Настоящее изобретение относится в основном к радиотелефонным системам и, более конкретно, к способу, реализуемому подвижной станцией, для предотвращения потери активного вызова в момент непредвиденного перехода подвижной станции из первой во вторую зону обслуживания радиотелефонной системы.
Радиотелефонные системы широко известны в технике. Частным типом радиотелефонной системы является сотовая радиотелефонная система. Сотовые радиотелефонные системы обычно содержат коммутационный контроллер, связанный с телефонной сетью общего пользования (PSTN) и совокупностью базовых станций. Каждая совокупность базовых станций обычно определяет ближайшую к данной базовой станции географическую область для создания зоны обслуживания. Одна или более подвижных станций взаимодействуют с базовой станцией, что облегчает передачу вызова между подвижной станцией и телефонной сетью общего пользования. Детальное описание сотовой радиотелефонной системы дано в книге "Подвижные сотовые системы связи" авторов Dr. William C.Y. Zee, 1989.
Перераспределение канала связи (в дальнейшем - переключение) в сотовой радиотелефонной системе определяется как переход от подвижной станции, которая осуществляет связь с первой базовой станцией, поддерживающей первую зону обслуживания подвижной станции, которая осуществляет связь со второй базовой станцией, поддерживающей вторую зону действия. Переключение может управляться либо стационарно с базовой станции, либо с подвижного объекта, либо в комплексе. Переключение с подвижного (MAHO) объекта определяется как переключение канала связи, управляемое с базовой станции, и использующее информацию, предоставляемую базовой станцией, а также информацию, предоставляемую подвижной станцией.
Переключения далее характеризуются как жесткие переключения или мягкие переключения. Во время жесткого переключения связь между подвижной станцией и первой базовой станцией прекращается до инициализации связи между подвижной станцией и второй базовой станцией. Во время мягкого переключения связь между подвижной станцией и второй базовой станцией инициализируется до окончания связи между подвижной станцией и первой базовой станцией. Сотовые радиотелефонные системы связи, использующие мягкое переключение, обычно используют тот же самый радиочастотный (RF) канал для связи между подвижной станцией и первой базовой станцией или второй базовой станцией.
Проблема систем сотовой радиотелефонной связи состоит в том, что связь между подвижной станцией и коммутирующим контроллером прекращается, когда необходимое переключение не завершилось благополучно. Такое прекращение связи известно под названием потери или срыва вызова. Хотя подвижное переключение и мягкое переключение уменьшили частоту потерь вызовов, в системах сотовой радиотелефонной связи существуют условия, которые все еще вызывают потерю вызовов. Такое условие возникает, когда подвижная станция находится в состоянии активного вызова в первой зоне действия с первой базовой станцией и существенно затеняется передача от второй передающей станции во второй зоне действия. Когда подвижная станция неожиданно переходит из первой зоны действия во вторую, то подвижная станция испытывает существенное увеличение сигнала, передаваемого от второй базовой станции относительно передаваемого сигнала от первой базовой станции. Если существенное уменьшение передаваемого сигнала от второй базовой станции имеет место в течение относительно короткого промежутка времени, то передаваемый от второй базовой станции сигнал воздействует как помеха на связь между подвижной станцией и первой базовой станцией, тем самым препятствует посылке сообщений для осуществления переключения, что приводит к потере вызова.
Из ранее известных способов защиты сотовых радиотелефонных систем от потери вызова следует отметить заявку США на изобретение N 4811380. В этой ссылке предлагается усовершенствованная система сотовой радиотелефонной связи, в которой предусмотрен процесс, предотвращающий потерю вызова благодаря тому, что радиотелефон не принимает команду переключения от своей центральной базовой станции. Эта система содержит коммутирующий контроллер для определения, что радиотелефон требует переключения из зоны действия первой базовой стороны в зону действия второй базовой стороны и для передачи сообщения о переключении на встроенные устройства первой и второй базовой стороны. После этого устройства первой базовой стороны передают сообщение о переключении на радиотелефон. Если абонентский радиотелефон не принял это сообщение, он регистрирует факт потери вызова, блокирует канал от второй базовой стороны и запрашивает через вторую базовую станцию возобновление передачи вызова путем передачи специального сообщения. Вторая базовая сторона далее передает радиотелефону команду переключения канала связи, и переключение завершается успешной передачей вызова.
Техническая проблема, описанная в заявке США на изобретение 4811380, заключается в том, что подвижная станция предпринимает действия для обнаружения вызова лишь в случае отсутствия передачи сигнала от первой базовой станции в пределах заранее определенного промежутка времени. Ранее известная подвижная станция не предсказывает изменяющиеся радиочастотные условия, которые вызывают возникновение собственной помехи в радиотелефонной системе, которой требуется переключение. Так как известная подвижная станция не предсказывает изменение радиочастотных условий, то либо пропадает вызов до успешного завершения передачи сигнала о переключении, либо задержка по времени для обнаружения потери вызова неприемлема для пользователя подвижной станцией.
Соответственно, существует необходимость в способе, реализуемом подвижной станцией для предотвращения потери активного вызова во время резкого перехода подвижной станции из первой во вторую зону обслуживания радиотелефонной системы, который позволил бы устранить недостатки, связанные с потерей вызова или задержкой во времени из-за процесса обнаружения срыва вызова.
Система сотовой радиотелефонной связи содержит по меньшей мере один коммутирующий контроллер, совокупность базовых станций, включая первые и вторые базовые станции и по меньшей мере одну подвижную станцию. Коммутирующий контроллер связывается с первой и второй базовой станцией для осуществления радиотелефонной связи через первую и вторую зоны обслуживания соответственно. Подвижная станция находится в состоянии активного вызова в первой зоне действия с первой базовой станцией в первом канале трафика и существенно затеняется передача от второй базовой станции во второй зоне действия. Способ, реализуемый, подвижной станцией, предотвращает потерю активного вызова во время неожиданного передвижения подвижной станции из первой зоны действия во вторую зону действия. Данный способ включает этапы определения наличия риска потери активного вызова в результате неожиданного перехода подвижной станции из первой зоны обслуживания во вторую; оповещения первой базовой станции о наличии риска потери активного вызова при выявлении имеющейся опасности срыва активного вызова; определения факта нахождения активного вызова от первой базовой станции в процессе срыва, с учетом этапа оповещения первой базовой станции о наличии опасности потери активного вызова, а также получения активного вызова от второй базовой станции во второй зоне действия до момента потери активного вызова от первой базовой станции по результатам определения факта нахождения вызова от первой базовой станции в процессе срыва.
В дальнейшем изобретении поясняется описанием примеров его выполнения со ссылками на сопровождающие фигуры, на которых: фиг. 1 иллюстрирует часть сотовой радиотелефонной системы в соответствии с настоящим изобретением: фиг. 2 - блок-схему подвижной станции, используемой в сотовой радиотелефонной системе согласно фиг. 1 в соответствии с настоящим изобретением; фиг. 3 - режимы обработки вызова от подвижной станции фиг. 2 в соответствии с настоящим изобретением; фиг. 4 - элементы режима доступа к системе в режимах обработки вызовов, проиллюстрированных на фиг. 3 в соответствии с настоящим изобретением; фиг. 5 - элементы режима канала трафика в режиме обработки вызовов фиг. 3 в соответствии с настоящим изобретением; фиг. 6 - последовательность операций, описывающих способ предотвращения потери вызовов в радиотелефонной системе, выполненной в разговорной структуре по фиг. 5 в соответствии с настоящим изобретением; фиг. 7 и фиг. 8 - фрагменты последовательности операций фиг. 6 в соответствии с настоящим изобретением; фиг. 9 - формат сообщения запроса на повторное соединение, используемого в фиг. 3, 4, 5 и 8 в соответствии с настоящим изобретением; фиг. 10 - формат разрешения повторного соединения, используемого на фиг. 8 в соответствии с настоящим изобретением.
Настоящее изобретение может быть более полно описано со ссылкой на фиг. 1 - 10, где фиг. 1 иллюстрирует часть сотовой радиотелефонной системы 100 в соответствии с настоящим изобретением. В качестве примера фиг. 1 главным образом иллюстрирует плотно населенный район, в котором центральная станция расположена вблизи строений 101 - 111, находящихся на пересечении первой 113 и второй 112 улиц. Радиотелефонный охват данного населенного пункта обеспечивается сотовой радиотелефонной системой 100. Сотовая радиотелефонная система 100 в общем случае содержит коммутирующий контроллер 114, первую базовую станцию 115, вторую базовую станцию 116, третью базовую станцию 117, телефонную сеть общего пользования (PSTN) 118, первую подвижную станцию 119 и вторую подвижную станцию 120. Первая подвижная станция 115 имеет первую радиотелефонную зону действия 121 вдоль первой улицы 113. Аналогично вторая базовая станция 116 имеет вторую радиотелефонную зону действия 122, большей частью расположенную вдоль второй улицы 112. Третья базовая станция 117 имеет третью зону действия 123, расположенную в строении 111.
Контролирующий контроллер связан с первой базовой станцией 115 и второй базовой станцией 116 для обеспечения радиотелефонной связи через первую зону действия 121 и вторую зону действия 122 соответственно. Для облегчения описания, первая подвижная станция 119 изначально находится в состоянии активного вызова в первой зоне действия 121, с первой базовой станцией 115 в первом канале трафика и существенно затеняется передача 126 от второй базовой станции 116 из второй зоны действия 122 строением 111. Настоящее изобретение описывает способ, реализуемый подвижной станцией, например, первой подвижной станцией 119, для предотвращения потери активного вызова во время неожиданного передвижения подвижной станции 119 (как показано стрелкой 124) из первой зоны действия 121 во вторую зону действия 122.
В предпочтительном варианте выполнения настоящего изобретения первая зона обслуживания 121 и вторая 122 показаны как зоны макродействия, известные под названием макроячеек и охватывающие относительно большие географические области. Третья зона действия 123 является зоной микродействия и известна под названием микроячейки, она охватывает относительно небольшие географические зоны. Зоны 121, 122 и 123 соответствующих базовых станций 115, 116 и 117 могут частично или полностью перехлестываться. Например, микроячейка может полностью входить в макроячейку. Поэтому настоящее изобретение предусматривает, что подвижная станция 119 может переключаться между макроячейками, между микроячейками, или между макроячейкой и микроячейкой.
Сотовая радиотелефонная система 100, как показано на фиг. 1, не ограничивается показанной конфигурацией. Сотовая радиотелефонная система 100 может содержать дополнительные коммутирующие контроллеры, базовые станции и подвижные станции, чтобы охватить широкую географическую область, что хорошо известно в технике. Сотовая радиотелефонная система 100 может обеспечить охват радиотелефонной связью других областей населенных и не населенных пунктов. Используемые в предпочтительном варианте выполнения коммутирующий контроллер 114, первая базовая станция 115, вторая базовая станция 116, третья базовая станция 117, а также PSTN 118 известны в технике, и поэтому их подобное описание не приводится за исключением случаев, когда это необходимо для облегчения понимания настоящего изобретения.
Согласно предпочтительному варианту выполнения система сотовой радиотелефонной связи 100 является сотовой системой радиотелефонной связи многостанционного доступа с кодовым разделением (CDMA), как это описано в TIA/EIA, IS-95, Стандарте совместимости подвижной станции - базовой станции для двухрежимной широкополосной сотовой системы с расширенным спектром, изданном в июле 1993 года. CDMA является техникой для многостанционной цифровой связи с расширенным спектром, которая создает каналы посредством использования последовательностей уникальных кодов. В CDMA сигналы могут быть приняты и принимаются в условиях шумов высокого уровня. Практическая граница приема сигналов зависит от параметров канала, но CDMA прием в системе, описанной в упомянутом ранее стандарте IS-95, может осуществляться в условиях присутствия шумов, уровень которых на 18 дб выше уровня сигнала статического канала. Обычно эта система работает с более низким уровнем шумов и более мягкими динамическими условиями канала.
Зоны действия сотовой системы радиотелефонной связи 100 могут быть разделены на сектора, как это хорошо известно в технике. В CDMA системе частоты для связи повторно используются во всех секторах каждой ячейки, и большинство помех на данной частоте, заметных для подвижной станции, создается от внешних ячеек по отношению к той, в которой находится подвижная станция. Взаимные помехи на данной частоте, заметные для подвижной станции, создаются пользовательским трафиком в пределах той же ячейки и на той же частоте задержанными по времени (отраженными) лучами.
Базовая станция CDMA связывается с подвижной станцией посредством сигнала, имеющего базовую скорость передачи данных 9600 бит/сек. Затем сигнал расширяется до скорости передаваемых битов или до скорости элементарного сигнала 1, 2288 МГц. Расширение заключается в использовании цифровых кодов для битов данных, что увеличивает скорость передачи данных во время добавления резерва к CDMA системе. Затем добавляются элементарные сигналы всех пользователей в этой ячейке для создания составного цифрового сигнала. Составной цифровой сигнал затем передается посредством использования формы модуляции с фазовой манипуляцией с четвертичными (фазовыми) сигналами QPSK, которая предварительно фильтруется для ограничения ширины спектра сигнала.
Когда переданный сигнал принимается подвижной станцией, его декодируют, что возвращает его скорости передачи данных 9600 бит/с. Во время использования кодирования других пользовательских кодов сужение не осуществляется; принятый сигнал поддерживает ширину полосы пропускания в 1,2288 МГц. Отношение переданных битов или элементарных сигналов к битам данных определяет эффективность кодирования. Эффективность кодирования для североамериканской CDMA системы равна 128, или 21 dB. При такой эффективности кодирования, равной 21 dB, помеха на 18 dB выше уровня сигнала (на 3 dB ниже силы сигнала при наличии указанной эффективности кодирования) может быть приемлемой для статического канала.
Альтернативные цифровые системы сотовой радиотелефонной связи, рассматриваемые в рамках настоящего изобретения, включают: глобальную систему для подвижной связи (GSM), многостанционного доступа с разделением времени (TDMA), расширенного TDMA (E-TDMA). GSM было принято во всей Европе и во многих странах Средиземноморья. Она использует 200 КГц каналы с восемью пользователями на один канал, использующих TDMA и имеет скорость вокодера 13 кбит/с. TDMA использует 30 КГц каналы с тремя пользователями на канал и имеет скорость вокодера 8 кбит/с. E-TDMA также использует 30 КГц каналы, но имеет шесть пользователей на канал со скоростью вокодера 4 кбит/сек.
Согласно предпочтительному варианту выполнения настоящего изобретения, подвижная станция 119 является сотовым радиотелефонным абонентским блоком. Подвижная станция 119 может принимать много форм, которые хорошо известны в технике, такие, как блок, смонтированный на подвижных средствах, переносный блок, или транспортируемый блок. В соответствии с предпочтительным вариантом выполнения настоящего изобретения, подвижная станция является CDMA подвижной станцией, предназначенной для совместного использования с CDMA сотовой радиотелефонной системой, как это описано в стандарте IS-95.
В соответствии с предпочтительным вариантом выполнения настоящего изобретения, активный вызов может состоять из речевого сообщения или информационных данных, которыми обмениваются подвижная станция 119 и базовая станция. Поэтому настоящее изобретение, главным образом, предлагает предотвращение потери информации любого типа, передаваемой между подвижной станцией 119 и базовой станцией.
Настоящее изобретение может использоваться в любой радиотелефонной системе, в которой подвижная станция имеет возможность контроля с уровня сигналов, передаваемых совокупностью базовых станций параллельно, посредством сообщений в активном вызове. Так как сотовая радиотелефонная система связи 100 в предпочтительном исполнении является цифровой системой, то формат посылки сообщений цифровой системы позволяет подвижной станции 119 осуществлять другие функции параллельно с посылкой сообщений в активном вызове. Данное свойство цифровой сотовой радиотелефонной системы связи 100 выделено для того, чтобы позволить подвижной станции 119 реализовать способ для предотвращения потери активного вызова во время неожиданного передвижения подвижной станции 119 из первой зоны обслуживания 121 во вторую 122.
На фиг. 1 показаны два примера того, как подвижная станция затеняется от передач базовой станции. В первом примере, как это было показано ранее, первая подвижная станция 119 затеняется от передач со стороны второй базовой станции строением 111. Во втором примере вторая базовая станция 120 находится в состоянии активного вызова в третьей зоне действия 123 с третьей базовой станцией 117 и существенно затеняется от передач со стороны первой базовой станции 115 в первой зоне действия 121 и второй базовой станции во второй зоне действия 122. В соответствии с первым примером, когда первая подвижная станция 119 неожиданно переходит из первой зоны действия 121 во вторую 121 (как указано стрелкой 124), подвижная станция испытывает существенное увеличение уровня передаваемого сигнала 126 от второй базовой станции 116 относительно уровня передаваемого сигнала 127 от первой базовой станции 115. Если существенное возрастание уровня передаваемого сигнала 126 от второй базовой станции 116 имеет место в пределах относительно короткого промежутка времени, то передача сигнала 126 от второй базовой станции 116 создает помеху связи между первой подвижной станцией 119 и первой базовой станцией 115, тем самым препятствуя передаче сообщений о переключении канала связи, что вызывает потерю вызова. В соответствии со вторым примером выполнения, получается аналогичный результат, когда подвижная станция неожиданно переходит из третьей зоны действия 123 в первую зону действия 121 или во вторую зону действия 122. Такие неожиданные перемещения между зонами обслуживания, в основном, вызваны быстрым изменением затеняющих условий. Например, подобные резкие переходы могут быть вызваны изменением скорости передвижения самой подвижной станции, поворотом за острый угол строения подвижной станции или нахождением подвижной станции в замкнутом пространстве, например в строении с приданной ему микроячейкой.
Фиг. 2 иллюстрирует блок-схему подвижной станции, используемой в сотовой радиотелефонной системе фиг. 1, в соответствии с настоящим изобретением. Подвижная станция 119, как правило, содержит блок настройки приемника 201, блок настройки передатчика 202, контроллер 203, синтезатор частоты 204, фильтр дуплексера 205 и антенну 206. Блоки настройки приемника 201 и передатчика 202 совместно используют функции контроллера 203, а используемые синтезатор частоты 204, фильтр дуплексера 205 и антенна 206 хорошо известны в технике. Блок настройки приемника 201 в общем случае содержит аналоговый CDMA приемник 207, преобразователь аналогового сигнала в цифровой (A/D) 208, цифровой CDMA демодулятор 209, пилотсканер 210, Витерби декодер 211, речевой декодер 212, преобразователь цифрового сигнала в аналоговый (D/A) 213 приемник данных 223 в громкоговоритель 214. Схема настройки передатчика 202 содержит источник речи такой, как микрофон 215, или источник данных 224, A/D преобразователь 216, кодер речи 217, цифровой CDMA передатчик 218, D/A преобразователь 219, аналоговой CDMA модулятор 220, аналоговый CDMA передатчик 221, усилитель мощности 222 и систему управления электропитанием 225.
Согласно предпочтительному варианту выполнения настоящего изобретения, цифровой CDMA демодулятор 209, пилот-сканер 210, Витерби декодер 211 и цифровой CDMA передатчик 218 выполнены в виде прикладной специфической объединенной схемы (ASIC), как описано в публикации "ASCI модем CDMA подвижной станции". Из сборника IEEE 1992 года, составленного по материалам ежегодной конференции по интегральным схемам, часть 10.2, страницы 1 - 5; и "Обзор ASIC цифровой CDMA сотовой системы", IEEE, 1992, часть 10.1, страницы 1 - 7.
В соответствии с предпочтительным вариантом выполнения настоящего изобретения, аналоговый CDMA приемник 207 является аналоговым приемником, выполненным совместимым с полосой пропускания 1,2288 МГц для работы приемника CDMA. Цифровой CDMA передатчик 218, аналоговый CDMA модулятор 220, аналоговый CDMA передатчик 221, усилитель 222 и система контроля электропитанием 225 описаны в упомянутом выше стандарте IS-95. Контроллер 203 является MC68332 микроконтроллером, выпущенным и предложенным фирмой Motorola Jnc. В качестве альтернативы могут быть использованы также процессоры цифровых сигналов (DSP). Например, процессор цифрового сигнала может быть типа MC56156, выпущенный и предложенный фирмой Motorola Jnc. Частотный синтезатор 204, фильтр дуплексора 205 и антенна 206 являются, в сущности, теми же, что и в обычных аналогичных сотовых радиотелефонных подвижных станциях. Декодер речи 212 и кодер речи 217 предпочтительно выполнены совместно с процессором цифрового сигнала, запрограммированного в соответствии с TIA/EIA/IS-96-A, Стандартом выбора речевого обслуживания для широкополосных цифровых сотовых систем с широким спектром.
В соответствии с предпочтительным вариантом выполнения настоящего изобретения, способ, осуществляемый подвижной станцией для предотвращения потери активного вызова во время резкого перехода подвижной станции 119 из первой зоны обслуживания 121 во вторую 122, содержит ряд операций, обеспечиваемых контроллером 203 на фиг. 2. В предпочтительном варианте выполнения настоящего изобретения контроллер 203 принимает информацию об уровне сигнала (RSSI), который соответствует полной энергии (Io), принимаемой подвижной станцией 119 на линии 226. информацию об уровне пилотсигнала на линии 227 от пилотсканера 210, информацию об уровне сигнала активного вызова на линии 228 от цифрового CDMA демодулятора 209 и принимает управляющие сообщения системы на линии 229 от Витерби декодера 211. Контроллер 203 посылает системные управляющие сообщения на линии 230 посредством CDMA передатчика 218. Этапы указанного способа, реализуемые подвижной станцией 119 и вводимые в контроллер 203 фиг. 2 далее описываются со ссылкой на фиг. от 3 до 8.
Фиг. 3 иллюстрирует последовательность режимов обработки вызовов 300 для подвижной станции по фиг. 2 в соответствии с настоящим изобретением, в том числе режим электропитания 301, режим инициализации подвижной станции 302, режим свободной подвижной станции 301, режим доступа к системе 304 и режим управления подвижной станцией по каналу трафика 305. Во время перехода 307 подвижная станция 119 имеет полностью осуществленную синхронизацию системы. Во время перехода 308 подвижная станция 119 принимает сообщение пейджингового канала, требующее подтверждения приема или ответной реакции, организует вызов или осуществляет регистрацию. Во время перехода 309 подвижная станция 119 ориентируется на канал трафика. Во время перехода 312 подвижная станция 119 заканчивает использование канала трафика. Во время перехода 310 подвижная станция 119 принимает подтверждение приема передачи канала доступа, отличающееся от сообщения о подготовке или ответной реакции в режиме пейджинга. Во время перехода 311 подвижная станция 119 осуществляет работу по переключению в свободное состояние с NGHBR-CONFIG, равной 011 или не имеющей возможности принять сообщения пейджингового канала. Режимы от 301 до 305 на фиг. 3 и взаимный переход от одного в другой, в основном, описаны в упомянутом ранее стандарте IS-95, части 6.6, за исключением перехода 306 от управления подвижной станции в режиме канала трафика 305 в режим доступа к системе 304. Во время перехода 306 подвижная станция инициализирует сообщение запроса о повторном соединении. Переключение режима 306 будет описано более детально со ссылкой на фиг. 4 -10.
Фиг. 4 иллюстрирует элементы режима системного доступа 304 из режимов обработки вызова, изображенных на фиг. 3 в соответствии с настоящим изобретением. В режиме системного доступа 304 подвижная станция 119 посылает сообщения на базовую станцию по каналам доступа и принимает сообщения от базовой станции по пейджинговым каналам. Фиг. 4 большей частью содержит подрежим обновления информации заголовка 401, подрежим ответного пэйджингового сообщения 402, подрежим попытки подготовки подвижной станции 403, подрежим доступа к регистрации 404, подрежим передачи сообщения подвижной станции 405 и подрежим ответной реакции на заказ/сообщение подвижной станции 406. Во время перехода 407 подвижная станция 119 принимает сообщение или предписание представить подтверждение приема или ответ. Во время перехода 408 подвижная станция 119 осуществляет регистрацию доступа. Во время перехода 409 подвижная станция 119 принимает пакет сообщений с данными, созданными пользователем. Во время перехода 410 подвижная станция 119 начинает посылать вызов для подготовки пользователя. Во время перехода 411 подвижная станция 119 принимает пэйджинговое сообщение или дискретизированное пэйджинговое сообщение. Во время перехода 412 и 413 подвижная станция 119 вводит функцию управления подвижной станцией в режим канала трафика 305 согласно фиг. 3 или переходит в аналоговый режим. Во время переходов 414 - 416 подвижная станция вводит режим свободной подвижной станции 303 согласно фиг. 3. Режимы 401 - 406 и переходы 407 - 416, в основном, описываются в упомянутом ранее IS-95 стандарте, часть 6.3, за исключением перехода 306 в подрежим попытки подготовки подвижной станции, когда подвижная станция инициализирует сообщение запроса на повторное соединение. Переход 306 иллюстрирует пункт назначения перехода 306 в режим системного доступа 304 согласно фиг. 3. Основное состояние 306 будет описано более детально со ссылкой на фиг. 5 - 10.
Фиг. 5 иллюстрирует фрагменты режима канала трафика 305 в режимах обработки вызова фиг. 3 в соответствии с настоящим изобретением. Фиг. 5 большей частью содержит подрежим инициализации канала трафика 501, ожидания подрежима заказа 502 ожидания ответа подвижной станции 503, подрежима разговора 504 и подрежима освобождения 505. Во время перехода 506 подвижная станция 119 заканчивает активный вызов и принимает заказ от базовой станции на подтверждение приема по прямому каналу трафика. Во время перехода 507 подвижная стадия 119 принимает заказ на обслуживание или приводится в рабочее состояние информационным сообщением. Во время перехода 508 пользователь подвижной станции 119 отвечает на вызов. Во время перехода 509 подвижная станция 119 принимает заказ на обслуживание. Во время перехода 510 пользователь подвижной станции 119 инициализирует разъединение или принимает заказ на освобождение. Во время перехода 511 подвижная станция 119 принимает сигнал установки в рабочее состояние информационным сообщением. Во время переходов 512 и 513 подвижная станция 119 принимает заказ на освобождение. Во время перехода 514 подвижная станция 119 посылает вызов и принимает заказ подтверждения приема базовой станции по прямому каналу трафика. Состояния 501 - 505 и переходы 506 - 514, в основном, описаны в упомянутом ранее стандарте IS-95, часть 6.6.4, за исключением режима перехода 306, когда подвижная станция инициализирует сообщение о запросе повторного соединения. Переход 306 иллюстрирует начало перехода 306 при управлении подвижной станцией в режиме канала трафика 305 фиг. 3. Режим перехода 306 будет описан более детально со ссылкой на фиг. 6 - 10.
Фиг. 6 иллюстрирует последовательность операций, описывающих способ 605 предотвращения потери вызовов в радиотелефонной системе 100, выполненных в подрежиме разговора 504 согласно фиг. 5 в соответствии с настоящим изобретением. Способ 605, осуществляемый подвижной станцией 119, предотвращает потерю активного вызова во время резкого перехода подвижной станции 119 из первой зоны действия 121 во вторую зону действия 122. На этапе 600 способ допускает, что подвижная станция 119 в исходном состоянии находится в состоянии активного вызова с первой базовой станцией 115 в первой зоне действия 121 в первом канале трафика. Способ 605 по настоящему изобретению, в основном, содержит четыре этапа 601 - 604. Подэтапы указанных четырех этапов 601 - 604 будут описаны со ссылкой на фиг. 7 и 8. На этапе 601 подвижная станция 119 определяет наличие возможности потери активного вызова в результате резкого перехода подвижной станции 119 из первой зоны обслуживания 121 во вторую (122). На этапе 602 подвижная станция 119 предупреждает первую базовую станцию 115 о возможности потери активного вызова с учетом этапа 601 определения наличия опасности потери активного вызова. На этапе 603 подвижная станция 119 определяет, что активный вызов с базовой станцией 115 находится в состоянии потери с учетом этапа 602 оповещения первой базовой станции 115 об опасности потери активного вызова. На этапе 604 подвижная станция 119 устанавливает активный вызов со второй базовой станции 116 во второй зоне действия 122 до потери активного вызова с первой базовой станции 115 в ответ на шаг 603, определения, что активный вызов с первой базовой станции 115 находится в состоянии срыва.
По отношению к известной заявке США N 4811380, настоящее изобретение существенно улучшает ранее достигнутые результаты путем добавления этапов 601 и 602. Как указывалось выше, известная из уровня техники подвижная станция предпринимает только шаг обнаружения вызова при отсутствии передачи сигнала от базовой станции в течение определенного промежутка времени. Известная подвижная станция не предсказывает изменяющиеся RF условия, которые устанавливают условия для собственных помех в радиотелефонной системе, которая требует переключения. На этапах 601 и 602 заявленного способа заранее предупреждают подвижную станцию 119 о потере вызова. Подвижная станция 119 может принять заранее посланное предупреждение, в то время как подвижная станция находится в состоянии активного вызова, так как сотовая радиотелефонная система 100 является цифровой системой. Цифровая система позволяет подвижной станции 119 поддерживать активный вызов во время ожидания сигнала возможности потери активного вызова. Используя заранее переданное предупреждение, подвижная станция 119 может предпринять необходимые шаги совместно с базовыми станциями для своего размещения в радиотелефонной системе 100 до начала процесса потери вызова. Преимуществом настоящего изобретения является то, что заявленный способ может быть реализован путем размещения подвижной станции, как описано в данной заявке; не требуется никаких дополнительных изменений в обычным способе, осуществляемом на базовых станциях 115, 116, 117 или коммутирующем контроллере 114. Поэтому подвижная станция 119 по настоящему изобретению контролируют изменение RF условий, тем самым предотвращает любую потерю активного вызова до успешной передачи сообщения о переключении или во время неприемлемой задержки по времени для обнаружения потери вызова.
Фиг. 7 и 8 иллюстрируют промежуточные этапы последовательности операций фиг. 6 в соответствии с настоящим изобретением. Этапы 601 - 704 фиг. 6 выделены для ссылки. Этапы 601 по фиг. 6 большей частью состоят из четырех этапов 701 - 704. На этапе 701 подвижная станция 119 контролирует общую энергию, принятую подвижной станцией 119. Из фиг. 2 видно, что общая энергия принимается контроллером на линии 226. На этапе 702 подвижная станция 119 измеряет энергию сигнала активного вызова, принятого подвижной станцией. Из фиг. 2 видно, что энергия сигнала активного вызова принимается контроллером на линии 228. На этапе 703 подвижная станция 119 вычисляет отношению энергии сигнала к общей энергии. На этапе 704 подвижная станция 119 определяет, является ли это отношение неудовлетворительным. Если на этапе 704 подвижная станция 119 определит, что это отношение неудовлетворительно, что указывает на существующую опасность потери активного вызова, то процесс продолжается с этапа 602. Если на этапе 704 подвижная станция 119 определит, что это отношение удовлетворительно, что указывает на отсутствие опасности потери активного вызова, то процесс продолжается с этапа 705.
Этап 701, в основном, содержит четыре подэтапа 705 - 708. На шаге 705 подвижная станция 119 измеряет общую энергию, принятую подвижной станцией 119 в выбранных точках во времени для получения образцов общей энергии, содержащей по крайней мере один предыдущий образец и текущий образец общий энергии. На этапе 706 подвижная станция 119 определяет, что текущий образец общей энергии больше, чем по меньшей мере один из предыдущих образцов общей энергии на заранее определенную величину. На шаге 706 подвижная станция 119 загружает текущий образец общей энергии этапа 718 и возвращается к этапу 705, если подвижная станция 119 определит, что текущий образец полной энергии меньше, чем по меньшей мере один из ранее выбранных образцов полной энергии на заранее определенную величину. На этапе 707 подвижная станция 119 суммирует текущий образец полной энергии с по меньшей мере одним ранее выбранным образцом полной энергии для получения полной суммарной энергии. На этапе 708 подвижная станция 119 загружает в память значение суммарной полной энергии. На фиг. 2 видно, что суммарная полная энергия загружается в память, находящуюся в контроллере 203.
Этап 602 согласно фиг. 6 предупреждения первой базовой станции об опасности потери активного вызова, в основном, осуществляется путем передачи подвижной станцией 119 сообщения о силе пилотсигнала на первую базовую станцию 115 с указанием уровня сигналов совокупности пилотсигналов 127, 126, 128, переданных совокупностью базовых станций 115, 116, 117, соответственно. Из фиг. 2 видно, что подвижная станция 119 посылает сообщение об уровне пилотсигнала от контроллера 203 на цифровой CDMA передатчик 218 посредством линии 230.
В соответствии с предпочтительным вариантом выполнения настоящего изобретения, активный вызов содержит совокупность последовательных кадров. Этап 603 на фиг. 6 идентифицирования срыва вызова с первой базовой станции содержит два основных подэтапа 709 и 710. На подэтапе 709 подвижная станция 119 определяет, является ли заранее определенное количество последовательных кадров активных вызовов неприемлемым. Если на подэтапе 709 подвижная станция 119 определит, что заранее определенное количество неприемлемых последовательных кадров принято до приема приемлемого кадра, то процесс продолжается с подэтапа 711, в противном случае процесс возвращается к подэтапу 705. На подэтапе 711 подвижная станция 119 отключает цифровой CDMA передатчик 218 через линию 230 на фиг. 2, и процесс продолжается с подэтапа 710. На подэтапе 710 подвижная станция 119 определяет, является ли один из двух последовательных кадров совокупности последовательных кадров приемлемым в заранее определенный промежуток времени. Если на подэтапе 710 подвижная станция 119 определит, в заранее определенном промежутке времени, что приемлемы два последовательных кадра совокупности последовательных кадров, то процесс возвращается к подэтапу 705. Если на подэтапе 710 подвижная станция 119 определит, в заранее определенном промежутке времени, что ни одна пара кадров из совокупности последовательных кадров не подходит, то процесс продолжается с шага 716.
Этап 604 установки активного вызова со второй базовой станцией 116 во второй зоне обслуживания 122, в основном, состоит из трех подэтапов 713 - 715 и этапа 712. На подэтапе 712 подвижная станция 119 идентифицирует вторую базовую станцию 116. На подэтапе 713 мобильная станция 119 посылает сообщение о запросе на повторное соединение второй базовой станции 116 в ответ на подэтап 712 идентификации второй базовой станции 116. Из фиг. 2 видно, что подвижная станция 119 посылает сообщение о запросе повторного соединения на вторую базовую станцию 116 посредством цифрового CDMA передатчика по линии 230. Из фиг. 3 и 5 видно, что подвижная станция 119 передает сообщает о запросе повторного соединения на вторую базовую станцию 116, что указывается переходом 306. Формат сообщения запроса повторного соединения будет описан более детально со ссылкой на фиг. 9. На подэтапе 714 мобильная станция определяет, было ли принято сообщение разрешения повторного соединения от второй базовой станции 116 в течение заранее определенного промежутка времени согласно подэтапу 713 посылки сообщения о запросе повторного соединения на вторую базовую станцию. Если на подэтапе 714 подвижная станция 119 определит, что сообщение о разрешении повторного соединения было получено от второй базовой станции 116 в течение заранее определенного промежутка времени, то процесс продолжается с подэтапа 715, в противном случае процесс возвращается в состояние инициализации подвижной станции 302. Из фиг. 2 видно, что подвижная станция 119 принимает сообщение о разрешении повторного соединения от второй базовой станции 116 посредством Витерби декодера 211 на линии 229. Формат сообщения о разрешении повторного соединения будет описан более детально со ссылкой на фиг. 10. В соответствии с предпочтительным вариантом выполнения подэтап 714 приема сообщения о запросе повторного соединения завершается после приема подвижной станцией 119 сообщения о запросе повторного соединения по каналу пэйджингового кода. На подэтапе 715 подвижная станция 119 принимает активный вызов во второй зоне действия 122 со второй базовой станции 116 по второму каналу трафика с учетом подэтапа 714 приема сообщения о разрешении повторного соединения от второй базовой станции 116.
Этап 712 идентификации второй базовой станции 116, в основном, содержит два подэтапа 716 и 717. На подэтапе 716 мобильная станция 119 осуществляет поиск совокупности пилотсигналов 127, 126, 128, непереданных совокупностью базовых станций 115, 116, 117 соответственно. Из фиг. 2 видно, что подвижная станция 119 осуществляет поиск совокупности пилотсигналов, принятых пилотсканером 210 и переданных контроллеру 203 на линии 227. На подэтапе 717 подвижная станция 119 выбирает пилотсигнал 126, имеющий наибольший уровень из совокупности пилотсигналов, соответствующий пилотсигналу, переданному второй базовой станцией 116.
Фиг. 9 иллюстрирует формат сообщения запроса о повторном соединении, используемого на фиг. 3, 4, 5 и 8 в соответствии с настоящим изобретением. Форматы сообщений подвижных станций описаны, в основном, в ранее упомянутом стандарте IS-95, часть 6.7. Сообщение о запросе повторного соединения аналогично сообщению о начале работы, описанному в ранее упомянутом стандарте IS-95. Поле типа сообщения 801 MSG_TYPE) имеет 8 битов и имеет двоичную величину 00000111. Поля от 802 и 821 аналогичны полям для сообщения о начале работы, как описано в ранее упомянутом стандарте IS-95. Поле сдвига последовательности временных отметок PN 822 (RFF_PN) имеет длину в 9 битов и указывает пилотфазу, которую в текущий момент времени использует подвижная станция 119 для своего тактирования по времени. Поле силы пилотсигнала 823 (PILOT-STRENGTH) имеет длину в 6 бит и выдает пилотмощность пилотсигнала, который в текущий момент использует подвижная станция для тактирования по времени. Поле указания канала трафика 824 (TCH_REF) имеет длину в 6 битов и указывает канал трафика, который используется для связи с первой базовой станцией 115. Поле измеренной фазы пилотсигнала 825 (PILOT-PN-PHASE) имеет длину в 15 бит и сообщает фазу определенного пилотсигнала по отношению к нулевому сдвигу PN пилотсигнала. Поле уровня пилотсигнала 826 (PILOT-STRENGTH) имеет длину в 6 бит и выдает уровень пилотсигнала, указанного в поле 825. Поля 825 и 826 повторяются, пока не будут сообщены все определенные пилотсигналы.
Фиг. 10 иллюстрирует формат сообщения разрешения повторного соединения, используемого на фиг. 8 в соответствии с настоящим изобретением. Форматы сообщений базовой станции описаны, в основном, в ранее упомянутом стандарте IS-95, часть 7.7. Сообщение разрешения повторного соединения аналогично сообщению назначения канала, которое описано в ранее упомянутом стандарте IS-95, но упрощена путем удаления некоторых полей, так как известен "ASSIGN-NODE". Поле типа сообщения 901 имеет длину в 8 битов и имеет исходную величину 00001111. Остальные поля сообщений от 902 до 915, которые используются в сообщении разрешения повторного соединения, полностью описаны в сообщении назначения канала в ранее указанном стандарте IS-95. Эти поля обеспечивают подвижную станцию 119 всей информацией, которая необходима для принятия нового канала трафика с второй базовой станцией 116.
Таким образом, данное изобретение касается способа, реализуемого подвижной станцией, для предотвращения срыва активного вызова в ходе резкого перехода подвижной станции из первой зоны обслуживания во вторую. Настоящее изобретение позволяет с высокой степенью надежности оповещать подвижную станцию 119 об изменяющихся RF условиях до того, как вызов будет включен в процесс срыва. Это преимущество, в основном, обеспечивается путем осуществления подвижной станцией этапов 601 определения, наличия возможности срыва активного вызова в результате резкого перехода подвижной станции 119 из первой зоны обслуживания 121 во вторую 122, а также сообщения 602, первой базовой станции 115 о наличии риска потери активного вызова в ответ на шаги определения 601, что имеется опасность потери активного вызова.
Настоящее изобретение позволяет успешно разрешить проблему срыва любого вызова до успешного завершения сообщения о передаче вызова, а также предотвратить задержки по времени для обнаружения потери вызова.
Настоящее изобретение не ограничено приведенными конкретными вариантами выполнения. Для специалиста в данной области представляется очевидным, что могут быть применены различные варианты в объеме предложенной формулы.
К фигурам даны следующие обозначения.
Фиг. 1
112. 2-ая улица
114. контроллер коммутации
116. базовая станция N 2
123. третья зона действия
122. вторая зона действия
113. 1-ая улица
119 подвижная станция N 1
120. подвижная станция N 2
117. базовая станция N 3
115. базовая станция N 1
121. первая зона действия
Фиг. 2
207. аналоговый CDMA приемник
208. преобразователь A/D
209. цифровой CDMA демодулятор
211. Витерби декодер
212. декодер речи
223. приемник данных
213. преобразователь D/A
210. пилотсканер
205. фильтр дуплексора
204. частотный синтезатор
203. контроллер
225. система управления электропитанием
222. усилитель мощности
221. аналоговый CDMA передатчик
220. аналоговый CDMA модулятор
219. преобразователь D/A
218. цифровой CDMA передатчик
217. кодер речи
216. преобразователь A/D
224. источник данных
Фиг. 3
301. включить питание
302. режим инициализации подвижной станции
311. работа во время свободного переключения подвижной станции с NGHBR_ CONFIG, равной 001 или без возможности приема сообщения по пэйджинговому каналу
307. подвижная станция имеет полностью осуществленную систему тактирования
303. свободное состояние подвижной станции
310. прием подтверждения приема передачи по каналу доступа отличного от сообщения запуска или ответного сообщения пэйджера.
308. принимает сообщения пэйджингового канала, который требует подтверждения приема или ответной реакции, посылает вызов или осуществляет регистрацию.
304. состояние доступа системы
306. инициализация сообщения запроса повторного соединения
309. направление на A канал трафика
305. управление подвижной станции в режиме канала трафика
Фиг. 4
1. ввод из состояния освобождения подвижной станции 303
401. режим обновления заголовочной информации.
407. принял сообщение или заказ, требующий подтверждения приема или ответной реакции
408. доступ к регистрации
411. принято пэйджинговое сообщение или дискретизированное пэйджинговое сообщение
406. режим ответной реакции пэйджинговой станции на заказ/сообщение.
404. подрежим доступа к регистрации
402. подрежим ответа на пэйджинговое сообщение
409. сообщение пакетных данных, сформированных пользователем
410. вызов, инициализированный пользователем
405. подрежим передачи сообщения подвижной станции
403. подрежим попытки запуска подвижной станции
2. ввести состояние 303 подвижной станции
3. ввод из режима управления подвижной станцией по каналу трафика 305)
4. ввести режим управления подвижной станцией по каналу трафика 305 или перейти к аналоговому режиму.
Фиг. 5
2. вход из режима системного доступа 304
501. подрежим инициализации канала трафика
514. подвижная станция посылает вызов и подвижная станция принимает заказ на подтверждение приема по прямому каналу трафика
506. подвижная станция прекращает вызов и подвижная станция принимает заказ подтверждения приема от базовой станции по прямому каналу трафика.
502. ожидание подрежима заказа
513. принимает заказ на освобождение
507. принимает заказ на обслуживание или запускается информационным сообщением.
503. ожидание подрежима ответа подвижной станции
512. принимает заказ на освобождение
508. пользователь подвижной станции отвечает на вызов
509. принимает заказ на обслуживание.
504. подрежим разговора
510. пользователь подвижной станции инициализирует отключение или подвижная станция принимает заказ на освобождение
306. ввести состояние 304 системного доступа
511. принимает сигнал запуска посредством информационного сообщения
505. подрежим освобождения
1. выход в режим инициализации подвижной станции
Фиг. 6
600. инициализировать активный вызов от первой базовой станции в первой зоне действия по первому каналу трафика
601. определить, что имеется опасность потери активного вызова в ответ на неожиданное перемещение подвижной станции из первой зоны действия во вторую зону действия.
602. предупредить первую базовую станцию о существовании опасности потери активного вызова
603. определить, что активный вызов с первой базовой станцией находится в процессе потери
604. установить активный вызов со второй базовой станции во второй зоне действия до потери активного вызова с первой базовой станции
Фиг. 7
705. измерить полную энергию (Io) принятую в выбранных точках во времени для получения образцов Io
706. имеется ли быстрое увеличение текущего образца Io по сравнению с ранее загруженным образцом Io
718. загрузить текущий Io
707 просуммировать текущий образец Io с предыдущим образцом Io
708. загрузить суммарный Io
702. измерить энергию сигнала (Eo) для активного вызова
703. вычислить Eo/Io
704. является ли Eo/Io неудовлетворительным?
602. предупредить первую базовую станцию о наличии опасности потери активного вызова путем подачи сообщения о мощности пиотсигнала на первую базовую станцию
709. принадлежат ли 12 последовательных плохих кадра принятому активному вызову?
Фиг. 8
711. отключить передатчик
710. нет ни одной пары хороших последовательных кадров активного вызова, принятых в течение заранее определенного промежутка времени?
716. осуществить поиск пилотсигналов, переданных базовыми станциями.
717. выбрать наиболее мощный пилотсигнал
713. послать сообщение запроса повторного соединения на вторую базовую станцию.
714. было ли получено сообщение разрешения повторного соединения от второй базовой станции в пределах заранее определенного интервала времени?
715. установить активную связь во второй зоне действия со второй базовой станцией по второму каналу трафика
1. режим инициализации подвижной станции.
Фиг. 9.
1. поле
2. длина (в битах)
813. счетчик
815. индекс цикла дискретизации.
818. режим запроса
819. специальная услуга
820. выбор услуги
823. мощность пилотсигнала
825. PN фаза пилотсигнала
826. мощность пилотсигнала
Фиг. 10.
1. поле
2. длина (в битах)
3. следующая запись встречается более одного раза
908. адреса
909. длина адресной записи
913. сдвиг кадра
914. режим шифрования
915. зарезервированный
3. в случае необходимости.
Способ, реализуемый подвижной станцией 119, предотвращает потерю активного сигнала вызова при внезапном перемещении подвижной станции 119 из первой 121 во вторую зону обслуживания 122 в сотовой радиотелефонной системе многостанционного доступа с кодовым разделением каналов (CDMA) 100. На этапе 601 устанавливают возможность потери вызова в результате резкого перехода подвижной станции 119 из первой зоны обслуживания 121 во вторую 122. На этапе 602 оповещают первую базовую станцию о возможности потери активного вызова, установленной на этапе 601. На этапе 603 активный вызов с базовой станции 115 определяется как находящийся в стадии прерывания с учетом этапа 602 оповещения. На этапе 604 устанавливается активный вызов второй базовой станцией во второй 122 зоне обслуживания до момента прерывания вызова с первой базовой станции 115 на основании информации, полученной на этапе 603. 7 з.п. ф-лы, 10 ил.
| US, патент, 4811380, кл.H 01 Q 7/00, 1989. |
