Способ функционирования сотовой сети, включающий в себя высокочастотную пакетную передачу

Изобретение относится к мобильной связи. Способ предоставления линии передачи данных между одной или более точками (TP) высокочастотной передачи и пользовательским оборудованием (UE) в беспроводной сети включает прием посредством UE назначения от макросоты в гетерогенной беспроводной сети, причем назначение включает в себя набор определенных опорных сигналов UE, отображенных на один или более нисходящих лучей TP высокочастотной передачи. UE идентифицирует каждый из нисходящих лучей одной или более TP высокочастотной передачи посредством обнаружения определенных для UE опорных сигналов, переданных в каждом из одного или более нисходящих лучей TP. UE измеряет качество каждого из одного или более нисходящих лучей TP и выбирает выбранный луч из одного или более нисходящих лучей TP на основе качества. UE с использованием выбранного луча устанавливает канал передачи данных с TP высокочастотной передачи, которая передавала выбранный луч. Технический результат заключается в обеспечении возможности для UE быть напрямую прикрепленным к требуемой ТР. 6 н. и 9 з.п. ф-лы, 15 ил., 1 табл.

 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение в целом относится к системе и способу беспроводной связи и, в некоторых вариантах осуществления, к системе и способу осуществления связи в пакетном режиме с использованием высокочастотных сигналов.

Уровень техники

Обеспечение достаточной пропускной способности беспроводной связи для удовлетворения спроса является постоянной задачей. Одной из областей, рассматриваемых в стандартах сотовой связи следующего поколения (5G) для обеспечения дополнительной полосы пропускания, является использование высоких частот (то есть более 6 ГГц), таких как частоты миллиметровых волн. Беспроводные сигналы, передаваемые с использованием несущих частот от 30 Гигагерц (ГГц) до 300 ГГц, обычно называются миллиметровыми волновыми (mmWave) сигналами, поскольку длина волны 30 ГГц составляет около 10 мм, и длина волны уменьшается при частотах выше 30 ГГц. Поэтому длины волн, измеренные в единицах миллиметров, начинаются примерно на 30 ГГц. Существует множество стандартов электросвязи, которые определяют протоколы для связи с использованием высоких частот. Однако из-за характеристик ослабления беспроводных сигналов, превышающих 30 ГГц, сигналы mmWave, как правило, демонстрируют высокие, часто недопустимые, значения коэффициента потери пакетов при передаче на сравнительно большие расстояния (например, на расстояния более одного километра), и, следовательно, их применяли в основном для связи на малых расстояниях.

Для борьбы с этим ограничением было разработано несколько способов. В частности, успешно продемонстрированы антенны с многоканальным входом и многоканальным выходом, или MIMO антенны, со сложными способами формирования диаграммы направленности. Однако формирование диаграммы направленности создает высококонцентрированный луч, направленный в определенный участок. Если принимающее пользовательское устройство является мобильным, то любое перемещение пользовательского устройства может нарушить соединение. Кроме того, высокочастотные соединения являются сравнительно неустойчивыми. Они требуют четкой видимости и могут быть легко разрушены шумом или помехами. Таким образом, соединение часто нарушается. Каждое нарушение требует повторного установления соединения, что создает большой объем накладных расходов для поддерживания активного соединения. Тем не менее, высокочастотные сигналы являются привлекательными из-за их высокой пропускной способности. Поэтому существует потребность в способах преодоления ограничений высокочастотной передачи, чтобы использовать преимущества ее высокой пропускной способности.

Раскрытие сущности изобретения

В соответствии с вариантом осуществления способ содержит предоставление линии передачи данных между одной или более точками (TP) высокочастотной передачи и пользовательским оборудованием (UE) в беспроводной сети, причем способ включает в себя прием посредством UE назначения от диспетчера макросоты в гетерогенной беспроводной сети, причем назначение включает в себя набор опорных сигналов, определенных для UE, отображенных на один или более нисходящих лучей TP высокочастотной передачи. UE идентифицирует каждый нисходящий луч от одной или более TP высокочастотной передачи посредством обнаружения определенных для UE опорных сигналов, переданных в каждом из одного или более нисходящих лучей TP. UE измеряет качество каждого из одного или более нисходящих лучей TP и выбирает выбранный луч из одного или более нисходящих лучей TP, на основе качества. UE с использованием выбранного луча устанавливает канал передачи данных с TP высокочастотной передачи, которая передавала выбранный луч.

Как вариант, в любом из предыдущих вариантов осуществления, диспетчер макросоты включает в себя низкочастотный приемопередатчик и управляет одной или более ТР, и при этом назначение передают с использованием низкочастотного приемопередатчика.

Как вариант, в любом из предыдущих вариантов осуществления, выбранный луч предназначен для линии передачи данных.

Как вариант, в любом из предыдущих вариантов осуществления, UE включает в себя высокочастотный приемопередатчик, и UE включает высокочастотный приемопередатчик в ответ на назначение.

Как вариант, в любом из предыдущих вариантов осуществления, нисходящие направленные опорные сигналы TP передают в расширенном временном интервале передачи (TTI), а длина TTI определяется диспетчером макросоты.

Как вариант, в любом из предыдущих вариантов осуществления, длину расширенного TTI определяют на основе числа опорных сигналов и способа передачи опорных сигналов.

Как вариант, в любом из предыдущих вариантов осуществления, нисходящие и восходящие лучи могут быть мультиплексированы по времени в расширенном TTI.

Как вариант, в любом из предыдущих вариантов осуществления, UE передают запрос на установление линии связи и показатель качества канала (CQI) на TP высокочастотной передачи после обнаружения одного подходящего из множества нисходящих лучей TP высокочастотной передачи, а затем ожидает разрешение на восходящую (UL) пакетную передачу или данные по нисходящей линии связи (DL) от TP высокочастотной передачи, передаваемые в выбранном луче.

Как вариант, в любом из предыдущих вариантов осуществления, запрос на установление линии связи может быть передан непосредственно на TP по благоприятному направлению луча на основе предварительно сконфигурированного временного шаблона формирования диаграммы направленности приема-передачи (Tx-Rx).

Как вариант, в любом из предыдущих вариантов осуществления, запрос на установление линии связи может быть передан диспетчеру макросоты, а затем макросота может передать запрос на ТР.

Как вариант, в любом из предыдущих вариантов осуществления, требуется гибкий временной интервал передачи (TTI) для гибридного автоматического запроса на повторную передачу данных (HARQ) обратной связи.

Как вариант, в любом из предыдущих вариантов осуществления, линия передачи данных представляет собой восходящую пакетную передачу (UL), и при этом за стандартным UL TTI следует короткий TTI нисходящей линии связи для ACK/NACK и другой нисходящей управляющей сигнализации от TP высокочастотной передачи.

Как вариант, в любом из предыдущих вариантов осуществления, линия передачи данных представляет собой нисходящую (DL) пакетную передачу, и при этом за стандартным DL TTI следует короткий TTI для восходящей линии связи (UL) для UE для обратной связи ACK/NACK.

Как вариант, в любом из предыдущих вариантов осуществления, линия передачи данных представляет собой пакетную передачу данных, причем любую повторную передачу данных осуществляют через диспетчера макросоты.

В соответствии с другим вариантом осуществления способ содержит предоставление линии передачи данных между точкой (TP) высокочастотной передачи и пользовательским оборудованием (UE) в беспроводной сети, причем способ включает в себя прием посредством TP назначения от диспетчера макросоты, причем назначение включает в себя набор определенных для UE опорных сигналов, которые отображают множество лучей. TP передает множество лучей. TP обнаруживает запрос на установление линии связи UE на одном из множества лучей. TP передает индикатор установки линии связи в макросоту.

Как вариант, в любом из предыдущих вариантов осуществления, TP передает множество лучей последовательно до тех пор, пока не обнаружит запрос UE на установку линии связи.

Как вариант, в любом из предыдущих вариантов осуществления, TP прерывает передачу множества лучей, как только получает запрос UE на установку линии связи и передает нисходящие (DL) данные или разрешение на восходящую (UL) передачу на границе следующего временного интервала (TTI) высокочастотной передачи.

В соответствии с другим вариантом осуществления способ содержит предоставление линии передачи данных между назначенной точкой (TP) высокочастотной передачи и пользовательским оборудованием (UE) в гетерогенной беспроводной сети, причем способ включает в себя передачу на UE посредством диспетчера макросоты индикатора доступности высокой частотной передачи. Диспетчер макросоты отправляет назначение на TP, причем назначение включает в себя определенный для UE набор опорных сигналов, которые отображают на множество лучей от TP. Диспетчер макросоты принимает информацию о контексте UE. Диспетчер макросоты принимает ACK/NACK от UE для нисходящей пакетной передачи или от TP для восходящей пакетной передачи.

Как вариант, в любом из предыдущих вариантов осуществления, диспетчер макросоты определяет, устанавливать ли пакетную передачу между TP и UE.

Как вариант, в любом из предыдущих вариантов осуществления, диспетчер макросоты передает поисковый сигнал на UE и собирает информацию о контексте UE, и при этом диспетчер макросоты использует информацию о контексте UE для принятия решения о том, устанавливать ли DL пакетную передачу или нет.

Как вариант, в любом из предыдущих вариантов осуществления, диспетчер макросоты выводит из спящего режима соответствующие TP, исходя из положения UE.

Как вариант, в любом из предыдущих вариантов осуществления, диспетчер макросоты обеспечивает гибридный автоматический запрос на повторную передачу данных (HARQ) в диапазоне низких частот.

Как вариант, в любом из предыдущих вариантов осуществления, для нисходящей (DL) пакетной передачи диспетчер макросоты получает ACK/NACK от UE и обеспечивает повторную передачу в диапазоне низких частот.

В другом варианте осуществления пользовательское оборудование (UE) выполнено с возможностью обеспечивать канал передачи данных между UE и одной или более точками (TP) высокочастотной передачи в гетерогенной беспроводной сети. UE включает в себя первый приемопередатчик, работающий в полосе высоких частот, второй приемопередатчик, работающий в полосе низких частот, и процессор для выполнения команд. Команды включают в себя прием назначения от диспетчера макросоты в гетерогенной беспроводной сети, причем назначение включает в себя определенный для UE набор опорных сигналов, который отображают на множество нисходящих лучей TP высокочастотной передачи. Команды также включают в себя идентификацию каждого из множества нисходящих лучей TP высокочастотной передачи путем обнаружения определенных специфических для UE опорных сигналов, переданных в каждом из множества нисходящих лучей TP. Команды также включают в себя измерение качества каждого из множества нисходящих лучей TP. Команды также включают в себя выбор избранного луча из одного или более нисходящих лучей TP, исходя из качества, и установление с использованием избранного луча канала передачи данных до TP высокоскоростной передачи, которая передала избранный луч.

Как вариант, в любом из предыдущих вариантов осуществления, диспетчер макросоты включает в себя низкочастотный приемопередатчик и управляет одной или более ТР, и при этом прием назначения передают с использованием низкочастотного приемопередатчика.

Как вариант, в любом из предыдущих вариантов осуществления, выбранный луч предназначен для линии передачи данных.

Как вариант, в любом из предыдущих вариантов осуществления, UE включает в себя высокочастотный приемопередатчик, и UE включает высокочастотный приемопередатчик в ответ на назначение.

Как вариант, в любом из предыдущих вариантов осуществления, нисходящие направленные опорные сигналы TP передают в расширенном временном интервале передачи (TTI), а длина TTI определяется диспетчером макросоты.

Как вариант, в любом из предыдущих вариантов осуществления, длину расширенного TTI определяют на основе числа опорных сигналов и способа передачи опорных сигналов.

Как вариант, в любом из предыдущих вариантов осуществления, нисходящие и восходящие лучи могут быть мультиплексированы по времени в расширенном TTI.

Как вариант, в любом из предыдущих вариантов осуществления, UE передает запрос на установку линии связи и показатель качества канала (CQI) на TP высокочастотной передачи после того, как обнаруживает один подходящий из множества нисходящих лучей TP высокочастотной передачи, а затем ожидает разрешение на восходящую (UL) пакетную передачу или данные по нисходящей линии связи (DL) от TP высокочастотной передачи, передаваемых в выбранном луче.

Как вариант, в любом из предыдущих вариантов осуществления, запрос на установку линии связи может быть передан непосредственно на TP по подходящему направлению луча на основе предварительно сконфигурированного временного шаблона формирования диаграммы направленности приема-передачи (Tx-Rx).

Как вариант, в любом из предыдущих вариантов осуществления, запрос на установление линии связи может быть передан диспетчеру макросоты, а затем макросота может передать запрос на ТР.

Как вариант, в любом из предыдущих вариантов осуществления, требуется гибкий временной интервал передачи (TTI) для гибридного автоматического запроса на повторную передачу данных (HARQ) обратной связи.

Как вариант, в любом из предыдущих вариантов осуществления, линия передачи данных представляет собой восходящую пакетную передачу (UL), и при этом за стандартным UL TTI следует короткий TTI нисходящей линии связи для ACK/NACK и другой нисходящей управляющей сигнализации от TP высокочастотной передачи.

Как вариант, в любом из предыдущих вариантов осуществления, линия передачи данных представляет собой нисходящую (DL) пакетную передачу, и при этом за стандартным DL TTI следует короткий TTI для восходящей линии связи (UL) для UE для обратной связи ACK/NACK.

Как вариант, в любом из предыдущих вариантов осуществления, линия передачи данных представляет собой пакетную передачу данных, причем любую повторную передачу данных осуществляют через диспетчер макросоты.

В другом варианте осуществления точка (TP) высокочастотной передачи выполнена с возможностью обеспечения канала передачи данных между TP и пользовательским оборудованием (UE) в гетерогенной беспроводной сети. TP включает в себя линию связи до диспетчера макросоты, приемопередатчик для осуществления связи в полосе высоких частот и процессор для выполнения команд. Команды включают в себя прием назначения от диспетчера макросоты, причем назначение включает в себя определенный для UE набор опорных сигналов, который отображают на множество лучей. Команды также включают в себя передачу множества лучей с использованием приемопередатчика. Команды также включают в себя обнаружение запроса UE на установку линии связи, чтобы установить линию связи на одном из множества лучей и сообщить индикатор установки линии связи диспетчеру макросоты.

Как вариант, в любом из предыдущих вариантов осуществления, TP передает множество лучей последовательно до тех пор, пока не обнаружит запрос UE на установку линии связи.

Как вариант, в любом из предыдущих вариантов осуществления, TP прерывает передачу множества лучей, как только получает запрос UE на установку линии связи и передает нисходящие (DL) данные или разрешение на восходящую (UL) передачу на границе следующего временного интервала (TTI) высокочастотной передачи.

В другом варианте осуществления диспетчер макросоты выполнен с возможностью обеспечения канала передачи данных между назначенной точкой (TP) высокочастотной передачи и пользовательским оборудованием (UE) в гетерогенной беспроводной сети. Диспетчер макросоты включает в себя первый приемопередатчик, работающий в полосе высоких частот, второй приемопередатчик, работающий в полосе низких частот, и процессор для выполнения команд. Команды включают в себя передачу индикатора доступности высоких частот на UE с использованием второго приемопередатчика. Команды также включают в себя передачу назначения на TP, причем назначение включает в себя определенный для UE набор опорных сигналов, которые отображают на множество лучей от TP. Команды также включают в себя прием информации о контексте UE от UE и прием ACK/NACK от UE для нисходящей пакетной передачи или от TP для восходящей пакетной передачи.

Как вариант, в любом из предыдущих вариантов осуществления, диспетчер макросоты определяет, устанавливать ли пакетную передачу между TP и UE.

Как вариант, в любом из предыдущих вариантов осуществления, диспетчер макросоты передает поисковый сигнал на UE и собирает информацию о контексте UE, и при этом диспетчер макросоты использует информацию о контексте UE для принятия решения о том, устанавливать ли DL пакетную передачу или нет.

Как вариант, в любом из предыдущих вариантов осуществления, диспетчер макросоты выводит из спящего режима соответствующие TP, исходя из положения UE.

Как вариант, в любом из предыдущих вариантов осуществления, диспетчер макросоты обеспечивает гибридный автоматический запрос на повторную передачу данных (HARQ) в диапазоне низких частот.

Как вариант, в любом из предыдущих вариантов осуществления, для нисходящей (DL) пакетной передачи диспетчер макросоты получает ACK/NACK от UE и обеспечивает повторную передачу в диапазоне низких частот.

Краткое описание чертежей

Для более полного понимания настоящего изобретения и его преимуществ теперь будет сделана ссылка на последующее описание, взятое в сочетании с сопровождающими чертежами, на которых:

на фиг. 1 приведена диаграмма высокочастотной сети;

на фиг. 2 приведена диаграмма процесса, показывающая связь между элементами высокочастотной сети;

на фиг. 3А и 3В приведены диаграммы процессов, показывающие связь между элементами высокочастотной сети;

на фиг. 4 приведена частичная схема высокочастотной сети, показывающая процесс выбора луча;

на фиг. 5 приведена временная диаграмма для передачи лучей;

на фиг. 6 приведена частичная схема высокочастотной сети, показывающая выбор луча;

на фиг. 7А-7С приведены временные диаграммы передачи лучей;

на фиг. 8 приведена диаграмма процесса, показывающая связь между элементами высокочастотной сети;

на фиг. 9А и 9В приведены диаграммы процессов, показывающие связь между элементами высокочастотной сети;

на фиг. 10 приведена блок-схема варианта осуществления системы обработки; и

на фиг. 11 показана блок-схема приемопередатчика.

Осуществление изобретения

Ниже подробно обсуждается структура, изготовление и использование предпочтительных вариантов осуществления. Тем не менее, следует понимать, что в настоящем изобретении предложено множество применимых изобретательских концепций, которые можно реализовать в широком множестве специфических контекстов. Обсуждаемые отдельные варианты осуществления являются всего лишь иллюстративными для специфических способов выполнения и использования вариантов осуществления и не ограничивают объем вариантов осуществления.

Описанные в этом документе варианты осуществления позволяют использовать гетерогенную сеть, которая использует преимущества большой информационной емкости высокочастотных сигналов, обходя при этом такие ограничения этих сигналов, как большие потере в тракте, неустойчивость линии связи и т.д. Область макросоты включает в себя одну или несколько точек (TP) высокочастотной передачи, находящихся под управлением низкочастотного узла, такого как усовершенствованный узел В (eNB), который выступает в качестве диспетчера макросоты. Когда передача данных, направленная на пользовательское оборудование (UE) в макросоте, поступает на eNB, eNB передает поисковый сигнал вместе с сигналом, указывающим на то, что макросота включает в себя TP высокочастотной передачи. Если UE обладает возможностью осуществлять высокочастотную связь, то eNB отправляет команды на TP, находящиеся возле UE, на отправление опорных сигналов. Опорные сигналы должны быть направленными, чтобы преодолеть большие потери в тракте при высокочастотной передаче. Специфичный для UE опорный сигнал отправляют в каждом луче, и каждый луч идентифицируют посредством отличного от других опорного сигнала. Тогда UE определяет показатель качества канала (CQI) для каждого луча. В одном варианте осуществления UE указывает eNB наилучший обнаруженный луч от TP. Затем, с помощью eNB UE и TP инициируют согласование линии связи с использованием выбранного луча. В другом варианте осуществления UE начинает процесс установления линии связи непосредственно с выбранной TP сразу после обнаружения допустимого луча. Пока происходит выполнение процесса выбора луча, нисходящие данные для UE передают на TP через прямое соединение от eNB макросоты. Как только линия связи между UE и выбранной TP установлена, нисходящая (DL) передача может быть завершена очень быстро, благодаря высокой пропускной способности высокочастотного сигнала. Для этой пакетной передачи нет необходимости поддерживать линию связи в течение длительного времени. Таким образом, можно обойти проблему неустойчивости при использовании высокочастотных линий связи.

На фиг. 1 приведена диаграмма высокочастотной сети 100, в которой eNB 150 макросоты работает в низкочастотной полосе, чтобы обеспечивать покрытие, а три TP 130, 132 и 134 развернуты в высокочастотной полосе, чтобы увеличить пропускную способность системы. Управление TP высокочастотной передачи осуществляет eNB 150 макросоты. В этом примере UE 102 формирует три приемных луча 110, 112 и 114 и принимает 3 нисходящих луча 120, 122 и 124 от TP 130, 132 и 134 соответственно. Число лучей, которые одновременно может сформировать UE, зависит от возможностей UE 102.

В зоне покрытия eNB 150 макросоты (т.е. в макросоте) находится несколько TP высокочастотной передачи, таких как TP 130, 132 и 134. Число TP, находящихся в зоне покрытия eNB макросоты, меняется в зависимости от обстоятельств в зоне покрытия eNB макросоты. Например, зона, содержащая несколько зданий, обычно имеет больше TP, чем свободная зона такого же размера, потому что для высокочастотных сигналов требуется прямая видимость. То есть, любой значительный объект между TP и UE вероятно будет препятствовать передаче с использованием высокочастотных сигналов. Поэтому, для того, чтобы избежать таких препятствий, требуется больше TP. Каждая TP может быть соединена с eNB 150 макросоты путем подключений различных типов, напр., посредством прямых соединений 156. Прямые соединения 156 могут представлять собой волоконно-оптические соединения, фиксированный беспроводные соединения или любые известные технологии, применяемые для обеспечения высокоскоростных прямых соединений.

В конфигурации в примере, если UE 102 с возможностью высокочастотной передачи находится в макросоте, то относительно осуществления связи на миллиметровых волнах предложено три режима работы:

- mmWave_IDLE: нет соединения с mmWave TP. В этом состоянии UE отключает свой передний mmWave ВЧ-блок для экономии энергии;

- mmWave_Burst: временное подключение к mmWave TP для пакетной передачи данных; или

- mmWave_Connected: UE поддерживает непрерывное подключение к mmWave TP для передачи непрерывного большого объема данных, таких как потоковое видео и т.д. Этот режим аналогичен подключенному режиму в LTE.

Эти условия касательно миллиметровой связи могут быть реализованы в виде состояний протокола, напр., протокола уровня управления, как например, RRC между UE и задействованной TP. UE может быть ограничено для работы в режимах mmWave_Burst или mmWave_Connected только под управлением eNB 150 макросоты, напр., когда UE подключено к eNB 150 макросоты с использованием макросети, а eNB макросоты указал, что в его макросоте доступны TP высокочастотной передачи. Кроме того, высокочастотный приемопередатчик UE должен быть включен, когда он находится в зоне высокочастотного покрытия и у него имеется операция для TP высокочастотной передачи, напр., большой объем данных для выгрузки или загрузки. Если UE находится в макросоте с возможностями высокочастотной передачи, то оно может включить свой высокочастотный приемопередатчик и установить высокочастотную связь с TP высокочастотной передачи. В противном случае высокочастотный приемопередатчик в UE должен быть отключен для экономии энергии.

В одном варианте осуществления доступностью высокочастотной связи управляет сеть через eNB 150 макросоты на основе различных критериев, таких как фактические требования к обслуживанию и нагрузки трафика в соте. В варианте осуществления TP высокочастотной передачи функционируют в качестве точек доступа для выгрузки трафика данных из макроуровня. Поведение TP (то есть, когда и при каких условиях будут подключаться TP) контролирует сеть. В одном варианте осуществления eNB 150 макросоты включает/отключает одну или несколько TP (130, 132, 134) высокочастотной передачи, исходя из интенсивности трафика в макроуровне. Отключение TP высокочастотной передачи, когда в них нет необходимости, минимизирует использование энергии и позволяет избежать любых помех, которые могут быть вызваны TP.

При обслуживании нескольких UE в одном варианте осуществления TP высокочастотной передачи между различными UE применяет мультиплексирование с разделением времени, а не частотное мультиплексирование, как в восходящей линии связи, так и в нисходящей. Таким образом, во время определенной пакетной передачи, задействующей определенное UE в определенном временном слоте, у TP имеется выделенная высокочастотная линия связи для этого UE. Это позволяет UE завершить восходящую или нисходящую передачу как можно быстрее. Использование выделенной линии связи дает несколько преимуществ. Например, процедура произвольного доступа между UE и TP высокочастотной передачи может быть упрощена, потому что уменьшена потребность в разрешении конфликтов и идентификации источника произвольной передачи. Физический нисходящий канал управления (PDCCH) также может быть упрощен, благодаря тому, что все физические ресурсы выделены одному UE.

Как было отмечено выше, в режиме mmWave UE может подключаться к TP в режиме mmWave_Burst или в режиме mmWave_Connected. Выбор режима осуществляет eNB макросоты с использованием измерений и информации о контексте от UE, если возможно. Выбор режима может быть осуществлен на основе характеристик трафика передачи данных. Для спорадического трафика передачи данных используют режим mmWave_Burst, потому что нет необходимости в непрерывном подключении, когда требуются дополнительные усилия для поддерживания направленной высокочастотной линии связи. Для непрерывного трафика передачи данных (напр., потокового видео) предпочтителен режим mmWave_Connected. Выбор режима также может быть основан на статистических характеристиках канала (т.е. режим может быть полустатическим, исходя из расположения соты или времени). Для канала с высокой динамикой (напр., с частым переключением лучей или блокировкой) предпочтителен режим mmWave_Burst, чтобы избежать накладных расходов, связанных с переключением лучей и повторным выделением. Для сравнительно стабильной среды предпочтителен режим mmWave_Connected. Тем не менее, UE или сети может потребоваться включить отслеживание луча, чтобы поддерживать высокочастотную линию связи для режима mmWave_Connected. Таким образом, выбор режима передачи представляет собой компромисс между обнаружением луча и отслеживанием луча. Кроме того, на верхнем конце полосы высоких частот (> 30 ГГц) режим mmWave_Burst более предпочтителен, чем на более низких частотах из полосы высоких частот, потому что устойчивость линии связи является еще большей проблемой, так как имеют место большие потери в тракте и более узкий луч по сравнению с более низкими частотами из полосы высоких частот. В различных сценариях могут быть использованы различные критерии выбора режима связи mmWave_Connected или mmWave_Burst с учетом некоторых или всех вышеизложенных аспектов, причем выбор конфигурации осуществляет UE, сетевой узел, такой как eNB макросоты, или TP высокочастотной передачи, либо совместно UE и сеть.

На фиг. 2 приведена диаграмма варианта осуществления процесса для создания нисходящей (DL) передачи с использованием TP высокочастотной передачи. Предполагается, что нисходящие данные отправляют на eNB 150 макросоты, и они готовы к передаче на UE 102, и что UE 102 находится в таком положении, что между UE 102 и TP 130 может быть установлена линия связи. На этапе 202 eNB 150 макросоты отправляет поисковое сообщение с использованием низкочастотного соединения (напр., LTE с использованием eNB 150 макросоты. Поисковое сообщение указывает, что DL данные доступны для UE 102, и обеспечивает индикацию того, что доступны высокочастотные соединения. Кроме того, поисковое сообщение включает в себя информацию о конфигурации, касающуюся конфигурации TP высокочастотной передачи под управлением eNB 150 макросоты. Как часть пейджинговой информации eNB 150 макросоты указывает UE 102, будут ли данные маршрутизированы через TP высокой передачи или переданы непосредственно от eNB макросоты через низкочастотное соединение (напр., LTE). Если TP высокочастотной передачи не доступна, то UE 102 следует пейджинговым процедурам макроуровня (напр., произвольный доступ в ответ на пейджинговое сообщение, после чего устанавливают RRC-соединение (управление радиоресурсами)), и данные будут доставлены через eNB макросоты.

На этапе 204 eNB 150 макросоты отправляет сообщение, чтобы при необходимости вывести TP 130 из режима ожидания, и отправляет запрос, чтобы отправить направленный опорный сигнал (RS) (описанный ниже касательно фиг. 4). Сообщение на этапе 204 может быть отправлено через сетевой интерфейс, напр., прямой интерфейс или интерфейс базовая станция-базовая станция, такой как интерфейс LTE X2. На этапе 206 TP 130 начинает процесс отправления нескольких лучей с опорными сигналами для детектирования нисходящего луча. Во время выполнения этапа 206 eNB 150 макросоты на этапе 208 отправляет нисходящие данные на TP 130. В альтернативном варианте осуществления eNB 150 макросоты отправляет данные на TP 130 после того, как TP 130 подтвердит высокочастотное подключение линии связи. Тем не менее, этот альтернативный процесс вводит большую задержку. На этапе 210 UE 102 отправляет запрос на передачу нисходящих данных с использованием наиболее предпочтительного луча. Запрос включает в себя показатель качества канала (CQI) наиболее предпочтительного луча, чтобы TP 130 могла определить соответствующую мощность передачи и схему модуляции и кодирования (MCS). Затем, на этапе 212 TP 130 отправляет eNB 150 макросоты подтверждение соединения. Затем, на этапе 214 TP 130 оправляет нисходящую передачу. Так как TP 130 функционирует с использованием высокочастотных сигналов и, таким образом, с использованием очень большой полосы пропускания, то за очень короткое время (напр., десятки миллисекунд) может быть завершена нисходящая передача даже больших объемов данных. На этапе 216 UE 102 отправляет подтверждение успешной передачи (или ошибки, как обсуждается ниже) на eNB 150 макросоты. В варианте осуществления UE 102 также (или в альтернативном варианте) отправляет подтверждение передач на TP 130. На этапе 216 TP 130 отключает высокочастотный приемопередатчик, и на этапе 218 UE 102 отключает свой высокочастотный приемопередатчик. Если высокочастотная линия связи вышла из строя до того, как передача была завершена, то eNB 150 макросоты может принять решение, осуществить ли "повторную передачу" на макроуровне или инициировать новую высокочастотную пакетную передачу (потенциально используя другую TP, напр., повторяя тот же самый процесс, начиная с этапа 202).

На фиг. 3А приведена диаграмма процесса, показывающая некоторый вариант осуществления. В этом варианте осуществления процесс гибридного автоматического запроса на повторную передачу данных (HARQ) выполняет TP 130. Процесс HARQ определяет, были ли корректно переданы данные, передаваемые по линии связи, и если нет, то принимает меры для повторной передачи данных. Нисходящие данные передают на этапе 302. В этом варианте осуществления после временного интервала (TTI) высокочастотной передачи следует короткий TTI восходящей передачи для ACK/NACK, как показано на этапе 304. Однако из-за задержки обработки приема в UE подтверждение для TTI нисходящей передачи может быть передано позднее через несколько TTI нисходящей передачи. Фактическое смещение времени может быть определено в протоколе или точно указано TP в нисходящем канале управления. Если процедура проверки ошибок (напр., контрольная сумма, хэш) обнаружила ошибку и требует, по меньшей мере, частичной повторной передачи, то для повторных передач данных, в которых ранее были обнаружены ошибки, может использоваться короткий TTI нисходящей передачи. В другом варианте осуществления между одной из TP и UE может быть установлена новая линия связи, и осуществляют повторную передачу части данных, содержащей ошибки.

На фиг. 3В приведена диаграмма процесса, показывающая другой вариант осуществления процедуры HARQ. В этой процедуре после передачи нисходящих данных на этапе 306 сообщение ACK/NACK передают на eNB 150 макросоты на этапе 308. Если имеются данные с ошибками, то на этапе 309 eNB 150 макросоты отправляет корректные данные непосредственно на UE 102 в макроуровне. В альтернативном варианте осуществления вместо передачи данных непосредственно от eNB 150 макросоты на этапе 310 eNB 150 макросоты отправляет на TP 130 команду для повторной передачи данных, содержащих ошибки, а TP 130 отправляет данные на этапе 312. Передача на этапе 312 может потребовать установки новой высокочастотной линии связи из-за задержки, вызванной обработкой и передачей на eNB 150 макросоты и от него.

На фиг. 4 показана диаграмма варианта осуществления гетерогенной сети с TP высокочастотной передачи, а также показан этап 206, приведенный на фиг.2. На этой фигуре UE 102 было обнаружено посредством eNB 150 макросоты. Кроме того, UE 102 было проинструктировано о доступности TP высокочастотной передачи и о том, что UE 102 должно включать свой высокочастотный приемопередатчик для обнаружения любой предпочтительной высокочастотной линии связи от одной из TP 130 или 132. Поскольку высокочастотные сигналы страдают от сильного затухания, то в TP130 и 132 и/или UE 102 необходимо формирование луча. Это выполняют с помощью TP 130 и 132, возможно, под управлением eNB 150 макросоты с использованием известных способов формирования диаграммы направленности антенных решеток. К счастью, из-за очень малой длины волны высокочастотных сигналов можно точно контролировать направленность и фокус луча. Однако при плотно сформированных лучах необходимо определить, какой луч пригоден для конкретной передачи.

На фиг. 4 показан простой процесс определения того, какой из лучей B0-B11 пригоден для связи с UE 102. На фиг. 4 для ясности показано только 12 лучей. В большинстве случаев процесс будет включать в себя намного больше лучей. Однако число лучей может быть ограничено, если eNB 150 макросоты может сравнительно точно определить положение UE 102, используя, напр., данные GPS от UE 102. eNB 150 макросоты назначает отдельный опорный сигнал каждому из лучей B0-B11. Кроме того, опорные сигналы, назначенные B0-B11, уникальны для UE 102. Это позволяет избежать проблемы, когда в диапазоне приема UE 102 происходит другой процесс получения высокочастотного луча. Для этого назначения специфического для UE опорного сигнала ожидается взаимодействие близлежащих eNB макросоты. Соседним eNB макросоты может быть выделен различный набор опорных сигналов.

В этом простом процессе, показанном на фиг. 4, лучи В0-В11 транслируют последовательно с их назначенным опорным сигналом. В одном варианте осуществления опорные сигналы с формированием луча предназначены для использования в качестве полей обучения. Определенный временной шаблон развертки лучей может быть запланирован eNB 150 макросоты одновременно для нескольких TP, таких как TP 130 и 132. UE 102 прослушивает каждый луч и определяет показатель качества канала (CQI) для каждого луча. Затем UE выбирает луч, исходя из CQI, и отправляет индекс луча нисходящей линии связи на eNB 150 макросоты. eNB 150 макросоты может уведомить выбранную ТР о соответствующем индексе луча нисходящей линии связи. Однако это может занять много времени по сравнению с короткой пакетной передачей. В другом варианте осуществления UE 102 уведомляет выбранную напрямую, инициируя установление связи с выбранной TP.

Из-за очень большой полосы пропускания высокочастотных сигналов данные могут быть переданы до значительного ухудшения связи из-за перемещения UE или какой-либо блокировки. Например, в приведенной ниже таблице проводится сравнение достижимой пропускной способности (в символах OFDM) на каждый временной интервал передачи (TTI) в различных частотных диапазонах, предполагая приемлемую нумерацию, на основе опубликованных исследовательских работ и существующих систем, таких как LTE.

	Ниже 6 ГГц (нумерация LTE)	mmWave 28GHz	mmWave 72GHz
Ширина полосы частот канала	20MHz	500MHz	2GHz
Интервал между поднесущими	15KHz	240KHz	750KHz
Используемые поднесущие	1200	2000	2400
Длина символа OFDM	66,7 мкс	4,17 мкс	1,33 мкс
Длина TTI	1 мс	0,125 мс	~0,04 мс

Как видно из таблицы, система на частоте 72 ГГц может использовать гораздо более широкую полосу пропускания с широким интервалом между поднесущими, что приводит к значительно меньшей длине символа OFDM. Символ OFDM короче в 50 раз по сравнению с LTE в диапазонах частот до 6 ГГц, при этом предоставляя в 2 раза больше символов данных с более доступными поднесущими. Эквивалентно, система с частотой 72 ГГц может передавать в интервале 0,04 мс тот же пакет данных, который система LTE может передавать за 1 мс, занимая только одну четверть полосы пропускания системы.

Следует отметить, что таблица содержит примерные значения для сравнения. На фактическую пропускную способность на TTI, достижимую с использованием различных высокочастотных сигналов, могут влиять многие факторы.

В примере на фиг. 4 TP могут формировать передающие и принимающие лучи вдоль каждого направления (B0 ~ B11) одновременно или попеременно. Для того чтобы почти сразу установить высокочастотную линию связи для выполнения пакетной передачи в восходящем или нисходящем режиме могут быть применены различные механизмы (как объяснено ниже). Идентификатор TP, которая передает выбранный луч, может быть прозрачным для UE 102. На UE отправляют только специфичный для UE набор опорных сигналов, что необязательно включает в себя указание идентификатора TP. Каждый опорный сигнал отображают на один луч и одно UE.

На фиг. 5 показана диаграмма, показывающая две временные диаграммы для трансляции лучей B0-B11. На части (a) лучи B0-B11 передают последовательно по времени. Каждый из них включает в себя уникальный опорный сигнал для этого луча и для UE 102, который может быть последовательностью Задова-Чу (Zadoff-Chu), широкополосным кодом CDMA или любым другим подходящим кодом. В одном варианте осуществления все опорные сигналы на лучах B0-B11 ортогональны друг другу, чтобы способствовать UE 102 в декодировании кодов. На части (b) лучи B0-B5, которые передают посредством TP 130, передают одновременно с лучами B6-B11, которые передают посредством TP 132. В другом варианте осуществления кодирование для лучей, передаваемых в одно и то же время в варианте осуществления (b) (напр., B1 и B7), имеет опорные сигналы, которые являются ортогональными, и может включать в себя другие способы для облегчения распознавания кодов посредством UE 102, даже если они могут одновременно приходить на UE 102.

На фиг. 6 показана схема, иллюстрирующая сеть 100, когда был выбран луч. Фиг. 6 похожа на фиг. 4 за исключением того, что был выбран луч B9 (заштрихованный), и была установлена линия связи между UE 102 и TP 132 через луч B9. UE 102 может отправить запрос на установку линии связи на TP 132 в назначенный временной слот. Подробная процедура для создания этой линии связи описана в находящейся на рассмотрении заявке на патент США № 14/807613, которая находится в совместном владении с настоящей заявкой и полностью включена в эту заявку. После того, как UE 102 сообщило о выборе луча, eNB 150 макросоты отключает невыбранные TP высокочастотной передачи (TP 130 в случае фиг. 4). Как упоминалось ранее, временное разделение является предпочтительным для мультиплексирования UE при высокочастотной пакетной передаче. Для каждой пакетной передачи необходимо назначить выделенный ресурс высокочастотной линии связи. Необходимо использовать гибкую структуру кадра для обеспечения: быстрой развертки лучей для ускорения обнаружения луча; быстрой установки высокочастотной линии связи; быстрого HARQ; и эффективной передачи данных. Длина временного интервала передачи (TTI) с точки зрения количества символов является предопределенной, напр. посредством eNB 150 макросоты, как стандартизованный признак системы, или другими средствами. В некоторых вариантах осуществления длина TTI может варьироваться в зависимости от разных настроек TP. Развертка лучей должна начинаться с границы TTI или границы кадра eNB 150 макросоты, так что UE 102 и TP могут быть синхронизированы для начала обнаружения луча после приема информации поискового вызова от eNB 150 макросоты. Предполагается, что TTI высокочастотной передачи масштабируется с некоторым коэффициентом, предпочтительно меньшим 1, по сравнению с TTI eNB макросоты. Например, 1 мс TTI в eNB макросоты масштабируют до 0,125 мс в обычном TTI высокочастотной передачи, как указано в таблице выше.

При пакетной передаче высокочастотный канал адаптируют в режиме без обратной связи. В этом режиме UE 102 выполняет одну или несколько процедур измерения нисходящей линии связи на основе нисходящих опорных сигналов для выбранного луча. Поскольку высокочастотная линия связи выделена для UE 102, UE 102 необходимо только сообщать широкополосный CQI на TP 132. В одном варианте осуществления UE 102 передает широкополосный CQI обратно на TP 132 вместе с запросом на установку высокочастотной линии связи.

На фиг. 7А-7С представлены временные диаграммы, иллюстрирующие различные варианты осуществления. Как отмечено выше, чтобы установить линию связи с UE 102 (фиг. 4), TP должны формировать Tx-лучи и Rx-лучи для передачи и приема соответственно. На фиг. 7А-7С показано различное временное планирование для формирования лучей Tx и Rx на основе возможностей TP. На фигурах Tx-лучи заштрихованы, а Rx-лучи – нет. Лучи с одной и той же меткой формируют в одном и том же направлении. На фиг. 7А показан пример временного планирования формирования лучей для TP, способной одновременно формировать Tx- и Rx-лучи. В этой конфигурации Rx-лучи (нижняя полоса) немного задерживаются относительно Tx-лучей. Это различие во времени облегчает обнаружение нисходящего опорного сигнала в UE 102. Другими словами, UE 102 будет иметь достаточно времени для подготовки и передачи запроса линии связи по пучку B6 (например), как только будет измерен подходящий CQI в нисходящем луче B6. Для TP, неспособных одновременно формировать Tx- и Rx-лучи, могут применяться различные способы планирования времени. На фиг. 7В Tx- и Rx-лучи чередуются, и, таким образом, их формируют в отдельное время. В этом примере за Tx-лучами B6 и B7 следует Rx-луч B6. Это позволяет определить CQI Tx-луча до Rx-луча. В качестве примера, если CQI для Tx-луча B6 подходит для формирования линии связи, то UE отправит запрос на установку линии связи в следующем Rx-луче B6. Если CQI для Rx выбранного Tx-луча оказался неоптимальным, то UE 102 может продолжить обнаружение нисходящего луча. Другая альтернатива показана на фиг. 7C, где на первом этапе TP поочередно отправляет все направленные опорные сигналы, а затем на втором этапе слушает каждое направление в том же порядке. UE сначала проведет обнаружение лучей на первом этапе, а затем на втором этапе отправит запрос установления лини связи по наилучшему направлению луча.

Как только выбрано направление нисходящего луча, в другом варианте осуществления UE 102 немедленно начинает процесс установления линии связи с TP с использованием выбранных лучей. Затем TP прекращает отправку направленных опорных сигналов. Это минимизирует время, необходимое для установления высокочастотной линии связи.

На фиг. 8 приведена диаграмма варианта осуществления процесса для создания восходящей (UL) передачи с использованием TP высокочастотной передачи. На этапе 802 UE 102 инициирует произвольный доступ и отправляет запрос на установление линии связи на eNB 150 макросоты, включающий в себя отчет о состоянии буфера (BSR) или аналогичную информацию о состоянии, указывающую, что у UE 102 имеются данные для передачи. В этой передаче UE 102 может указать, обладает ли оно возможностью высокочастотной передачи или нет. Например, на этапе 802 индикация может быть осуществлена в преамбуле передачи произвольного доступа. На этапе 804, если eNB 150 макросоты определяет, что запрашиваемая UE восходящая передача данных должна быть выполнена на высокочастотном канале, то eNB 150 макросоты возвращает указание, что TP, управляемые eNB 150 макросоты, обладают возможностью высокочастотной передачи, и предоставляет UE 102 конфигурацию TP высокочастотной передачи, доступные частоты и т.д. В одном варианте осуществления конфигурацию, отправляемую на UE 102 и TP, оптимизируют для ожидаемого положения UE 102. На этапе 806 eNB 150 макросоты отправляет команду на выход из режима ожидания на те TP, которые, по его мнению, могут относиться к осуществлению связи с UE 102, включающую в себя или сопровождаемую командой для этих TP на передачу нисходящих направленных опорных сигналов. На этапе 808 TP отправляют опорные сигналы в выбранных нисходящих лучах для детектирования нисходящего луча с использованием процедур, описанных выше касательно фиг. 4-7. На этапе 810 UE 102 отправляет на TP 130 запрос на установление линии связи с использованием предпочтительного луча. Как отмечалось выше касательно этапа 210 на фиг. 2, запрос на установление линии связи может быть отправлен непосредственно на TP 130 с использованием выбранного предпочтительного луча или может быть передан на TP 130 через eNB 150 макросоты и прямые соединения 156. При непосредственном запросе отсутствует прохождение через eNB 150 макросоты и прямые соединения 156, что приводит к более быстрому созданию линии связи. Процедуры обнаружения луча и отчета соответствуют процедурам, описанным в нисходящей пакетной передаче. На этапе 812 TP 130 подтверждает соединение сообщением, отправляемым на eNB 150 макросоты, и на этапе 814 TP 130 подтверждает запрос на соединение сообщением, отправляемым на UE 102. Начальная MCS линии связи может быть определена с использованием CQI, измеренного UE 130 на основе нисходящего луча. Во время передачи может иметь место настройка мощности и MCS восходящей линии связи. Однако из-за короткого времени действия линии связи эта настройка будет редкой. Кроме того, при необходимости может быть выдано разрешение на восходящую передачу, чтобы разрешить передачу дополнительных восходящих данных в последующем TTI. На этапе 816 передают восходящие данные. На этапах 818 и 820 отключают высокочастотные приемопередатчики TP 130 и UE 102 соответственно. Как и для нисходящей передачи на фиг. 2, если высокочастотная линия связи вышла из строя до того, как передача была завершена, eNB 150 макросоты может принять решение, осуществить ли "повторную передачу" на низкочастотном уровне или инициировать новую высокочастотную пакетную передачу, потенциально используя другую TP.

На фиг. 9А приведена диаграмма процесса, показывающая один вариант осуществления. В этом варианте осуществления процесс гибридного автоматического запроса на повторную передачу данных (HARQ) выполняет TP 130. Восходящие данные передают на этапе 902. В этом варианте осуществления в восходящей пакетной передаче TTI восходящей передачи следует короткий TTI нисходящей передачи для ACK/NACK, как показано на этапе 904. Если процедура проверки ошибок (напр., контрольная сумма, хэш) обнаруживает ошибку и требует, по меньшей мере, частичной повторной передачи, то для частичных повторных передач данных, для которых ранее была указана ошибка приема, может использоваться короткий TTI восходящей передачи. В другом варианте осуществления между одной из TP и UE может быть необходимо установить новую линию связи и осуществить повторную передачу поврежденных данных.

На фиг. 9В приведена диаграмма процесса, показывающая другой вариант осуществления процедуры HARQ. В этой процедуре после передачи восходящих данных на этапе 906 сообщение ACK/NACK передают от TP 130 на eNB 150 макросоты на этапе 908. Если сообщение ACK/NACK указывает на прием данных с ошибкой, то eNB 150 макросоты на этапе 909 отправляет команду на повторную передачу поврежденных данных непосредственно на UE 102, заставляя UE 102 на этапе 910 повторно передать данные на eNB 150 макросоты. В альтернативном варианте осуществления вместо того, чтобы UE 102 повторно отправляло данные на eNB 150 макросоты, UE 102 повторно отправляет данные на TP 130, которая затем пересылает данные на eNB 150 макросоты. Если передача снова окажется неудачной, то на этапе 912 на TP 130 отправляют команду повторной передачи поврежденных данных по новой линии связи. В то же время на этапе 14 eNB 150 макросоты отправляет на TP 130 сообщение, чтобы она ожидала повторной передачи. Затем UE 102 повторно передает соответствующие данные на TP 130. Для передачи может потребоваться установление новой высокочастотной линии связи между UE 102 и TP 130, напр., из-за задержки, вызванной обработкой и передачей на eNB 150 макросоты и от него. Во время этой задержки радиообстановка может измениться, так что ранее выбранный UE луч больше не является предпочтительным для передачи лучом.

Одна проблема, связанная в процессами на фиг. 2 или 8, которая может возникнуть, заключается в конфликте между UE. Из-за очень коротких длительностей передачи при использовании высокочастотной пакетной передачи конфликт UE должен происходить редко. Однако в сети с плотным распределением UE все еще возможно, что одна TP высокочастотной передачи может быть запланирована двумя eNB макросоты для того, чтобы установить пакетные передачи с двумя UE одновременно. Существуют различные способы разрешения таких конфликтов. Сеть может ограничить одновременную работу нескольких TP с одним eNB макросоты. То есть, TP высокочастотной передачи работает с одним eNB макросоты только в течение некоторого периода времени. Такой подход предотвратит конфликт, но может быть менее эффективным, чем другим подходы. В другом варианте eNB 150 макросоты может обмениваться состоянием TP высокочастотной передачи с другими eNB макросоты, напр., используя интерфейс X2, чтобы способствовать разрешению конфликтов. Один или несколько eNB макросоты могут координироваться, чтобы гарантировать, что высокочастотные конфигурации, доставляемые различному UE, никогда не содержали общих TP в одно и то же время.

Конфликт также может быть разрешен на уровне TP. В некоторых вариантах осуществления TP могут быть связаны с несколькими eNB макросоты. Для принятия решения о том, какой запрос на установление линии связи обслуживать, иногда могут требовать разрешения на уровне TP, напр., если между UE, которое было сконфигурировано различными eNB макросоты на осуществление связи с одной и той же TP, возникает конфликт. В этой конфигурации TP может локально решить, какой запрос обслуживать, отклоняя при этом остальные.

В случае, когда несколько UE связано с одной TP, конфликт может возникнуть, когда два UE идентифицируют один и тот же луч для восходящей/нисходящей передачи, и каждое UE отправляет запрос на установление линии связи. Конфликт этого типа можно предотвратить путем назначения ортогональных ресурсов каждому UE для отправки своего запроса на установление линии связи. Это позволяет TP определить, какое UE запрашивает линию связи, даже если запросы отправлены одновременно. Тогда TP может решить, какое UE обслужить первым и соответственно установить его восходящие/нисходящие соединения. В случае нисходящей пакетной передачи TP отправляет нисходящие данные на выбранное UE. Другое UE из кода назначения в кадре определит, что данные предназначены не для него, а затем продолжит поиск других лучей. В случае восходящей пакетной передачи TP отправляет разрешение на восходящую передачу, адресованное выбранному UE. Так как другое UE не получает разрешение, то оно решит, что установление линии связи не удалось, и продолжит поиск других лучей.

Благодаря очень короткому времени передачи пакетов с использованием высоких частот, обычно на высокочастотном уровне не возникает проблем, связанных с мобильностью. Однако в случае, если происходит хендовер макросоты в момент времени, близкий к времени пакетной передачи, то необходимы некоторые процедуры. Предпочтительно, eNB макросоты не должен инициировать какой-либо пакетной передачи на высокочастотном уровне, когда происходит или вот-вот произойдет хендовер. Тем не менее, не все хендоверы можно ожидать или отложить, и предполагается, что высокочастотная пакетная передача все-таки может произойти во время хендовера eNB макросоты. В этих обстоятельствах процесс начальной конфигурации высокочастотного уровня (eNB макросоты выводит из режима ожидания соответствующие TP и отправляет конфигурацию TP на UE) должен быть завершен до хендовера. Установление высокочастотной линии связи и пакетная передача могут происходить как обычно. Тем не менее, во время хендовера подтверждение установления высокочастотной линии связи и HARQ должны быть переданы на целевой eNB макросоты. Если требуется повторная передача на низкочастотном уровне, то она будет обработана целевым eNB макросоты. Если процесс начальной конфигурации не может быть завершен до хендовера, то высокочастотная пакетная передача не состоится, и может потребоваться начать процедуру заново в целевом eNB макросоты.

На высокочастотном уровне непрерывный трафик преимущественно использует процесс пакетной передачи, если непрерывный трафик можно разделить на блоки пакетного трафика с короткими рабочими циклами. В этом контексте короткий рабочий цикл означает, что UE находится в режиме прерывистого приема (DRX) с существенно более длинным спящим режимом, чем режим приема (Rx). Тем не менее, спящий режим все еще короче, чем он был бы при более длинном рабочем цикле, как, например, в длинном DRX или eDRX режиме. Эти режимы будут содержать период ожидания или "период выключения", который слишком велик, чтобы ожидать стабильные условия радиосвязи на высокочастотном уровне. Например, для нисходящей линии связи для потоковой передачи видео UE остается подключенным к eNB макросоты через низкочастотную сеть. Нисходящий трафик разделяют на несколько блоков данных, каждый из которых все еще может быть большим по сравнению с большинством блоков пакетных данных. Вместо непрерывной нисходящей передачи на макроуровне со сравнительно низкой скоростью высокоскоростные пакетные передачи выполняют прерывисто или периодически с использованием высокочастотного уровня для доставки этих больших блоков данных. Благодаря большой полосе пропускания при высокочастотной передаче большой объем данных может быть доставлен в UE в одном пакете, что означает, что может быть применена конфигурация DRX с достаточно длительным рабочим циклом, чтобы дать значимые преимущества с точки зрения энергосбережения. UE может отключать высокочастотный приемопередатчик между пакетными сигналами для экономии энергии. Однако высокая скорость передачи данных означает, что пакетная передача все еще требуется сравнительно часто, что соответствует циклу активности DRX, который может быть достаточно коротким, чтобы обеспечить непрерывную работу на высокочастотном уровне. Повторные передачи для исправления ошибок в этом режиме могут быть доставлены на низкочастотном уровне, что требует гораздо меньшей полосы пропускания. В сценарии адаптации нормальной линии связи типичным целевым значением является 10% частота блоков с ошибками (BLER). Для дальнейшего уменьшения повторных передач, требуемых для низкочастотного уровня, для адаптации высокочастотной линии связи можно установить более низкое целевое значение BLER, что приведет к более надежным передачам, для которых ошибки менее вероятны. В качестве одного из вариантов конфигурации DRX с коротким рабочим циклом также может быть применен механизм полупостоянного планирования (SPS). В этой конфигурации eNB макросоты предоставляет UE полупостоянную конфигурацию TP и соответствующие настройки DRX/DTX. UE затем периодически выполняет пакетную передачу/прием.

На фиг. 10 показана блок-схема варианта осуществления системы 1000 обработки, которая может быть установлена в хост-устройстве, таком как eNB 150 макросоты, TP 130 и/или UE 102. Как показано, система 1000 обработки включает в себя процессор 1004, память 1006 и интерфейсы 1010-1014, которые могут быть расположены (или нет), как показано на фиг. 10. Процессор 1004 может представлять собой любой компонент или набор компонентов, предназначенных для выполнения вычислений и/или других задач, связанных с обработкой, а память 1006 может представлять собой любой компонент или набор компонентов, предназначенных для хранения программ и/или команд для выполнения процессором 1004. В варианте осуществления память 1006 включает в себя постоянный считываемый компьютером носитель. Интерфейсы 1010, 1012, 1014 могут представлять собой любой компонент или набор компонентов, которые позволяют системе 1000 обработки взаимодействовать с другими устройствами/компонентами и/или пользователем. Например, один или несколько интерфейсов 1010, 1012, 1014 могут быть приспособлены для передачи данных, управляющих или административных сообщений от процессора 1004 в приложения, установленные на хост-устройстве и/или удаленном устройстве. В качестве другого примера один или несколько интерфейсов 1010, 1012, 1014 могут быть приспособлены для того, чтобы пользователь или пользовательское устройство (напр., персональный компьютер (ПК) и т.д.) мог взаимодействовать/осуществлять связь с системой 1000 обработки. Система 1000 обработки может включать в себя дополнительные компоненты, не показанные на фиг. 10, такие как постоянное запоминающее устройство (напр., дисковое хранилище, энергонезависимая память и т.д.).

В некоторых вариантах осуществления система 1000 обработки включена в сетевое устройство, которое осуществляет доступ к сети связи или является ее частью. В одном примере система 1000 обработки находится в сетевом устройстве в беспроводной или проводной телекоммуникационной сети, таком как базовая станция, ретрансляционная станция, планировщик, контроллер, шлюз, маршрутизатор, сервер приложений или любом другом устройстве в телекоммуникационной сети. В других вариантах осуществления система 1000 обработки находится в пользовательском устройстве, осуществляющем доступ к беспроводной или проводной телекоммуникационной сети, таком как мобильная станция, пользовательское оборудование (UE), персональный компьютер (ПК), планшет, носимое устройство связи (например, смартчасы и т.д.) или в любом другом устройстве, приспособленном для доступа к телекоммуникационной сети.

В некоторых вариантах осуществления один или несколько интерфейсов 1010, 1012, 1014 соединяют систему 1000 обработки с приемопередатчиком, приспособленным для передачи и приема сигналов, проходящих по компонентам телекоммуникационной сети, таким как eNB 150 макросоты, TP 130 и/или UE 102. На фиг. 11 показана блок-схема приемопередатчика 1100, приспособленного для передачи и приема сигналов по телекоммуникационной сети. Приемопередатчик 1100 может быть установлен на хост-устройстве. Как показано, приемопередатчик 1100 содержит сетевой интерфейс 1102, соединитель 1104, передатчик 1106, приемник 1108, процессор 1110 сигналов и интерфейс 1112 устройства. Сетевой интерфейс 1102 может включать в себя любой компонент или набор компонентов, предназначенных для передачи или приема сигналов по беспроводной или проводной телекоммуникационной сети. Соединитель 1104 может включать в себя любой компонент или набор компонентов, предназначенных для облегчения двунаправленной связи через сетевой интерфейс 1102. Передатчик 1106 может включать в себя любой компонент или набор компонентов (напр., повышающий преобразователь, усилитель мощности и т.д.), предназначенных для преобразования сигнала основной полосы частот в модулированный несущий сигнал, пригодный для передачи через сетевой интерфейс 1102. Приемник 1108 может включать в себя любой компонент или набор компонентов (напр., понижающий преобразователь, усилитель с низким уровнем шума и т.д.), предназначенных для преобразования несущего сигнала, принятого через сетевой интерфейс 1102, в сигнал основной полосы частот. Процессор 1110 сигналов может включать в себя любой компонент или набор компонентов, предназначенных для преобразования сигнала основной полосы частот в сигнал данных, пригодный для передачи через интерфейс(ы) 1112 устройства, или наоборот. Интерфейс(ы) 1112 устройства может включать в себя любой компонент или набор компонентов, предназначенных для передачи сигналов данных между процессором 1110 сигналов и компонентами в хост-устройстве (напр., портами локальной сети (LAN) и т.д.).

Приемопередатчик 1100 может передавать и принимать сигналы через среду связи любого типа. В некоторых вариантах осуществления приемопередатчик 1100 передает и принимает сигналы через беспроводную среду. Например, приемопередатчик 1100 может представлять собой беспроводной приемопередатчик, предназначенный для осуществления связи в соответствии с протоколом беспроводной связи, таким как сотовый протокол (напр., долгосрочное развитие (LTE) и т.д.), протокол беспроводной локальной сети (WLAN) (напр., Wi-Fi и т.д.) или беспроводного протокол любого другого типа (напр., Bluetooth, ближняя бесконтактная связь (NFC) и т.д.). В таких вариантах осуществления сетевой интерфейс 1102 содержит один или несколько антенных/излучающих элементов. Например, сетевой интерфейс 1102 может включать в себя одну антенну, несколько отдельных антенн или массив с множеством антенн, сконфигурированный для многоуровневой связи, напр., систему с одним входом и многими выходами (SIMO), систему со многими входами и одним выходом (MISO), систему со многими входами и многими выходами (MIMO) и т.д. В других вариантах осуществления приемопередатчик 1100 передает и принимает сигналы по проводной среде, напр., по кабелю с витой парой, коаксиальному кабелю, оптическому волокну и т.д. Отдельные системы обработки и приемопередатчики могут использовать все показанные компоненты или только некоторое подмножество компонентов, а уровни интеграции могут меняться от устройства к устройству.

Хотя варианты осуществления были описаны со ссылкой на иллюстративные варианты осуществления, не предполагается рассматривать данное описание в ограничивающем смысле. Различные модификации и сочетания иллюстративных вариантов осуществления, а также другие варианты осуществления, будут очевидны специалистам в области техники при обращении к описанию. Поэтому, предполагается, то прилагаемая формула изобретения охватывает любые такие модификации или варианты осуществления.

1. Способ обеспечения линии связи между одним или более точками (TP) высокочастотной передачи и пользовательским оборудованием (UE) в беспроводной сети, содержащий этапы, на которых:

принимают (202), с помощью UE назначение от диспетчера макросоты в беспроводной сети, причем назначение включает в себя определенный для UE набор опорных сигналов, отображенный на один или более нисходящих лучей TP высокочастотной передачи, причем каждый определенный для UE опорный сигнал уникально идентифицирует индивидуальные нисходящие лучи TP высокочастотной передачи и указанное UE;

идентифицируют с помощью UE каждый из нисходящих лучей одной или более TP высокочастотной передачи посредством обнаружения определенных опорных сигналов UE, переданных в каждом из одного или более нисходящих лучей TP;

измеряют с помощью UE качество каждого из одного или более нисходящих лучей TP;

выбирают отобранный луч из одного или более нисходящих лучей TP на основе качества и

устанавливают с помощью UE, с использованием выбранного луча, канал передачи данных с TP высокочастотной передачи, передавшей выбранный луч.

2. Способ по п. 1, в котором диспетчер макросоты включает в себя низкочастотный приемопередатчик и выполнен с возможностью управления одной или более ТР, при этом прием назначения передают с использованием низкочастотного приемопередатчика.

3. Способ по п. 1, в котором сформированные ТР лучи нисходящих опорных сигналов передают в расширенном временном интервале передачи (TTI), а длина TTI определяется диспетчером макросоты.

4. Способ по п. 1, в котором UE выполнено с возможностью запроса на установке линии связи и показателя качества канала (CQI) на TP высокочастотной передачи после обнаружения одного подходящего из множества нисходящих лучей TP высокочастотной передачи, а затем ожидания разрешения на восходящую (UL) пакетную передачу или данных по нисходящей линии связи (DL) от TP высокочастотной передачи, передаваемых в выбранном луче.

5. Способ по п. 4, в котором запрос на установку линии связи может быть передан непосредственно на TP по подходящему направлению луча на основе предварительно сконфигурированного временного шаблона формирования диаграммы направленности приема-передачи (Tx-Rx).

6. Способ обеспечения линии связи между точкой (TP) высокочастотной передачи и пользовательским оборудованием (UE) в беспроводной сети, содержащий этапы, на которых:

принимают (204) с помощью TP назначение от диспетчера макросоты, причем назначение включает в себя определенный для UE набор опорных сигналов, отображенный на множество нисходящих лучей TP высокочастотной передачи, причем каждый определенный для UE опорный сигнал уникально идентифицирует индивидуальные нисходящие лучи TP высокочастотной передачи и указанное UE;

передают (206) с помощью TP множество лучей;

обнаруживают (210) с помощью TP запрос на установку линии связи UE на одном из множества лучей и

передают с помощью (212) TP индикатор установки линии связи в макросоту.

7. Способ по п. 6, в котором TP выполнена с возможностью передачи множества лучей последовательно, пока не обнаружит запрос UE на установку линии связи.

8. Способ по п. 6, в котором TP выполнена с возможностью прерывания передачи множества лучей при получении запроса UE на установку линии связи и передачи нисходящих (DL) данных или разрешения на восходящую (UL) передачу на границе следующего временного интервала (TTI) высокочастотной передачи.

9. Способ обеспечения линии связи между назначенной точкой (TP) высокочастотной передачи и пользовательским оборудованием (UE) в беспроводной сети, содержащий этапы, на которых:

передают (202) с помощью диспетчера макросоты на UE индикатор доступности высоких частот;

передают (204) с помощью диспетчера макросоты назначение на TP, причем назначение включает в себя определенный для UE набор опорных сигналов, отображенных на множество нисходящих лучей TP высокочастотной передачи, причем каждый определенный для UE опорный сигнал уникально идентифицирует индивидуальные нисходящие лучи TP высокочастотной передачи и указанное UE;

принимают с помощью диспетчера макросоты информацию о контексте UE и

принимают (216) с помощью диспетчера макросоты ACK/NACK от UE для нисходящей пакетной передачи или от TP для восходящей пакетной передачи.

10. Способ по п. 9, в котором диспетчер макросоты выполнен с возможностью определения, устанавливать ли пакетную передачу между TP и UE, при этом диспетчер макросоты выполнен с возможностью передачи поискового сигнала на UE и сбора информации о контексте UE, и при этом диспетчер макросоты использует информацию о контексте UE для принятия решения о том, устанавливать ли нисходящую пакетную передачу.

11. Способ по п. 9, в котором диспетчер макросоты выполнен с возможностью обеспечения гибридного автоматического запроса на повторную передачу данных (HARQ) в диапазоне низких частот.

12. Способ по п. 9, в котором для нисходящей (DL) пакетной передачи диспетчер макросоты выполнен с возможностью приема ACK/NACK от UE и обеспечения повторной передачи в диапазоне низких частот.

13. Пользовательское оборудование (UE), характеризующееся тем, что выполнено с возможностью обеспечения канала передачи данных между UE и одной или более точками (TP) высокочастотной передачи в беспроводной сети, содержащее:

первый приемопередатчик (1106, 1108, 1104) для функционирования в полосе высоких частот;

второй приемопередатчик (1106, 1108, 1104) для функционирования в полосе низких частот и

процессор (1110) для выполнения команд, вызывающих выполнение:

приема назначения от диспетчера макросоты в беспроводной сети, причем назначение включает в себя определенный для UE набор опорных сигналов, отображенный на множество нисходящих лучей TP высокочастотной передачи, причем каждый определенный для UE опорный сигнал уникально идентифицирует индивидуальные нисходящие лучи TP высокочастотной передачи и указанное UE;

идентификации каждого из множества нисходящих лучей TP высокочастотной передачи посредством обнаружения определенных для UE опорных сигналов, переданных в каждом из множества нисходящих лучей TP;

измерения качества каждого из множества нисходящих лучей TP;

выбора отобранного луча из множества нисходящих лучей TP, на основе качества; и

установки, с использованием выбранного луча, канала передачи данных с TP высокочастотной передачи, передавшей выбранный луч.

14. Точка (TP) высокочастотной передачи, выполненная с возможностью обеспечения канала передачи данных между TP и пользовательским оборудованием (UE) в беспроводной сети, содержащая:

линию связи с диспетчером макросоты;

приемопередатчик (1106, 1108, 1104) для осуществления связи в полосе высоких частот и

процессор (1110) для исполнения команд, вызывающих выполнение:

приема назначения от диспетчера макросоты, причем назначение включает в себя определенный для UE набор опорных сигналов, отображенный на множество нисходящих лучей TP высокочастотной передачи, причем каждый определенный для UE опорный сигнал уникально идентифицирует индивидуальные нисходящие лучи TP высокочастотной передачи и указанное UE;

передачи множества лучей с использованием приемопередатчика;

обнаружения запроса на установку линии связи UE на одном из множества лучей и

передачи индикатора установки линии связи диспетчеру макросоты.

15. Диспетчер макросоты, характеризующийся тем, что выполнен с возможностью обеспечения канала передачи данных между назначенной точкой (TP) высокочастотной передачи и пользовательским оборудованием (UE) в беспроводной сети, содержащий:

первый приемопередатчик (1106, 1108, 1104) для функционирования в полосе высоких частот;

второй приемопередатчик (1106, 1108, 1104) для функционирования в полосе низких частот и

процессор (1110) для исполнения команд, вызывающих выполнение:

передачи индикатора доступности высоких частот на UE с использованием второго приемопередатчика;

передачи назначения на TP, причем назначение включает в себя определенный для UE набор опорных сигналов, отображенных на множество нисходящих лучей TP высокочастотной передачи, причем каждый определенный для UE опорный сигнал уникально идентифицирует индивидуальные нисходящие лучи TP высокочастотной передачи и указанное UE;

получения от UE информации о контексте UE и

приема ACK/NACK от UE для нисходящей пакетной передачи или от TP для восходящей пакетной передачи.