用于具有有限链路预算的网络的多信道的多址方案的制作方法_4

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(或者内核)执 行。在其它实施例中,可以使用其它类型的集成电路(例如,结构化/平台ASIC、现场可编 程门阵列(FPGA)和其它半定制1C),其中这些集成电路可以用本领域公知的任何方式进行 编程。每一个单元的功能还可以整体地或者部分地使用指令来实现,其中这些指令包含在 存储器中,被格式化成由一个或多个通用或专用处理器来执行。
[0100] 接收机模块405-a可以接收诸如分组、数据之类的信息和/或关于该设备600已 接收或发送了什么内容的信令信息。前向链路通信模块410-a可以将所接收的信息用于各 种各样的目的,如先前所描述的。
[0101] 在一种配置中,前向链路通信模块410-a可以包括多信道模块455_a。模块455_a 可以是图4B中的模块455的示例。在一种配置中,多信道模块455-a可以根据操作频带, 生成多个CDMA频率信道。可以针对每一个个别的频率信道,设置单独的和不同的RoT操作 门限。下面将描述关于R〇T门限的设置的细节。
[0102] 图7根据各个实施例,示出了可以被配置用于为CDMA频率信道设置和调整RoT门 限,以节省M2M设备115的功率的通信系统700的框图。该系统700可以是图1中所描述 的系统100、图2的系统200、图3A的系统300、图3B的320、图4A的系统400和/或图6 的系统600的一些方面的示例。
[0103] 系统700可以包括基站105-d。基站105-d可以包括天线745、收发机模块750、存 储器770和处理器模块765,这些组件可以(例如,通过一个或多个总线)彼此之间进行直 接或者间接地通信。收发机模块750可以被配置为经由天线745,与M2M设备115 (其可以 是传感器、计量器或者能够进行跟踪、感测、监测的任何其它类型的设备等等)进行双向通 信。收发机模块750(和/或基站105-d的其它组件)还可以被配置为与一个或多个网络 进行双向通信。在一些情况下,基站105-d可以通过网络通信模块775,与核心网130-a进 行通信。
[0104] 基站105-d还可以与其它基站105(例如,基站105-m和基站105-n)进行通信。基 站105中的每一个可以使用不同的无线通信技术(例如,不同的无线接入技术)来与M2M 设备115进行通信。在一些情况下,基站105-d可以使用基站通信模块735来与诸如105-m 和/或105-n之类的其它基站进行通信。在一些实施例中,基站105-d可以通过控制器120 和/或核心网130-a来与其它基站进行通信。
[0105] 存储器770可以包括随机存取存储器(RAM)和只读存储器(ROM)。存储器770还 可以存储包含指令的计算机可读、计算机可执行软件代码771,其中这些指令被配置为:当 被执行时,使处理器模块765执行本文所描述的各种功能(例如,RoT操作点的布置、ACK方 案、用于寻呼消息的动态数据速率方案、灵活寻呼方案、数据业务方案等等)。替代地,软件 771可以不由处理器模块765直接执行,而是可以被配置为(例如,当对其进行编译和执行 时)使计算机执行本文所描述的功能。
[0106] 处理器模块765可以包括智能硬件设备,例如,诸如Intel?公司或者AMD?制造 的中央处理单元(CPU)之类的CPU、微控制器、专用集成电路(ASIC)等等。收发机模块750 可以包括调制解调器,该调制解调器被配置为:对用于M2M设备115的分组进行调制,将调 制后的分组提供给天线745以进行传输,以及对从天线745接收的分组进行解调。虽然基 站105-d的一些示例可以包括单个天线745,但基站105-d优选地包括用于多个链路的多个 天线745,其中所述多个链路可以支持载波聚合。例如,可以使用一个或多个链路来支持与 M2M设备115的宏通信。
[0107] 根据图7的架构,基站105-d还可以包括通信管理模块730。通信管理模块730可 以管理与其它基站105的通信。举例而言,通信管理模块730可以是基站105-d的组件,其 经由总线与基站105-d的其它组件中的一些或者全部组件进行通信。替代地,可以将通信 管理模块730的功能实现成收发机模块750的组件、实现成计算机程序产品、和/或实现成 处理器模块765的一个或多个控制器单元。
[0108] 用于基站105-d的组件可以被配置为实现上面针对图6中的设备600所讨论的 方面,故为了简短起见,这里没有进行重复。在一个实施例中,基站105-d可以包括多信道 模块455-b,多信道模块455-b可以是图4B和/或图6中所示出的模块455的示例。模块 455-b可以包括划分模块705、信道配置模块710和设备识别模块715。
[0109] 在一种配置中,划分模块705可以识别基站105-d在前向链路上与该M2M无线WAN 中的多个M2M设备115进行通信所使用的当前操作频带。模块705可以将该操作频带划分 成多个个别的频率信道。这些频率信道可以使用CDMA技术,以允许多个不同的M2M设备使 用相同的信道在反向链路上进行通信。
[0110] 在一个实施例中,信道配置模块710可以配置各个CDMA频率信道具有RoT操作 点。例如,第一组的一个或多个频率信道可以被配置有按照第一电平进行设置的R〇T操作 点。第二组的一个或多个信道可以被配置有按照第二电平进行设置的RoT操作点,其中第 二电平可以低于第一电平。在一种配置中,与第二组的信道中的信道相比,第一组的信道中 的信道可以具有用于携带针对更多M2M设备的数据分组的容量。此外,与第二组中的信道 上所携带的分组相比,可以按照更高的数据速率来发送第一组中的信道上所携带的数据分 组。
[0111] 设备识别模块715可以识别一个或多个M2M设备115以使用第一组的信道中的信 道,以及识别一个或多个M2M设备115以使用第二组中的信道。模块715可以识别与基站 105-d处于某个距离之内的设备115,并且可以指示这些设备115来使用第一组中的信道在 反向链路上发送数据分组。模块715可以指示位于基站105-d的该距离之外的设备115来 使用第二组中的信道发送它们的数据分组。在一种配置中,模块715可以通过估计在M2M 设备115处接收的前向链路通信的信号强度,来确定哪些设备115位于基站105-d的所述 某个距离之内。与估计的弱信号强度相比,强的信号强度可以指示与基站105-d更加邻近。 模块715还可以使用一天中的时间这样的参数,来识别哪些设备115应当在不同的信道上 进行通信。在一个实施例中,在预期网络拥塞较低的一天中的时间,模块715可以指示M2M 设备115来使用具有低RoT门限的频率信道。该信道的容量可以是低的,但预期该反向链 路上的所预期的拥塞也是低的。因此,由于低的R〇T,M2M设备115能够使用较低的功率在 该信道上发送信号。如果预期网络拥塞是高的,则模块715可以为位于与基站105-d更大 距离的那些M2M设备(其按照低的数据速率进行发送),保留具有低RoT门限的信道。
[0112] 在一些实施例中,收发机模块750结合天线745、以及基站105-d的其它可能组件, 可以从基站105-d向M2M设备115、向其它基站105-m/105-n或核心网130-a,发送多个前 向链路帧(其中每一个前向链路帧都包括业务时隙)。
[0113] 图8是根据各个实施例,示出用于管理反向链路通信的设备800的框图。设备800 可以是参照图1、图2、图3A、图3B和/或图5A所描述的M2M设备115的一个或多个方面的 示例。设备800还可以是处理器。设备800可以包括接收机模块505-a、反向链路通信模块 510-a和/或发射机模块515-a。反向链路通信模块510-a可以包括信道识别模块525-a。 模块525-a可以是参照图5B所描述的模块525的示例。这些组件中的每一个可以彼此之 间进行通f目。
[0114] 设备800中的这些组件可以单独地或者统一地使用一个或多个专用集成电路 (ASIC)来实现,其中这些ASIC适于在硬件中执行这些可应用功能中的一些或者全部。替 代地,这些功能可以在一个或多个集成电路上,由一个或多个其它处理单元(或者内核)执 行。在其它实施例中,可以使用其它类型的集成电路(例如,结构化/平台ASIC、现场可编 程门阵列(FPGA)和其它半定制1C),其中这些集成电路可以用本领域公知的任何方式进行 编程。每一个单元的功能还可以整体地或者部分地使用指令来实现,其中这些指令包含在 存储器中,被格式化成由一个或多个通用或专用处理器来执行。
[0115] 接收机模块505-a可以接收诸如分组、数据之类的信息和/或关于该设备800已 接收或发送了什么内容的信令信息。反向链路通信模块510-a可以将所接收的信息用于各 种各样的目的。发射机模块515-a可以在反向链路帧中,在反向链路上发送分组、数据和/ 或信令信息。反向链路帧可以包括业务时隙,而不包括在其期间可以发送控制信息的其它 控制时隙。业务时隙可以具有20ms的长度,在该长度的时间期间,可以在反向链路上发送 数据。
[0116] 接收机模块505-a可以被配置为:接收在前向链路上从基站105发送的前向链路 物理层数据分组。在一个示例中,接收机模块505-a可以接收前向链路的信号强度,其中设 备800可以使用该信号强度来确定要使用具有适当的RoT门限的哪个频率信道来进行反向 链路上的通信。信道识别模块525-a可以分析所接收的信号强度,并且基于信号强度的分 析,来确定要使用的具有适当RoT门限的频率信道。此外,接收机模块505-a可能从使用该 信道在反向链路上进行通信的其它M2M设备115,接收到干扰信号。在一个实施例中,基站 105可以在前向链路上定期地广播其拥塞水平(即,长期平均RoT)。信道识别模块525-a可 以分析干扰信号的电平、基站105所报告的拥塞水平等等,以确定该网络的估计的拥塞水 平。模块525-a可以至少部分地基于所估计的该网络中的反向链路的拥塞情形,来选择要 使用的具有某个RoT水平的频率信道。发射机模块515-a可以使用由信道识别模块525-a 所识别的频率信道,在反向链路上发送数据分组。
[0117] 图9根据各个实施例,示出了用于管理功率的消耗的M2M设备115-d的框图900。 M2M设备115-d可以具有各种各样的配置中的任何一种,例如,用于上面所讨论的各种M2M 应用的传感器或监测器。M2M设备115-d可以经由传感器模块940来捕捉或感测信息。M2M 设备115-d可以具有诸如小型电池之类的内部电源,以有助于移动操作。在一些实施例中, M2M设备115-d可以是参照图1、图2、图3A和/或图3B所描述的M2M设备115。M2M设备 115-d可以包括图5A的设备500和/或图8的设备800的方面。M2M设备115-d可以是多 模式移动设备。在一些情况下,M2M设备115-d可以称为M2M UE或MTC设备。
[0118] M2M设备115-d可以包括天线945、收发机模块950、存储器980和处理器模块970, 这些组件可以(例如,通过一个或多个总线)彼此之间进行直接或者间接地通信。收发机 模块950可以经由天线945和/或一个或多个有线或无线链路,与一个或多个网络进行双 向通信,如上所述。例如,收发机模块950可以与图1、图2、图3A、图3B和/或图7的基站 105进行双向通信。此外,收发机模块950还可以与图4A的设备400和/或图6的设备600 的方面进行通信。收发机模块950可以包括调制解调器,该调制解调器被配置为:对分组进 行调制,将调制后的分组提供给天线945以进行传输,以及对从天线945接收的分组进行解 调。虽然M2M设备115-d可以包括单个天线945,但M2M设备115-d可以包括用于多个传输 链路的多个天线945。
[0119] 存储器980可以包括随机存取存储器(RAM)和只读存储器(ROM)。存储器980可 以存储包含指令的计算机可读、计算机可执行软件代码985,其中这些指令被配置为:当被 执行时,使处理器模块970执行本文所描述的各种功能(例如,接收分组、进入睡眠状态等 等)。替代地,软件代码985可以不由处理器模块970直接执行,而是被配置为(例如,当对 其进行编译和执行时)使计算机执行本文所描述的功能。处理器模块970可以包括智能硬 件设备,例如,诸如Intel?公司或者AMD?制造的中央处理单元(CPU)之类的CPU、ASIC、 微控制器等等。
[0120] 根据图9的架构,M2M设备115-d还可以包括通信管理模块960。通信管理模块 960可以管理与基站105和/或其它M2M设备115的通信。举例而言,通信管理模块960可 以是M2M设备115-d的组件,其经由总线与M2M设备115-d的其它组件中的一些或者全部 组件进行通信。替代地,可以将通信管理模块960的功能实现成收发机模块950的组件、实 现成计算机程序产品、和/或实现成处理器模块970的一个或多个控制器单元。
[0121] 在一些实施例中,M2M设备115-d可以测量和/或捕捉数据,并在无需在网络上执 行显式注册的情况下,向网络发送该数据。在一个实施例中,M2M设备115-d可以监测可用 基站或网络小区的导频信号,并选择基站或网络小区进行通信,而无需向该基站或网络小 区进行显式地注册。在一些配置中,虽然没有在所选定的基站或网络小区上进行显式地注 册,但M2M设备115-d可以监测用于所选定的基站或网络小区的系统信息。用于所选定的 基站或网络小区的系统信息可以包括显式注册触发,并且M2M设备115-d可以抑制网络上 的显式注册(即使当检测到这些显式注册触发中的一个时)。例如,M2M设备115-d可以基 于诸如设备开机/关机、频率/频带类型改变、基于时间段的注册、基于移动的注册、基于地 域的注册和/或基于参数改变的注册之类的一个或多个注册触发,来抑制注册。
[0122] 所述系统信息可以包括:用于在接入所选定的基站或网络小区时使用的接入参 数。M2M设备115-d可以捕捉或者测量与事件有关的信息(例如,经由传感器模块940),并 在执行所选定的基站或网络小区上的显式注册之前(或者无需执行该显式注册),将该信 息作为网络接入的一部分发送给所选定的基站或网络小区。可以使用所述接入参数中的 一个或多个,来执行该网络接入。作为网络接入的一部分(向所选定的基站或网络小区发 送所捕捉的或者所测量的事件数据),所选定的基站或网络小区可以隐式地注册M2M设备 115-d〇
[0123] 抑制注册还可以允许M2M设备115-d选择最佳的网络小区进行传输,而不考虑在 向目标小区进行注册时招致的功率损失。例如,M2M设备115-d可以基于所估计的用于与 各个网络进行通信的功耗,在可用的网络之间进行选择,而无需考虑由于执行显式地切换 而所招致产生的功率损失(其中在新网络上进行显式注册)。
[0124] 用于M2M设备115-d的组件可以被配置为实现上面针对图5A的设备500和/或 图8的设备800所讨论的方面,故为了简短起见,这里不进行重复。在一个示例中,M2M设 备115-d可以包括信道识别模块525-b,信道识别模块525-b可以是图5A和/或图8的模 块的示例。信道识别模块525-a可以包括信道消息分析模块905和信道选择模块910。如 先前所提及的,信道识别模块525-b可以基于网络的某些状况、前向链路的信号强度等等, 来确定要使用哪个频率信道(其具有某种R〇T门限)。在一个实施例中,模块525-b可以选 择具有较高R〇T门限的信道,并且M2M设备115-d可以使用该信道,在反向链路上按照高数 据速率来发送数据分组。模块525-b可以监测从基站接收的ACK消息,其中该消息指示是 否已接收到该数据分组。在没有接收到ACK消息时,信道识别模块525-b可以切换到使用 具有较低R〇T门限的频率信道。随后,M2M设备115-d可以按照低数据速率来发送该数据 分组。
[0125] 在一种配置中,基站105可以向M2M设备115-d指示该设备应当使用哪个频率信 道(基于R〇T门限)在反向链路上进行通信。因此,模块525-b还可以基于指派信息或者 从基站105接收的指令,来识别用于反向链路上的传输的信道。例如,基站105可以确定 M2M设备115应当使用哪个频率信道,基站105可以向该设备发送这些指令。信道消息分 析模块905可以接收这些指令或者指派消息,并识别这些指令或指派消息所指示的频率信 道。信道选择模块910可以选择模块525-b所识别的信道。所选定的信道可以用于反向链 路通信,以携带从该M2M设备115-d到基站105的数据分组。
[0126] 图10是示出可用于由反向链路通信使用的多个频率信道1005的一个实施例的框 图1000。在一种配置中,可以将反向链路的操作频带划分成多个频率信道1005。所获得的 频率信道的数量可以取决于各种因素。例如,通过该划分所获得的频率信道的数量,可以随 着M2M无线WAN中的M2M设备115的数量增加而增加。此外,如果预期网络上的拥塞水平将 高于某个水平,则可以增加频率信道的数量。此外,随着基站105的覆盖小区的大小增加, 频率信道的数量可以增加。在一个实施例中,基站105可以包括:用于通过反向链路的操作 频带的划分,来确定要生成的频率信道的数量的处理操作。
[0127] 每一个频率信道1005可以包括RoT门限1010。RoT门限1010可以指示基站 105优选按照其进行操作的该反向链路上的总干扰电平。在一种配置中,第一频率信道 1005-a-l可以包括第一 RoT门限1010-a-l。第二频率信道1005-a-2可以包括第二RoT门 限1010-a-2。与第二RoT门限1010-a-2相比,第一 RoT门限1010-a-l可以更高。因此,与 使用第二频率信道l〇〇5-a-2来发送它们的数据分组的M2M设备
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