatório, uma mensagem de comutação da rede sem fio através da primeira estação-base ou da segunda estação- base. Consequentemente, o UE pode comutar a comunicação de dados do primeiro enlace para o segundo enlace com base na mensagem de comutação recebida.
[0093] No bloco 1014, o UE pode usar as informações de sinalização armazenadas para se comunicar com a segunda estação-base quando a comunicação de dados for comutada para o segundo enlace.
[0094] A Figura 11 é um diagrama de fluxo de dados 1100 que ilustra o fluxo de dados entre diferentes módulos/meios/componentes em um aparelho exemplificativo 1102. O aparelho pode ser um UE (por exemplo, dispositivo móvel na Figura 6 ou estação móvel nas Figuras 8 e 9) para sustentar um enlace com uma rede sem fio 1180. O aparelho inclui um módulo de recebimento 1104, um módulo de comunicação de dados 1106, um módulo de aquisição de recurso 1108, um módulo de treinamento/refinamento de feixe 1110, um módulo de avaliação de intensidade de enlace 1112, uma memória 1114 e um módulo de transmissão 1116.
[0095] O módulo de comunicação de dados 1106 comunica dados com a rede sem fio 1180 através de um primeiro enlace com uma primeira estação-base 1150. O módulo de aquisição de recurso 1108 adquire um recurso para realizar uma sequência de treinamento de feixe com uma segunda estação-base 1160. O recurso adquirido permite que a sequência de treinamento de feixe com a segunda estação- base 1160 seja realizada enquanto os dados são comunicados através do primeiro enlace. Em um aspecto, o recurso é pelo menos um dentre um intervalo de tempo ou uma faixa de frequência. O recurso pode ser adquirido através de uma alocação de recurso a partir de pelo menos uma dentre a primeira estação-base 1150 ou a segunda estação-base 1160. Alternativamente, o recurso pode ser adquirido de maneira independente pelo módulo de aquisição de recurso 1108.
[0096] O módulo de treinamento/refinamento de feixe 1110 realiza a sequência de treinamento de feixe e troca informações de sinalização com a segunda estação-base 1160 (através do módulo de recebimento 1104 e do módulo de transmissão 1116) com o uso do recurso para estabelecer um segundo enlace com a segunda estação-base 1160. As informações de sinalização podem incluir, por exemplo, um ID de estação-base, um ID de célula, informações de temporização, informações específicas de enlace (por exemplo, chave de sessão) e/ou um tipo de feixe para a comunicação no segundo enlace. Em um aspecto, os dados são comunicados com a primeira estação-base 1150 através do primeiro enlace, enquanto os segundos dados são comunicados com a segunda estação-base 1160 através do segundo enlace. Os dados recebidos através do primeiro enlace e os segundos dados recebidos através do segundo enlace podem ser combinados em um único fluxo de dados. Adicional ou alternativamente, os dados transmitidos através do primeiro enlace e os segundos dados transmitidos através do segundo enlace podem ser gerados a partir de um único fluxo de dados.
[0097] O módulo de avaliação de intensidade de enlace 1112 avalia uma intensidade de enlace do segundo enlace com base na sequência de treinamento de feixe. A memória pode armazenar/armazenar em cache as informações de sinalização trocadas com a segunda estação-base 1160 quando a intensidade de enlace do segundo enlace estiver acima de um limiar.
[0098] O módulo de comunicação de dados 1106 determina a possibilidade de comutar a comunicação de dados do primeiro enlace para o segundo enlace com base na avaliação. Em um aspecto, o módulo de comunicação de dados 1106 pode determinar a probabilidade de comutar facilitando o módulo de treinamento/refinamento de feixe 1110 para primeiro realizar uma sequência de refinamento de feixe e trocar informações de sinalização com a primeira estação- base 1150 (através do módulo de recebimento 1104 e do módulo de transmissão 1116) com o uso de um outro recurso. A sequência de treinamento de feixe e a sequência de refinamento de feixe podem ser realizadas através de um único rádio. O módulo de avaliação de intensidade de enlace 1112, então, avalia uma intensidade de enlace do primeiro enlace com base na sequência de refinamento de feixe e compara pelo menos uma dentre a intensidade de enlace do primeiro enlace ou a intensidade de enlace do segundo enlace com um limiar. O módulo de comunicação de dados 1106 pode comutar a comunicação de dados do primeiro enlace para o segundo enlace quando a intensidade de enlace do primeiro enlace é menor que o limiar, ou a intensidade de enlace do segundo enlace é maior que o limiar.
[0099] Em um outro aspecto, o módulo de comunicação de dados 1106 pode determinar a probabilidade de comutar relatando, primeiramente, (com o uso do módulo de transmissão 1116) à rede sem fio 1180 através da primeira estação-base 1150 ou da segunda estação-base 1160, pelo menos uma dentre a intensidade de enlace do primeiro enlace, a intensidade de enlace do segundo enlace ou a comparação com o limiar. Posteriormente, o módulo de comunicação de dados 1106 pode receber (através do módulo de recebimento 1104), em resposta ao relatório, uma mensagem de comutação da rede sem fio 1180 através da primeira estação-base 1150 ou da segunda estação-base 1160. Consequentemente, o módulo de comunicação de dados 1106 pode comutar a comunicação de dados do primeiro enlace para o segundo enlace com base na mensagem de comutação recebida. O módulo de comunicação de dados 1106 pode usar as informações de sinalização armazenadas na memória 1114 pata se comunicar com a segunda estação-base 1160 quando a comunicação de dados for comutada para o segundo enlace.
[0100] O aparelho pode incluir módulos adicionais que realizam cada um dos blocos do algoritmo no fluxograma supracitado da Figura 10. Sendo assim, cada bloco no fluxograma supracitado da Figura 10 pode ser realizado por um módulo e o aparelho pode incluir um ou mais daqueles módulos. Os módulos podem ser um ou mais componentes de hardware configurados especificamente para conduzir os processos/algoritmo citados, implantados por um processador configurado para realizar os processos/algoritmo citados, armazenados dentro de um meio legível por computador para implantação por um processador, ou alguma combinação dos mesmos.
[0101] A Figura 12 é um diagrama 1200 que ilustra um exemplo de uma implantação de hardware para um aparelho 1102' que emprega um sistema de processamento 1214. O sistema de processamento 1214 pode ser implantado com uma arquitetura de barramento, representada geralmente pelo barramento 1224. O barramento 1224 pode incluir vários barramentos e pontes interconectados dependendo da aplicação específica do sistema de processamento 1214 e das restrições gerais de projeto. O barramento 1224 liga entre si vários circuitos que incluem um ou mais processadores e/ou módulos de hardware, representados pelo processador 1204, os módulos 1104, 1106, 1108, 1110, 1112, 1114, 1116, e a memória/meio legível por computador 1206. O barramento 1224 pode ligar também vários outros circuitos, como, fontes de temporização, periféricos, reguladores de tensão e circuitos de gerenciamento de potência que são bem conhecidos na técnica e, portanto, não serão descritos em mais detalhes.
[0102] O sistema de processamento 1214 pode ser acoplado a um transceptor 1210. O transceptor 1210 é acoplado a uma ou mais antenas 1220. O transceptor 1210 fornece um meio para se comunicar com vários outros aparelhos por um meio de transmissão. O transceptor 1210 recebe um sinal da uma ou mais antenas 1220, extrai informações do sinal recebido e fornece as informações extraídas ao sistema de processamento 1214, especificamente o módulo de recebimento 1104. Além disso, o transceptor 1210 recebe informações do sistema de processamento 1214, especificamente o módulo de transmissão 1116, e com base nas informações recebidas, gera um sinal a ser aplicado às uma ou mais antenas 1220. O sistema de processamento 1214 inclui um processador 1204 acoplado a um meio/memória legível por computador 1206. O processador 1204 é responsável pelo processamento geral, incluindo a execução de software armazenado na memória/meio legível por computador 1206. O software, quando executado pelo processador 1204, faz com que o sistema de processamento 1214 realize as várias funções descritas acima para qualquer aparelho particular. O meio/memória legível por computador 1206 também pode ser usado para armazenar dados que são manipulados pelo processador 1204 ao executar o software. O sistema de processamento inclui, adicionalmente, pelo menos um dentre os módulos 1104, 1106, 1108, 1110, 1112, 1114 e 1116. Os módulos podem ser módulos de software executados no processador 1204, residente/armazenado no meio/memória legível por computador 1206, um ou mais módulos de hardware acoplados ao processador 1204, ou alguma combinação dos mesmos. O sistema de processamento 1214 pode ser um componente do UE 350 e pode incluir a memória 360 e/ou pelo menos um dentre o processador TX 368, o processador RX 356 e o controlador/processador 359.
[0103] Em uma configuração, o aparelho 1102/1102' para comunicação sem fio inclui meios para a comunicação de dados com a rede sem fio através de um primeiro enlace com uma primeira estação-base, meios para a aquisição de um recurso para realizar uma sequência de treinamento de feixe com uma segunda estação-base, em que o recurso adquirido permite que a sequência de treinamento de feixe com a segunda estação-base seja realizada enquanto os dados são comunicados através do primeiro enlace, meios para a realização da sequência de treinamento de feixe e troca de informações de sinalização com a segunda estação- base com o uso do recurso para estabelecer um segundo enlace com a segunda estação-base, meios para a avaliação de uma intensidade de enlace do segundo enlace com base na sequência de treinamento de feixe, meios para a determinação da probabilidade de comutar a comunicação de dados do primeiro enlace para o segundo enlace com base na avaliação, meios para o armazenamento das informações de sinalização trocadas com a segunda estação-base quando a intensidade de enlace do segundo enlace estiver acima de um limiar e meios para o uso das informações de sinalização armazenadas para se comunicar com a segunda estação-base quando a comunicação de dados for comutada para o segundo enlace.
[0104] Os meios supracitados podem ser um ou mais dentre os módulos supracitados do aparelho 1102 e/ou o sistema de processamento 1214 do aparelho 1102' configurado para realizar as funções citadas pelos meios supracitados. Conforme descrito acima, o sistema de processamento 1214 pode incluir o processador TX 368, o processador RX 356 e o controlador/processador 359. Sendo assim, em uma configuração, os meios supracitados podem ser o processador TX 368, o processador RX 356 e o controlador/processador 359 configurado para realizar as funções citadas pelos meios supracitados.
[0105] Entende-se que a hierarquia ou ordem específica das etapas nos processos/fluxogramas revelados é uma ilustração de abordagens exemplificativas. Com base nas preferências do projeto, entende-se que a ordem ou hierarquia específica das etapas nos processos/fluxogramas pode ser reorganizada. Adicionalmente, algumas etapas podem ser combinadas ou omitidas. O método anexo reivindica os elementos presentes das várias etapas em uma ordem de amostra, e não se destinam a estarem limitados à ordem ou hierarquia específica apresentada.
[0106] A descrição anterior é fornecida para permitir que qualquer pessoa versada na técnica pratique os vários aspectos descritos no presente documento. Várias modificações a esses aspectos serão prontamente evidentes aos versados na técnica e os princípios genéricos definidos no presente documento podem ser aplicados a outros aspectos. Portanto, as reivindicações não pretendem se limitar aos aspectos mostrados no presente documento, mas devem ser consideradas dentro do escopo completo de acordo com a linguagem das reivindicações, em que referência a um elemento no singular não pretende significar "um e apenas um", exceto se for especificamente declarado desse modo, mas sim "um ou mais." A palavra "exemplificativa" usada no presente documento significa "servir como um exemplo, instância ou ilustração". Qualquer aspecto descrito no presente documento como "exemplificativo"não deve ser necessariamente interpretado como preferencial ou vantajoso sobre outros aspectos. A menos que estabelecido especificamente em contrário, o termo “algum” se refere a um ou mais. Combinações como "pelo menos um dentre A, B ou C", "pelo menos um dentre A, B e C", e "A, B, C ou qualquer combinação dos mesmos" incluem qualquer combinação de A, B e/ou C, e pode incluir múltiplos de A, múltiplos de B ou múltiplos de C. Especificamente, combinações como "pelo menos um dentre A, B ou C", "pelo menos um dentre A, B e C", e "A, B, C ou qualquer combinações dos meios" podem ser A apenas, B apenas, C apenas, A e B, A e C, B e C, ou A e B e C, em que qualquer uma das tais combinações pode conter um ou mais membros dentre A, B ou C. Todos os equivalentes estruturais e funcionais aos elementos de vários aspectos descritos ao longo dessa revelação que sejam conhecidos ou venham a ser conhecidos posteriormente pelas pessoas de habilidade comum na técnica que estejam expressamente incorporados ao presente documento a título de referência e estejam destinados a serem abrangidos pelas reivindicações. Além disso, nada revelado no presente documento se destina a ser dedicado ao público, independentemente se tal revelação é explicitamente citada nas reivindicações. Nenhum elemento reivindicatório deve ser interpretado como um meio mais função a não ser que o elemento seja expressamente citado com o uso do sintagma "meios para".
Claims (15)
1. Método de um equipamento de usuário, UE, para sustentar um enlace com uma rede sem fio que compreende: comunicar (1002) dados com a rede sem fio através de um primeiro enlace com uma primeira estação-base; adquirir (1004) um recurso para realizar uma sequência de treinamento de feixe com uma segunda estação- base, em que o recurso adquirido permite que a sequência de treinamento de feixe com a segunda estação-base seja realizada enquanto os dados são comunicados através do primeiro enlace; realizar (1006) a sequência de treinamento de feixe e trocar informações de sinalização com a segunda estação-base com o uso do recurso para estabelecer um segundo enlace com a segunda estação-base; rotear tráfego através do primeiro enlace e do segundo enlace; realizar uma sequência de refinamento de feixe e trocar informações de sinalização com a primeira estação- base com o uso de outro recurso; avaliar uma intensidade de enlace do primeiro enlace com base na sequência de refinamento de feixe associada à primeira estação-base; avaliar (1008) uma intensidade de enlace do segundo enlace com base na sequência de treinamento de feixe; comparar pelo menos uma dentre a intensidade de enlace do primeiro enlace ou a intensidade de enlace do segundo enlace com um limiar; e determinar (1012) se deve-se comutar a comunicação de dados do primeiro enlace para o segundo enlace com base na comparação; e comutar a comunicação de dados do primeiro enlace para o segundo enlace com base na determinação (1012), em que o método ocorre na faixa de onda milimétrica que utiliza pares de feixe de antena específicos de enlace, caracterizado pelo fato de que estabelecer o segundo enlace e rotear tráfego através do segundo enlace ocorre antes da comutação para o segundo enlace.
2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente: armazenar (1010) as informações de sinalização trocadas com a segunda estação-base quando a intensidade de enlace do segundo enlace estiver acima de um limiar; e usar (1014) as informações de sinalização armazenadas para se comunicar com a segunda estação-base quando a comunicação de dados for comutada para o segundo enlace.
3. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a comutação ocorre quando: a intensidade de enlace do primeiro enlace é menor que o limiar; ou a intensidade de enlace do segundo enlace é maior que o limiar.
4. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a determinação compreende adicionalmente: relatar à rede sem fio através da primeira estação- base ou da segunda estação-base pelo menos uma dentre a intensidade de enlace do primeiro enlace, a intensidade de enlace do segundo enlace ou a comparação com o limiar; e receber, em resposta ao relatório, uma mensagem de comutação da rede sem fio através da primeira estação-base ou da segunda estação-base, em que a comunicação de dados é comutada do primeiro enlace para o segundo enlace com base na mensagem de comutação recebida.
5. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a sequência de treinamento de feixe e a sequência de refinamento de feixe são realizadas através de um único rádio.
6. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que os dados são comunicados com a primeira estação-base através do primeiro enlace, enquanto que os segundos dados são comunicados com a segunda estação- base através do segundo enlace.
7. Método, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que os dados recebidos através do primeiro enlace e os segundos dados recebidos através do segundo enlace são combinados em um único fluxo de dados.
8. Método, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que os dados transmitidos através do primeiro enlace e os segundos dados transmitidos através do segundo enlace são gerados a partir de um único fluxo de dados.
9. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o recurso é: pelo menos um dentre um intervalo de tempo ou uma faixa de frequência; e adquirido através de uma alocação de recurso a partir de pelo menos uma dentre a primeira estação-base ou a segunda estação-base ou adquirido de maneira independente pelo UE.
10. Equipamento de usuário, UE, para sustentar um enlace com uma rede sem fio que compreende: meios para comunicar (1002) dados com a rede sem fio através de um primeiro enlace com uma primeira estação- base; meios para adquirir (1004) um recurso para realizar uma sequência de treinamento de feixe com uma segunda estação-base, em que o recurso adquirido permite que a sequência de treinamento de feixe com a segunda estação- base seja realizada enquanto os dados são comunicados através do primeiro enlace; meios para realizar (1006) a sequência de treinamento de feixe e a troca de informações de sinalização com a segunda estação-base com o uso do recurso para estabelecer um segundo enlace com a segunda estação-base; meios para estabelecer o segundo enlace para a segunda estação base; meios para rotear tráfego através do primeiro enlace e do segundo enlace; meios para avaliar uma intensidade de enlace do primeiro enlace com base em uma sequência de refinamento de feixe associada à primeira estação-base; meios para avaliar (1008) uma intensidade de enlace do segundo enlace com base na sequência de treinamento de feixe; e meios para determinar (1012) se deve-se comutar a comunicação de dados do primeiro enlace para o segundo enlace com base em pelo menos uma dentre a avaliação da intensidade de enlace do primeiro enlace ou a avaliação da inteisdade de enlace do segundo enlace; meios para comutar a comunicação de dados do primeiro enlace para o segundo enlace com base nos meios para determinar (1012), em que: os meios para avaliar uma intensidade de enlace do primeiro enlace são configurados para realizar a sequência de refinamento de feixe e trocar informações de sinalização com a primeira estação-base com o uso de outro recurso; os meios para determinar se deve-se comutar a comunicação de dados são configurados para comparar pelo menos uma dentre a intensidade de enlace do primeiro enlace ou a inteisdade de enlace do segundo enlace com um limiar; e os meios usam a faixa de onda milimétrica que utiliza pares de feixe de antena específicos de enlace, caracterizado pelo fato de que os meios para estabelecer o segundo enlace e os meios para rotear tráfego através do segundo enlace são configurados para operar antes da comutação para o segundo enlace.
11. Equipamento de usuário, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente: meios para armazenar (1010) as informações de sinalização trocadas com a segunda estação-base quando a intensidade de enlace do segundo enlace estiver acima de um limiar; e meios para usar (1014) as informações de sinalização armazenadas para se comunicar com a segunda estação-base quando a comunicação de dados for comutada para o segundo enlace.
12. Equipamento de usuário, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que os meios para comutar são configurados para realizar a comutação quando: a intensidade de enlace do primeiro enlace for menor do que o limiar; ou a intensidade de enlace do segundo enlace for maior do que o limiar.
13. Equipamento de usuário, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que os meios para determinar são adicionalmente configurados para: relatar à rede sem fio através da primeira estação- base ou da segunda estação-base pelo menos uma dentre a intensidade de enlace do primeiro enlace, a intensidade de enlace do segundo enlace ou a comparação com o limiar; e receber, em resposta ao relatório, uma mensagem de comutação da rede sem fio através da primeira estação-base ou da segunda estação-base, em que a comunicação de dados é comutada do primeiro enlace para o segundo enlace com base na mensagem de comutação recebida.
14. Equipamento de usuário, de acordo com a reivindicação 10, caracterizadopelo fato de que o recurso é: pelo menos um dentre um intervalo de tempo ou uma faixa de frequência; e adquirido através de uma alocação de recurso a partir de pelo menos uma dentre a primeira estação-base ou a segunda estação-base ou adquirido de maneira independente pelo UE.
15. Memória legível por computador, caracterizada pelo fato de que compreende um conjunto de instruções armazenadas na mesma, as instruções sendo executáveis por um computador para realizar as etapas de método conforme definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 9.
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