СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МЕСТОНАХОЖДЕНИЯ ПОДВИЖНЫХ СТАНЦИЙ Российский патент 1998 года по МПК H04B7/26 

Изобретение относится к системам сетей сотовой телефонной связи. В частности, изобретение относится к способу определения в пределах систем сотовых телефонных сетей местонахождения каждой передвижной телефонной станции в системе и обеспечивает инициализированную зону местонахождения для каждой подвижной станции.

Системы подвижной телефонной связи основаны на эффекте распространения радиоволн, обеспечивающих связь между стационарной сетью проводной связи и подвижной станцией (ПС). Базовые станции (БС) представляют собой радиопередатчики и радиоприемники с фиксированным географическим местонахождением, которые обеспечивают радиосвязь между сетью и индивидуальной подвижной станцией. Каждая базовая станция ограничена требованиями к мощности и наличию частот относительно размера географической зоны, охватываемой каждой базовой станцией.

Таким образом, была разработана система из смежных ячеек (сот), каждая из которых включает в себя приемопередатчик базовой станции. Ячейки объединяются в группы, управление которыми осуществляется подвижными обслуживающими коммутационными пунктами (ПКП), функцией которых является обеспечение связи между группой ячеек, связанной с отдельным ПКП, и остальной частью сети. Группы обычно состоят из четырех, семи или двенадцати ячеек, однако существует много групп ячеек с другим количеством ячеек. Количество ячеек в группе в значительной степени определяется числом базовых станций, которые могут обеспечивать управление функцией поискового вызова. Действительно, каждая базовая станция в группе ячеек одновременно посылает поисковый вызов конкретной подвижной станции по мере получения вызова от сети в адрес подвижной станции. Группы ячеек обычно относятся (приписываются) к подвижным зонам местонахождения (ПЗМ) или к локальным зонам (ЛЗ).

Каждая подвижная станция должна быть идентифицируема для возможности выставления счета, подключения к сети и передачи поискового вызова. Следовательно, регистрирующие устройства предназначены для накопления идентификационной информации, необходимой для каждой подвижной станции.

Каждая ПЗМ управляется с помощью ПКП, который оснащен регистрирующим устройством исходного местонахождения (РИМ) и связанным с ним регистрирующим устройством местонахождения посетителей (РМП); РИМ осуществляет регистрацию подвижных станций, которые приписаны к конкретной группе, а РМП осуществляет регистрацию подвижных станций, временно оказавшихся в ПЗМ.

Кроме того, каждая подвижная станция оснащена устройством, позволяющим постоянно определять, находится ли она в ее исходной ПЗМ. Когда подвижная станция перемещается из исходной ПЗМ в другую ПЗМ, то этот факт должен быть отмечен РМП той ПЗМ, в которой в настоящее время находится подвижная станция. Основным недостатком регистрации "посторонних" посетителей ПЗМ является отвлечение приемопередатчика базовой станции для их регистрации, что снижает пропускную способность сети в целом. Следовательно, сведение до минимума задействования цифрового канала управления базовой станции для рабочей нагрузки сигнала вызова приведет в конечном итоге к увеличению ширины полосы частот, которая может быть преобразована для осуществления связи.

Настоящее изобретение усовершенствует работу регистрирующих подвижных станций во время их передвижения между подвижными зонами местонахождения (ПЗМ), что в итоге дает возможность увеличить пропускную способность системы за счет повышения ее нагрузки.

Кроме того, в соответствии с настоящим изобретением предложено устройство, совместимое с существующими системами сотовых сетей связи, которое может составить альтернативу стационарной в географическом отношении системе в вопросе назначения РИМ единичной ПЗМ для каждой подвижной станции.

В соответствии с настоящим изобретением предложена возможная (виртуальная) подвижная зона местонахождения (ВПЗМ), которая предназначена для инициализации конкретной подвижной станции. Установленная опытным путем с использованием ранее накопленных данных модель телефонных вызовов подвижной станции подвергается анализу и накладывается на реально существующую сотовую сеть с целью определения оптимальной ВПЗМ для конкретной подвижной станции. Вместо выбора специфической ПЗМ в качестве регистрирующего устройства исходного местонахождения (РИМ) для конкретной подвижной станции предпочтительнее включить смежные базовые станции в ВПЗМ для выполнения функций действующей перемещающейся модели подвижной станции.

На фиг. 1 показан основной общепринятый вариант размещения двух смежных ПЗМ групп ячеек; на фиг.2 - ВПЗМ, выбранная для конкретной подвижной станции на основе предварительно накопленных данных о сигналах вызовов подвижной станции.

Предпочтительный вариант выполнения изобретения.

Предмет настоящего изобретения может найти практическое применение в любой сотовой сети там, где имеется множество радиоприемопередатчиков, необходимых для обеспечения радиосвязи между стационарной сетью и подвижной станцией. Для охвата подобной сетью большого географического района, такого как отдельная страна или континент, необходимо иметь множество смежных подвижных локальных зон (ПЗМ). Следовательно, существующие сотовые сети связи полностью включают в себя множество смежных ПЗМ и пригодны для использования ВПЗМ.

Обычно, как это показано на фиг.1 и 2, множество базовых станций 4, 6, 8, 10, 12, 14, 16 объединены в подвижную локальную зону 2 (ПЗМ) с целью оптимального использования ширины полосы частот и мощности сети. Вторая подвижная локальная зона 22 (ПЗМ) ячеек, включающая в себя базовые станции 24, 26, 28, 30, 32, 34, 36, изображена как смежная с подвижной локальной зоной 2 для иллюстрации работы обычной сотовой сети и облегчения описания ВПЗМ по настоящему изобретению. Между подвижной локальной зоной 2 и подвижной локальной зоной 22 проведена разграничительная линия 42.

В обычной, постоянно используемой системе подвижная станция 40 приписана к подвижной локальной зоне 2, исходя из географического положения места постоянного нахождения подвижной станции. Следовательно, подвижная станция 40 зарегистрирована регистрирующим устройством 5 исходного местонахождения (РИМ) подвижной локальной зоны 2. Когда подвижная станция 40 покидает пределы подвижной локальной зоны 2, то она автоматически подает сигналы новой локальной зоне, в которую переместилась подвижная станция 40 и при этом на регистрирующее устройство местонахождения посетителей (РМП) подвижной локальной зоны поступают необходимые технические данные о подвижной станции 40. Например, если подвижная станция 40 переместилась в подвижную локальную зону 22, то все характеризующие ее данные будут зарегистрированы в РМП 17.

Как следует из фиг. 2, для подвижной станции 40 создана персональная ВПМЗ, основанная на технических данных о сигналах вызова подвижной станции 40. Например, подвижная станция 40 установлена в автомобиле и принадлежит абоненту, который проживает в Мидлтауне, а работает в офисе, находящемся в Плезент Вэлли, и абонент подвижной станции 40 редко пользуется другими маршрутами, отличными от маршрута между его домом и офисом. Вследствие этого легко установить ВПМЗ для подвижной станции 40. Город Мидлтаун находится в подвижной локальной зоне 2 и в ячейке, где базовая станция 16 представляет собой приемопередатчик сети. Местечко Плезент Вэлли расположено в локальной зоне 22 и в ячейке, где базовая станция 34 является приемопередатчиком сети. Система дорог или скоростных шоссе, используемых подвижной станцией 40 при поездках между Мидлтауном и Плезент Вэлли, проходит через ячейку в подвижной локальной зоне 2, в которой базовая станция 12 является приемопередатчиком. Таким образом, наиболее приемлемая для подвижной станции 40 ВПМЗ включает в себя ячейки, в которых расположены базовые станции 16, 12 и 34. Однако в силу того, что базовые станции 16 и 12 находятся в локальной зоне 2, а базовая станция 34 в локальной зоне 22, подвижная станция 40 будет зарегистрирована обоими регистрирующими устройствами 5 и 15 исходного местонахождения. Вместо регистрации подвижной станции 40 при каждом пересечении ею разграничительной линии 42 подвижная станция 40 получает поисковые вызовы от всех базовых станций локальных зон 2 и 22 при поступлении к ним сигнала вызова в адрес подвижной станции 40.

В частности, ячейки 4, 6, 8, 10, 12, 14 и 16 локальной зоны 2, а также ячейки 24, 26, 28, 30, 32, 34 и 36 локальной зоны 22 делятся на три группы для упорядоченного поискового вызова. Первая группа, представляющая собой заранее определенную ВПМЗ для подвижной станции 40, включает в себя ячейки 16, 12 и 34, территориально покрывающие локальные зоны 2 и 22. Оставшиеся ячейки 4, 6, 8, 10 и 14 локальной зоны 2 определены как группа 2, а остальные ячейки 24, 26, 28, 30, 32 и 36 локальной зоны 22 определены как группа 3.

Далее определяется вероятность нахождения подвижной станции 40 в группе 2 или группе 3, когда она не обнаружена в группе 1 (являющейся ВПМЗ). Пусть на основании практических соображений предполагается, что вероятность обнаружения подвижной станции 40 в группе 2 выше вероятности ее обнаружения в группе 3. Затем для обнаружения подвижной станции 40 в пределах сгруппированных районов локальных зон 2 и 22 группы ячеек располагаются в порядке, начиная от высшей вероятности обнаружения подвижной станции 40 в группе и кончая самой низкой вероятностью ее обнаружения, в результате чего появляются { группа 1, группа 2, группа 3}. Далее оптимизируется ширина полосы частот для поисковых вызовов, при этом входящий сигнал вызова напрямую к подвижной станции 40 последовательно передается в районы по мере того, как они группируются и располагаются в определенном порядке. Вследствие этого задержки в системах высокой нагрузки сводятся к минимуму. С помощью настоящего изобретения очищается ширина полосы частот для быстрого поискового вызова подвижных станций, находящихся в других ячейках в пределах локальных зон 2 и 22, для которых должен передаваться другой входящий сигнал вызова.

Виртуальная подвижная зона местонахождения (ВПЗМ), инициализированная к конкретным " блуждающим" техническим сигналам вызова пользователя подвижным телефоном, использующая предварительно сгруппированные ячейки, расположенные в порядке, соответствующем вероятности поддержания связи пользователем подвижного телефона с данной группой. Технический результат состоит в очищении ширины полосы частот для быстрого поискового вызова подвижных станций. 1 з. п. ф-лы, 2 ил.

1. Способ определения местонахождения подвижных станций в системе сотовой телефонной сети, состоящей из множества базовых станций, соединенных с подвижными станциями и регистрирующим устройством исходного местонахождения, заключающийся в том, что регистрирующее устройство исходного местонахождения определяет, какая подвижная станция зарегистрирована в данной конкретной локальной зоне, отличающийся тем, что регистрацию подвижной станции в данной конкретной локальной зоне осуществляют путем определения технических параметров сигнала вызова подвижной станции, определения, какой из базовых станций относительно часто принадлежат излучаемые и принимаемые сигналы вызова подвижной станции с определенными техническими параметрами, объединения ячеек, в которых находятся базовые станции, которым относительно часто принадлежат излучаемые и принимаемые сигналы вызова подвижных станций, в группу виртуальной подвижной зоны местонахождения (ВПЗМ) и приписывания к указанной ВПЗМ, причем указанная ВПЗМ изменяется тогда, когда по техническим признакам сигнала вызова указанной подвижной станции многократно будет установлено, что на указанную подвижную станцию поступил сигнал от новой ячейки с базовой станцией. 2. Способ по п.1, отличающийся шагами объединения в группы базовых станций, оставшихся в каждой локальной зоне связи, которое по предварительной оценке вряд ли будут задействованы для связи с подвижной станцией, определения следующей, очередной группы из оставшихся базовых станций, в зонах которой с наибольшей вероятностью может затем находиться подвижная станция, и повторения предыдущей стадии для каждой группы базовых станций с целью установления порядка поискового вызова групп, причем упомянутый порядок поискового вызова утанавливается, начиная с группы базовых станций с наибольшей степенью вероятности, кончая группой с наименьшей степенью вероятности.