Изобретение относится к радиосетям, а именно к радиосетям широкого диапазона, и является путем решения коммуникационных проблем.
Примером такой системы, применяемой в мобильном исполнении СПТ (скандинавская передвижная телефонная система) и ОПС (общая передвижная система связи). Из стационарных систем можно назвать SR 100 (радио для пользователя) и SR 500 канадской компании (SR телеком).
В приведенных выше системах для подавления помех между станциями используются частоты, прилегающие или перекрывающие рабочие диапазоны, обслуживаемые системами. Это означает, что в системе, работающей на общих частотах в различных диапазонах, которые являются наиболее эффективными и экономически выгодными, невозможно произвести расширение диапазона. Существуют также проблемы в расширении названных систем, связанные с мощностью и областью действия без ухудшения эффективности частоты.
В США-A-4833701 заявлена междугородняя коммуникационная система общенационального масштаба. Названная система связи наделена способностью телефонной сети и имеет локальные компьютеры, которые соединены с национальной компьютерной станцией. Локальные компьютеры могут соединяться с компьютерной станцией по любому подходящему каналу связи, такому как микроволновая связь. Каждый пользователь общается по беспроволочной связи.
Системы радиосети состоят из одной или нескольких центральных станций (CS) и множества подключенных к ним периферийных станций (PS).
Если необходимо получить в рамках ранее известной техники высокую степень секретности и эффективное расширение или независимость между различными центральными станциями (CS), работающими в том же или близком диапазоне, то названные станции должны быть способны оперировать на различных частотах так, чтобы не создать помехи. Это приводит к излишне укомплектованным и громоздким станциям. Конструкция и назначение CS в существующих системах в отношении функций контроля являются фиксированными и не позволяют сделать систему гибкой.
В основу настоящего изобретения положена задача преодоления перечисленных выше проблем и обеспечение радиосетевой системы допустимым взаимодействием между различными CS и PS и между контролирующими узлами названных станций, исходя из актуальных нужд, а также создание эффективных решений расширения диапазона, гибкое увеличение мощности в модульных ступенях модульных экономически гибких конструкций и взаимодействие с широкополосными транспортными сетями или объединение с логическими телекоммуникационными сетями в различных конфигурациях иерархичных или децентрализованных радиосетей. Посредством этого прилагается несколько новых и существенных свойств по сравнению с существующим уровнем техники.
Эта задача решается тем, что в способе обмена информацией в радиосети согласно изобретению осуществляют передачу и прием цифровых сигналов с помощью обработки радиосигналов на перекрывающихся частотных полосах, подключают по меньшей мере одну периферийную станцию по меньшей мере к двум центральным станциям, получают и передают цифровые сигналы в низкочастотном узле центральной станции и передают цифровые станции между низкочастотным узлом и высокочастотным узлом центральной станции, высокочастотным узлом осуществляют прием и передачу радиосигналов. Из центральных и периферийных станций цифровые сигналы, получаемые низкочастотным узлом первой центральной станции, переориентируют на низкочастотный узел второй центральной станции и, минуя высокочастотный узел первой центральной станции, создают резерв передачи в общей части зоны обслуживания.
Эта задача решается тем, что в системе, реализующей вышеуказанный способ согласно изобретению, содержатся устройство для передачи и приема радиосигналов на перекрывающихся частотных полосках и по меньшей мере одна периферийная станция подключается по меньшей мере к двум центральным станциям, содержащим высокочастотный узел и низкочастотный узел, которые соединены друг с другом для передачи цифровых сигналов, высокочастотный узел содержит радиопередающее устройство и передающую антенну, направленную на отдельную периферийную станцию, а низкочастотный узел первой центральной станции содержит контрольное устройство для переориентации входных цифровых сигналов на низкочастотный узел второй центральной станции, минуя высокочастотный узел первой станции, создавая резерв передачи в общей части зоны обслуживания.
Способ заключается в сочетании нескольких компонентов системы, радиосистем и функциональных узлов, сконструированных таким образом, что по своему назначению они похожи на подсистемы. Центральные станции названных подсистем выполнены с раздельной передачей сигнала, это связано с физическим разделением станции на два основных функциональных узла - так называемый высокочастотный и низкочастотный. Подсистемы снабжены узлами, похожими по свойству и по назначению, т.е. для координации обмена одновременно в одной или смежных областях обслуживания на той же частотной полосе в разное время или на сдвоенной частоте, или на близких, или различных частотных диапазонах, которые могут быть установлены в зависимости от изменения требуемой мощности или функции для совершенствования изменений модульной способности, для эффективного расширения полосы и гибкого приема, для обмена, а также для модульного строения различных областей обслуживания через взаимодействие с другими телекоммуникационными сетями, например широкополосными волоконными формированиями.
Подсистемы выполнены с расположенными в центре центральными станциями (CS), каждая из которых охватывает определенную зону обслуживания внутри, например, сектора ячейки, в соответствии с которым физическая конструкция каждой CS обеспечивает возможность взаимодействия с другой CS, чтобы выполнить новые характеристики, указанные выше.
Внутри каждой подсистемы информация перерабатывается во внутренний сигнал и осуществляет обмен с одной или с множеством подсоединенных и географически разнесенных периферийных станций (PS) внутри каждой зоны обслуживания.
Желательно, чтобы названные PS были выполнены с узлами и со структурой того же типа, что и в названных CS. В результате этого можно получить некоторые преимущества в зависимости от оборудования.
В каждой из названных подсистем пользователи занимают один или несколько общих радиоканалов или передающих средств. Каналы устанавливаются фиксированно или с динамическим положением, исходя из различных потребностей в обмене информацией. Поэтому несколько PS в каждой CS вместе могут использовать один радиоканал на одной частоте или на одной паре частот. В каждой из названных подсистем различным пользователям могут быть предоставлены различные объемы мощности из общей мощности канала.
Способ и система, его реализующая, позволяют произвести усовершенствования в современном уровне техники за счет следующего:
- модульное расширение в различных зонах обслуживания, разная способность модулей взаимодействовать с другими телекоммуникациями как передающая сеть;
- разнообразие оборудования и зоны действия;
- высокая, с возможностью модульной вариации частотная эффективность;
- гибкость при остановках по обмену информацией для реорганизации различных частей системы;
- модульная и физически простая структура;
- новые возможности для подсоединения к сети и дополнительного обмена.
Способ, описанный в настоящей заявке в качестве основного способа (PCT/SE 89/00470 и PCT/SE 90/00681), может быть использован в терристорных радиосистемах широкого диапазона или может быть применен в спутниковых системах. Части CS, т.е. антенна и узлы контроля, устанавливаются на спутнике. Связь может осуществляться между центральными станциями, а также между CS и PS.
Современный уровень техники в области радиосети широкого диапазона характеризуется, например, TDMA (Многократный доступ по раздельному времени) для задействования ресурсов радиоканалов, например, при фиксированных применениях с введением только одной частоты, подстроенной под одну центральную станцию. Для получения расширения диапазона, например, вида 1 + 1, в котором одна частота постоянная и одна близкая к диапазону радиосети, вводимая для совместной работы, необходимо произвести распределение параллельных частот.
Фиг. 1 показывает основную конструкцию радиосистемы дальнего действия в стационарном исполнении. Рисунок схематически показывает основную проблему получения расширения отличной частоты. Когда требуется расширение, которое осуществимо на имеющемся оборудовании, то система снабжается, например, параллельным радиоузлом, действующим на той же частоте, что и оперирующая система. Если оперирующий радиоузел выходит за пределы, то возможно подключить другой узел.
Решение проблемы показывает, что частоты должны быть подобраны так, чтобы добиться полного расширения или параллельной работы нескольких систем. Пример, описанный выше, также показывает трудности получения высокой частотной эффективности в обычных системах дальнего действия. В тех случаях, когда необходима высокая эффективность частоты, требуется осуществить изоляцию на расстоянии между различными ячейками, функционирующими на одинаковой частоте, если они работают одновременно. Если такие системы собраны в более мелкие ячейки или более маленькие зоны обслуживания, то эффективность частоты возрастает и данную частоту можно использовать более часто внутри зоны. Эта техника, в основном, применяется в передвижных коммуникационных системах. Если, например, коммуникационная система устанавливается на домах и зданиях, то это приведет к таким трудностям как малый радиус действия и необходимость установки базовых станций. Для радиосистем дальнего действия не разработаны способы или системы, которые обеспечивали бы обмен информацией между разными CS одинаковой структуры, расположенных на одном и том же месте (sites), каждая из которых охватывает смежные ячейки или одну и ту же ячейку, секторы или область, а также географически разнесенные периферийные станции (PS), подключенные к ним, и сигналы, подаваемые на названные периферийные станции, и нет систем международного масштаба, использующих временное и пространственное положение для создания расширения и обмена информацией; нет необходимости в различных частотных диапазонах, используемых для разных CS даже, если они одновременно передают или получают информацию. Из заявок PCT/SE89/0047 и PCT/SE90/00681 известны способы и возможности, предусматривающие высокую частотную эффективность радиокоммуникационных систем, имеющих высокую мощность. Построением радиосети названного типа в соответствии со способом и описанной ниже системой со структурой ячеичной радиосети можно создать новую мощную и гибкую сеть в сравнении с современным уровнем техники.
Фиг. 1 изображает систему дальнего действия современного уровня техники, имеющую расширение;
Фиг. 2 изображает пример взаимодействия между подсистемами в одном регионе в одно и тоже время и при заданной частоте;
Фиг. 3 - пример расширенного соединения PS;
Фиг. 4 - пример возможности обмена информацией между двумя или более CS и PS в одном частотном диапазоне в различные промежутки времени;
Фиг. 5 - пример эффективного расширения, объединяющий примеры фиг. 3 и 4;
Фиг. 6 изображает пример взаимодействия и связи между подсистемами через внешний переключатель;
Фиг. 7 - пример обмена информацией между подсистемами, радиоузел и антенна, которые расположены в одном месте, а также различные установки для получения расширения PS;
Фиг. 8 изображает пример передачи цифровой информации, которая передается в систему подсистемой, а также то, что передаваемая цифровая информация подготавливается на разных станциях и передается в любой нужной форме;
Фиг. 9 - пример систем, организованных в качестве повторителей или системы, действующей на различных диапазонах, в которой эти различные системы разделены операционно границами сходной структуры с общим переключателем;
Фиг. 10 - пример базовой структуры центральных станций, функционирующих, например, внутри одной и той же зоны охвата, на одном и том же частотном диапазоне, а также с переключением между подсистемами при обмене информацией, показаны также различные исполнения PS;
Фиг. 11 - пример структуры выделенных интервалов для двух и более подсистем, разнесенных географически в разных местах, где они действуют с синхронными промежутками через выделенные временные интервалы;
Фиг. 12 - пример структуры системы и построения модулей для центральной и периферийной станций соответственно;
Фиг. 13 изображает пример раздела структуры подсистем на высокочастотный узел и низкочастотный узел; пример объединения общих коммуникационных каналов для нескольких подсистем между высокочастотным и низкочастотным узлами; объединенный обмен между локальными и региональными сетями дальнего действия;
Фиг. 14 - пример системы, приспособленной для передачи потоков цифровой информации в соответствии с асинхронным цифровым наложением согласно с АДТ или АТМ;
Фиг. 15 - пример базового варианта подсистемы;
Фиг. 16 - пример различных типов и кодов модуляции в радиоканале;
Фиг. 17 изображает пример физического исполнения множества географически разнесенных высокочастотных узлов, а также как соответствующие высокочастотные узлы подсоединяются в общую центральную соединительную точку (СТР);
Фиг. 18 - пример базовой структуры CS системы и объединенное взаимодействие с другими сетями, имеющими разделенные высокочастотные узлы и низкочастотные узлы, а также то, что могут быть использованы периферийные станции совершенно разных типов с антеннами разных систем и в различных исполнениях;
Фиг. 19 - базовая блок-схема узлов в центральной соединительной точке (СТР), географическое разделение высокочастотными и низкочастотными узлами, а также схематическое подсоединение станций PS к системе через высокочастотные узлы;
Фиг. 20 схематически изображает различные варианты высокочастотного узла (HFU), пригодные в различных типах исполнения;
Фиг. 21 схематически изображает реализацию изобретения с комбинацией систем, одна система предназначена для передачи информации между центральными, а другая система - для передачи информации между CS и PS.
В современной технике развязка в системах дальнего действия или системах радиосвязи для создания расширения (1 + 1) внутри одной зоны охвата осуществляется через физически параллельные узлы для различных частот или для одной частоты с разными фазами, причем узлы должны оперировать параллельно внутри одной зоны/пространства (фиг. 1 показывает различные типичные направления 105, 106 между центральной и периферийными станциями в традиционных системах). Способ, соответствующий настоящей заявке, основан на типе модульной структуры, в соответствии с которым используется временное и пространственное контролируемое наложение. Узлы станции и части систем, так называемые подсистемы, устроены так, чтобы обеспечить гибкость указанных выше свойств. Существует эффективное взаимодействие и координация между подсистемами и между частями подсистемы, обеспечивающие помимо всего прочего обмен информацией на одной и той же частотной полосе одновременно внутри общих зон обслуживания.
Зона обслуживания определяется как область или зона охвата, внутри которой каждая CS может установить коммуникационную связь с географически разнесенными узлами с определенным качеством передачи. Способы реализуются в системе, состоящей из двух или более подсистем.
Каждая подсистема содержит центральную станцию (CS) и одну или несколько периферийных станций (PS). Несколько подсистем, оперирующих на одном месте, могут быть определены как суперцентральная станция SCS. Каждая CS разделена на высокочастотный и низкочастотный узлы, так называемые HFU/LFU, для создания гибкости системы при исполнении, объединения и взаимодействия с другими телекоммуникационными системами, например с широкополосными волоконными системами, микроволновыми сетями и т.д. Коммуникация внутри каждой подсистемы осуществляется путем установления в течение определенного промежутка времени коммуникационной связи между двумя станциями, например между CS и PS. Такие коммуникационные установки связи будут составлять время от времени появляющиеся так называемые радиошаги. Одновременно существующие и параллельно установленные радиошаги могут существовать для подсистем, работающих параллельно внутри одной и той же зоны обслуживания, даже на одной и той же частотной полосе.
Разделение на HFU и LFU приводит к тому, что множество отдельных HFU узлов могут быть соединены в одной точке, так называемой центральной соединительной точке (СТР). Таким образом, в СТР заключается эффективная коммуникация и связи между двумя подсистемами. Вы можете сказать, что каждая CS в каждой подсистеме разделяет общую доступную емкость на временные промежутки с повторяющимся рисунком, каждый временной промежуток пригоден для различных действий над каждым радиошагом в соответствии с так называемой TDMA структурой интервалов. Это может быть осуществлено, например, передатчиком CS, вещающим в течение набора временных промежутков с определенным периодом, и также различными PS станциями, передающими в течение последующего сегмента времени в течение набора временных интервалов, если система рассчитана для сдвоенного времени. В этом случае каждая CS и PS либо передает, либо получает во временном интервале. Время передачи для CS обозначается как CSSF (CS интервал передачи) и для PSSF (PS интервал передачи) соответственно. Продолжительность CSSF и PSSF в этом типе подсистем зависит от потока информации в обоих направлениях. Выбор времени передачи для CS и PS сравнительно большего по сравнению с интервалом временного промежутка позволяет получить эффективную защиту от взаимного влияния подсистем благодаря синхронизации времени передачи для CS и PS. Если применяемая частота удваивается, то временные промежутки передачи и приема внутри каждой подсистемы совпадают. Желательно, чтобы HFU узел CS содержал по меньшей мере одну антенную систему, которая в течение каждого промежутка времени направлена в сторону текущей станции для формирования радиошага.
Нормальные потоки информации устанавливаются индивидуально для каждой системы, но есть и координация передачи информации в различных подсистемах для осуществления взаимной работы каждой из подсистем через обмен потоком информации внутри и между модулями радиосистемы дальнего действия с помощью настройки взаимодействия для создания разнообразных путей передачи во времени и пространстве и создания возможности эффективной работы на одной частотной полосе или на разных частотных полосах в каждой из подсистем.
Модульная и эквивалентная структура подсистем и их узлов в соответствии с настоящим способом предусматривает эффективное изменение направления по обмену информацией, предоставляющее возможность однородного размещения модулей по охватываемой зоне доступа и обслуживания и предлагает для производства и внедрения системы простую структуру, сохраняющую низкую стоимость. Цифровая передача информации осуществляется потом на цифровом уровне, а не через радиопередачу. Следовательно, в случае ситуаций по блокировке обмена или ухудшения качества передачи можно улучшить качество и способность передачи в радиосистеме дальнего действия более мощным и гибким способом по сравнению с системами известного уровня техники. Модульная структура подсистем и/или набор, однородно сконструированных стационарных и передвижных подсистем, обеспечивает простоту связи и взаимодействия между подсистемами с динамическим распределением ресурсов во времени и в пространстве.
Каждая из подсистем вместе со связанными с ней станциями PS существует автономно. В качестве альтернативы существует параллельное взаимодействие между несколькими подсистемами внутри одной и той же зоны обслуживания или смежных зон обслуживания. Существует пошаговое подключение требуемого числа подсистем в географической зоне, исходя из потребностей потребителей, требований мощности, функциональных требований. Этот структурный способ представляет, особенно для SCS и CTP, привлекательный путь конструирования, потому что общие функции могут быть использованы при условии взаимодействия между подсистемами. Помимо этого может быть получена различная степень частотной эффективности на различных модульных стадиях, потому что все или несколько подсистем, охватывающих одну и ту же или смежные зоны обслуживания, могут работать на одной и той же частотной полосе. Таким образом, в соответствии со способом может быть получено модульное изменение мощности или области охвата, основываясь на уровне мощности каждой из подсистем. Когда в одном месте используется больше чем одна подсистема и охватывается одна и та же область, то происходит дальнейшее увеличение мощности различной степени, зависящее, помимо прочего, от числа подсистем, расположенных на данной зоне охвата, количества временных промежутков в каждой подсистеме, распределения временных промежутков способа распределения обмена, модуляции, кодирования, поляризации, возможности изменения радиочастоты, конструкции антенны для CS и PS, в соответствии с уровнем боковых лепестков, оперирующих углов, времени обмена и т.д. при соединении подсистем в одной или в смежных зонах обслуживания. Между подсистемами происходит более или менее общее увеличение мощности каждой из них, зависящих, например, от эффективности алгоритмов распределения обмена, конструкции антенны и т.д. Степень увеличения мощности внутри данной области, охватываемой несколькими подсистемами, зависит также от интенсивности обмена, если поток информации передается в системе, от размера углов раскрывания антенны, от боковых лепестков антенны, невосприимчивости к помехам метода модуляции и т.д. Система направленной антенны имеет угол раскрытия примерно до 20 град. для каждой HFU, которая может быть настроена на уровень временного промежутка по крайней мере в горизонтальной плоскости с сектором примерно 90 град., что существенно увеличивает способность обмена информацией в несколько раз по сравнению с системой, использующей секторную антенну в 90 град. Конечно возможны другие значения секторов. Если, например, установлено несколько CS для охвата одной зоны обслуживания, то существуют в принципе условия для удвоения мощности, позволяющей разделить временные интервалы и направления между двумя подсистемами, и эффективным образом контролируются интерференции, возникшие из-за боковых лепестков, или энергетические уровни, которые могут меняться в станциях подсистемы, т.е. этот эффективный сигнал по сравнению с сигналом помехи может быть достаточно большим для получения нужного качества. Более того, это может привести к тому, что может быть получено эффективное развязывание и расширение. Например, между помехами боковых лепестков, модуляциями, демодуляционным методом для каждой из подсистем в соответствии с так называемым "межканальным влиянием" достигается оптимизация, когда выбираются альтернативные варианты систем.
Антенная система CS устанавливается так, чтобы обеспечить прием в нежелательных направлениях внутри зоны охвата, она будет иметь соответствующую изоляцию для систем, действующих параллельно. В соответствующем варианте и выборе способа модуляции, например PSK, MSK или подобное, может быть достаточно различия между полезным сигналом и сигналом помех между 15 - 20 дб. Балансировкой способа модуляции, восприимчивости к помехам, требованиями широты диапазона и т.д. в соответствии с требованиями к боковым лепесткам, к уровням цен на антенну и на ее установку достигнута оптимизация между различными реализациями системы.
Когда выбирается жесткая, устойчивая от помех модуляция, то названный способ может быть реализован с антеннами, имеющими высокий коэффициент мощности для системы низкой стоимости и определенного физического размера. Выбор, например, очень тонких (thin) основных лепестков, имеющих угол раскрыва в один или в несколько градусов с низким уровнем бокового листа, улучшит комплектацию и мощность системы. В реализованных системах существует баланс между ценой и возможностями системы. В описанном примере не описаны изменения поляризации, дальнейшего кодирования и т.д. Если применить, например, временной и пространственный контроль и использовать так называемый протяженный спектр (spread spectrum) в СДМА или частотные шаги, то может возникнуть устойчивость к даже очень высоким помехам между системами. Комбинации различных форм модуляции, кодирования и т.п. могут повысить эффективность системы. Техника СДМА может быть реализована вводом в каждый радиоканал нескольких сигналов, закодированных параллельно как отдельно, так и во взаимодействии в модуляцией в узкой полосе. Для дальнейшего ограничения помех в таком устройстве можно использовать различный выбор кода или, например, разные кодирования. Такая структура и способ ее реализации дадут следующие результаты: улучшенное использование частот, различные направления для обмена информацией через подсистемы или между частями подсистем (две станции CS могут, например, связываться с одной PS-станцией), так что для каждой реализации системы выясняются ухудшение качества приема в зависимости от удаления, ошибки в оборудовании и т.п. Эффективным образом созданы различные пути блокирования обмена в подсистеме. Для систем, сильно загруженных потоками информации, сделана структура быстрого обмена за счет направления некоторых частей потока информации через параллельные или несколько параллельных CS-станций, охватывающих соответствующую или смежную область обслуживания. Структура делает возможным внутреннюю координацию между подсистемами в точке для введения, помимо прочего, функций, перечисленных выше, если это необходимо для ряда географически разнесенных секторов или конфигураций ячеек в так называемой CTP. Если появляются ошибки в оборудовании CS-станции, то поток информации может быть направлен на CS, работающую параллельно. Вместо двух CS-станций, охватывающих одну и ту же или части одной и той же зоны, можно использовать более чем две CS для охвата одной зоны и взаимодействия соответствующим образом. Полная изоляция и расширенное улучшение мощности могут быть получены между подсистемами, настроенными на одну частотную полосу, простым путем с помощью введения вращения поляризации между подсистемами или внутри подсистемы.
Фиг. 2 показывает пример основной реализации системы, в соответствии с которым обмен потоком информации происходит в соответствии с настоящим методом с использованием одной и той же частоты или разных частот. В соответствии с методом временных интервалов направление, требуемая энергия, частота, поляризация и др. подбираются внутри каждой подсистемы. Структура и действие способа заключаются в том, что CS-узлы 10 или PS-узлы 11 при необходимости могут работать одновременно и обмениваться информацией друг с другом в различные временные интервалы и в различных направлениях T1, T2, T3, T4 и т.д., а также с другими станциями сходной структуры на одной и той же частотной полосе. Также показано, что поток информации 20, 21, поступающий на две CS-станции 10 A, B, и поток информации 25, 26, 27, 28, поступающий на несколько разных PS-станций в течение одного и того же промежутка времени 6, может быть передан с помощью CS-станций, географически охватывающих одну и ту же или части одной и той же зоны обслуживания 110, на одной и той же частотной полосе. Если каждая из названных подсистем установлена похожим образом со структурой настоящего описания, то система получает множество мощных преимуществ. Имея несколько узлов CS, охватывающих одну и ту же или смежные области обслуживания, можно целесообразным путем определить, который из узлов CS будет содержать резерв из других узлов PS или из новых PS-узлов.
Один или несколько узлов CS, географически охватывающие различные или общие ячейки или секторы, связаны с пространственно разнесенными PS-узлами. Каждый CS-узел может быть связан с соответствующими ему PS-узлами. Результатом того, что одна или несколько подсистем обмениваются потоком информации на одной частотной полосе с помощью разделения на временные интервалы и направления вещания на каждую из систем, может быть плавное распределение потока между станциями в разных подсистемах. В таких случаях, где несколько CS-узлов в одном месте (site) работают в одной или в смежных зонах, существует координация использования временных интервалов и пространства между подсистемами для сохранения слабого взаимного влияния в зависимости от потребностей в каждой из установленных систем. Эффективные решения могут быть получены независимо от всех станций, действующих на той же смежной или на абсолютно другой частотной полосе, достижением того, что несколько PS-узлов в таких реализациях системы оперируют на одной и той частоте без требований распределения канала, является экономический эффект. Такой вариант существенно упрощает конструкцию PS, исходя из этого, способ дает расширение в CS и PS.
Когда используют удвоенное время, то для некоторых подсистем, расположенных в одном месте, координируют нормальные временные промежутки. Это даст более низкое взаимное влияние. В тех случаях, когда требуется повышенная эффективность частоты и/или устойчивость к помехам и т.п., системы наделяются способностью работать на разных частотных диапазонах. Способ использует также радиоканалы, когда пользователи делят канал по времени на так называемые временные промежутки (time gaps) в TDMA. Также системы широкого модулирования, такие как расширенный спектр (spread Spektrum), имеют разделение по кодовым разделам или могут быть предложены решения частотных шагов, а также комбинации TDMA, CDMA, частотных шагов или FDMA. Один или несколько каналов могут занимать имеющиеся частотные полосы, т.е. сигналы, модулируемые параллельно, могут передаваться по радиоканалу. Способы модуляции в соответствии с так называемым способом скользящего кода могут привести к большому количеству битов в секунду и к высокой частоте, используемой для передачи по радиоканалу. Если необходимо, то применяются различные способы модуляции в комбинации с адаптированными коррекциями нелинейностей в усилителях и т.п. При использовании одной частотной полосы получены низкий уровень помех, высокая частотная эффективность и большое расширение. Когда из-за высокой загруженности, ошибок в оборудовании, проблем распространения, переустановки PS-станций и т.п. требуется радиосвязь для обмена информацией между станциями, эффективно создается расширение и возможность перенаправления потоков информации между альтернативными станциями на центральной соединительной точке или на центральных соединительных точках. Обычно способ реализуется для обмена цифровыми потоками информации многократного или немногократного типа, синхронных или асинхронных потоков.
Фиг. 2 показывает направленные лепестки антенны внутри зоны обслуживания 110. Два различных CS-узла 10A, 10B взаимодействуют на одном месте, чтобы обеспечить, помимо прочего, расширение (резервирование) и эффективную обработку частотного спектра, например, на одной частотой полосе. Подсистема, имеющая CS-узел 10A, связывается с одним или с несколькими PS-узлами на различных местах 30, 31 и др. Подсистема с CS-узлов 10B обслуживает места 31, 32. В данном случае показано, что названные две зоны обслуживания совпадают. Когда координируется время обработки, т.е., например, выбираются различные временные промежутки T1 и T2 в TDMA системе, то PS-узел 41 может связываться с обоими CS-узлами на общей частоте. T1, ...,T4 обозначают различные временные интервалы, a, b, c, d, e обозначают подаваемые сигналы k и из CS-PS. Система, показанная на данном рисунке, охватывает зону обслуживания 110, которая может быть общей в целом или частично, или может быть дополнена так, чтобы дублировать зону обслуживания. 10A представляет собой систему, содержащую антенную систему 978. Передача информации, связь для координации потока информации, контроль за передачей и др. между подсистемами или между CS-станциями схематически показаны цифрой 40. Когда две или несколько подсистем работают на одной частотной полосе на одной месте, охватывая одну или части одной географической зоны, они координируются по времени и направлению так, чтобы предотвратить помехи в результате того, что несколько CS антенных систем имеют сходные (same) направления в течение одного и того же промежутка времени. В некоторых случаях требования постоянного качества могут быть определены таким образом, чтобы случайно возникаемые ошибки передавались системами на более высоком уровне в соответствии с OSI моделью, например уровень Y, или ретранслировались при обмене данных. В системах, не содержащих таких функций, например в передатчиках речи, обычно система должна обеспечивать необходимое качество передачи. Если зарегистрирована помеха, превышающая допустимый уровень, несмотря на предварительную координацию в виде поляризации, кодирования, частоты и т.д., то могут быть изменения в режимах времени и направления во временные промежутки в TDMA системе. Выше приведен только один пример гибкости коррекции настройки. Независимо от каждого метода или используемых методов они могут сочетаться или уровень их использования может меняться в зависимости от различных реализаций. Проведение внешнего потока информации, которая передается через систему, обычно сопровождается более простым контролем качества, чем проверка информации и контроль системы. При реализации TDMA могут быть применены различные временные промежутки информации или контроля информации. Каждый из CS-узлов контролирует, координирует задание времени работы для каждого PS-узла. Через контроль информации подается сигнал для соединения между CS-узлом и PS-узлом. Такие данные должны быть надежными и очень быстро считываемыми на противоположной стороне. Каналы сигналов формируют в соответствии с действительными потребностями в различных системах. Для стационарных систем, например, для связи между станциями открытого вида, возможно в большинстве случаев применять коды контроля ошибок из-за затухания и множества направлений, статистически присутствующих в коротких сигналах. В системах, способных создавать мобильную внутреннюю помеху, например в системе с множеством прилегающих ячеек/секторов или в других аспектах, в которых качество передачи считается непредсказуемым, обычно используется более мощное кодирование. Это наиболее важно для данных в виде сигнала. Более того при динамическом распределении (обмене) трудно предсказать, что качественная ситуация будет постоянной. Структура распределенных HFU-узлов и возможность централизованного размещения LFU-узлов в CTP будет иметь эффект того, что связь между подсистемами, когда выбраны временные промежутки, может быть эффективно скоординирована заранее, а также скорректирована в одной позиции в географически протяженной и разветвленной радиосети. Также возможно иметь адаптированную коррекцию контроля или данных пользователя. Так, кодирование на уровне общего канала или на уровне временного промежутка может меняться независимо от специфики пользователя или качественных требований в различных вариантах системы. В зависимости от уровня желаемой эффективности, частоты и т.п. тип модуляции и тип антенны выбираются специфично для каждой системы в соответствии с актуальными требованиями. Когда выбрана модуляция, сильно сопротивляющаяся помеха, такая как QPSK и дифференциальное детектирование для TDMA, то относительно умеренные требования могут быть приняты на конструкцию антенны, например, примерно 18 - 20 затуханий бокового лепестка CS-антенны могут обеспечить высокий общий обмен информацией, передаваемой в системе, содержащей большое количество ячеек типа гексагональной ячейки. Такие методы как введение кодирующих сигналов, другая модуляция и т.п. применяются в сочетании с выбором установки антенны, когда, например, оптимизируется мощность системы. Выше приведен только один пример жесткого исполнения. В зависимости от специфических требований системы на различные обслуживания и т.п. могут существовать несколько различных возможностей с альтернативными выборами модуляции, кодирования, конструкции антенны и т.д. Устойчивость к помехам может быть, например, в дальнейшем снижена выбором другой модуляции, кодирования, возможностью изменить поляризацию и т.д. с дальнейшим увеличением мощности системы в целом. Если в системе применяется другая частота или разные частоты, то мощность еще больше увеличивается. Общая мощность в системе между ячейками указанного выше профиля сильно зависит от выбора антенных лепестков и уровней боковых лепестков PS-антенн. Когда это необходимо, передаваемые сигналы кодируются в различных способах в зависимости от требований пользователя для обеспечения необходимости секретности системы. Например, путем изменения временных промежутков, битовых потоков и другими подобными мерами сравнительно простым образом может быть повышена секретность. Система сконструирована для подачи потоков информации между частями подсистем (например связь PS и CS), между подсистемами, а также в и из параллельной системы для обеспечения альтернативной передачи. Следствием этого является то, что одна или несколько CS на одном месте могут связываться с одним или несколькими PS-узлами на одном месте, т.е. одновременно передавать поток информации на одной и той же частотной полосе. Альтернативные направления передачи между основными узлами подсистемы могут быть выбраны, контролируемы, скоординированы и отслежены во времени для полной или частичной передачи, требуемой представленной информацией. Это действительно просто, если система сконструирована для работы на одной частотной полосе. В таких случаях, где несколько CS-узлов охватывают одну и ту же или частично одну и ту же географическую зону, можно осуществить перенаправление или использовать альтернативные пути без необходимости изменения частоты между несколькими CS- и PS-узлами.
С точки зрения пользователей существует ясная передача с постоянной или контролируемой задержкой для удовлетворения требований синхронной передачи или, например, для речи при условии, когда мощность может быть распределена, требуется определенное количество мощности для передачи потока. Это осуществляется независимо от того, какой путь, какая подсистема или какая станция были выбраны. Например, в каждой из систем можно передать во время временных промежутков часть от него или тот же промежуток в виде синхронных умноженных сигналов, ячейку/ячейки в виде асинхронных умноженных и т.п.
Фиг. 3 схематически показывает пример подсистемы 2000, составляющей систему или часть системы, которая в данном случае является системой сдвоенного времени. Иллюстрируется структура интервалов с периодами времени обмена для CSSF200 и PSSF10, CS10 - подсистемы соединяются с одной или несколькими PS-станциями. Рисунок показывает пример расширения связи между PS 11/11*, а также 11 к PS-узлам, которые не резервируются. Пример показывает гибкость возможностей системы не только создавать резервную часть в CS-узле с помощью, например, дублирования частей, но также то, что может быть обеспечена при необходимости параллельная работа PS-узлов, например, с одной и той же CS 10, где используются различные периоды времени для посылки информации 231*, 233* между двумя станциями для дублирования или передачи информации параллельно, выбирая различные временные периоды 231, 233 для вещания на PS во временных интервалах подсистемы. При необходимости в сигнальном процессорном узле 300 осуществляется разделение, суммирование или любая необходимая процедура над сигналом. Информация пользователя 5000 или a, b, c передается, как схематически показано на примере, через систему от CS к соответствующим PS-узлам выдачей фрагментов информации в течение показанных промежутков времени 230, 231, 232 в соответствующих направлениях в виде так называемых посылок 230*, 231*, 232*. Обозначение a* указывает на часть информации a, то же соответствует в отношении b* и c*. Синхронизация входящих посылок цифровой информации осуществляется на противоположной станции. PS-узлы являются более экономически выгодными, т.к. они обычно не обеспечиваются синхронизаторами, что является более стабильным, чем это необходимо, чтобы вначале получить сообщения, а затем быть синхронизированными от CS, передающей через интервалы опорный сигнал для правильной синхронизации данных по времени. Быстрее детектирование, например дифференциальное детектирование или некогерентное детектирование, удерживает информацию до получения синхронизации. Системы могут быть сделаны для различных типов синхронизации между CS и PS в зависимости от функциональных требований. Синхронизационный сигнал информации может быть, например, добавлен в каждую посылку или передачу синхронизированных посылок на определенных интервалах, где станции, получающие информацию, могут удерживать шаг между синхронизирующими сигналами на контролируемом фиксированном уровне. PS-станции могут получать цифровой временной размер из входящей информации от ESC. Радиопередача в каждой подсистеме происходит k и из каждой CS через динамически направленный радиобмен, показанный на рисунке антенной системой 978, которая своим направлением скоординирована с другой станцией, обменивающейся с ней информацией.
Коммуникационная связь 40 схематически обозначает обмен сигналами, координацию, взаимодействие или возможность перераспределения потока информации между другими подсистемами. Фиг. 3 показывает передачу только в одном направлении, вещание от PS-узла в направлении CS происходит подобным образом, CS-узел, координирующий поток в соответствующей подсистеме, известно в какой момент времени и от которого PS ожидается получение сигналов и поэтому антенная система 978 настроена на соответствующее направление в течение этого периода времени. Синхронизация между подсистемами, координация расстояния между различными подсистемами, охватывающими различные или смежные зоны обслуживания, описаны ниже со ссылками на фиг. 11b, фиг. 12.
Синхронизация между различными подсистемами с системами обычно осуществляется на уровне временных промежутков для систем за удвоенное время, так как это обычно возможно осуществить простым образом. Если применяется синхронизация по временному промежутку, то сигнал в одной системе может влиять на сигнал в другой. Структура географически разнесенных антенных систем CS может быть скоординирована в соответствии с синхронизацией станций относительно друг друга, чтобы снизить количество, например, центральных точек, которые будут описаны ниже. Когда в отношении PS и CS достигается надежная оптимизация качества передачи через обмен радиошагами в пространстве и времени в соответствии с фиг. 2 и 3, то
- один, два или более CS-узлов действуют с двумя или более PS-узлами;
- передаваемый поток информации переносится в виде пакетов сигналов, разделенных на временные фрагменты в радиоканале каждой подсистемы, способной передавать информацию
Передаваемая информация перерабатывается в сигнал, если этого требует способ, схематически показанный на фиг. 2, где действует функциональный узел 300 по обработке сигнала для получения улучшенного качества существующих вещаний в системе или подсистеме. Выбираются первый или второй путь в 300 для специфического применения.
При фиксированных подключениях стационарных PS предоставляется возможность предсказать отражение радиосигналов с целью его компенсации. В реализациях системы обычно, если это необходимо, используют обработку сигнала. Применение ее очень интересно в тех случаях, когда системы должны быть установлены без наладок радиосигналов. Например, оборудование в условиях города состоит из сложных наложений отражений от домов, стен, крыш и т.д. Системы, которые контролируются во времени и пространстве, могут в каждый период времени трансляции отслеживать радиопередачу от точки к точке. В традиционных системах радиосвязи типа от точки к точке обычно длина шага является критическим параметром для наложения. Другими факторами, которые могут качественно решить проблемы, улучшив частотную эффективность, являются внедрение комплексных методов модуляции, таких как QAM и т.п.
Использование времени и пространства контролируется системами, внедренными в соответствии с представленной системой/способом, такими как сети наземного базирования с использованием подключений к сетям широкого диапазона в условиях города или пригорода, которые выполнены с использованием методов жесткой модуляции или им подобных, что приводит к другому типу ухудшения качества радиоканала, который основан при больших протяженностях системы на отражении от крыш, стен и т.д. Из-за того, что это фиксировано по отношению к изменениям, появляющимся в эфире при частотном селективном затухании на шагах больших или сравнимых с передвижными периферийными станциями, то может возникнуть более стабильное поведение, более легко предсказываемое в отношении искажения и влияния на радиосигнал. Поэтому может быть реализована более простая коррекция ухудшения радиоканала при таких типах фиксированных применений. Если, например, применяется новая PS, то могут быть проведены корректирующие вычисления. После коррекции эти данные могут быть применимы в таких сетях в течение довольно долгого времени по сравнению с традиционными шагами или мобильными применениями. Внедрение радиосетей широкого диапазона в соответствии с настоящим принципом фиксированной установки обычно сопровождается этим типом адаптированной коррекции, которая может содержать обработку сигнала входных данных, изменения или поляризацию, чтобы скомпенсировать наложение сигналов в радиоканале, особенно для систем, внедряемых в условиях города.
Свойства передачи, которые возникают при отражениях, избегают в системе с помощью простой адаптированной коррекции, например, с помощью изменения поляризации. Если, например, горизонтальная поляризация подавляется отражениями от крыш и т.п., то качество сигнала может улучшить вертикальная поляризация.
Из-за того, что отдельно используемые пути передачи в соответствии с фиг. 3 могут возникать в течение одинаковых SFCS 200, 210, но в течение различных временных промежутков 231, 232, то обычно расширенная информация, передаваемая параллельно, может быть передана без какого-либо заметного затухания и без какого-либо заметного негативного влияния на нормальные телекоммуникационные службы. Это значит, что поток информации, ясно передаваемый для каждого установленного шага через посылки 231, 232, может соответствовать и обрабатываться по технологии цифровой обработки сигнала для получения улучшений качества, качества приема и т.п.
Фиг. 4 показывает последующие детали структуры подсистемы CS, возникающие в результате нескольких, указанных выше преимуществ при реализации способа относительно модульности, перенаправления, резервирования и т.д. Каждая CS разделена на низкочастотный узел (LFU), высокочастотный узел (HFU) 992 и на передающий коммуникационный интерфейс 983 между ними. Названный низкочастотный узел (LFU) содержит узлы цифровой передачи, логические функции для контролирования и координирования подключенных PS-узлов под каждой CS, а также взаимодействие между другими подсистемами и т.д. Названный высокочастотный узел 992 содержит функции для конвертирования цифровой передачи 983, которая поступает в и из радиомодельных узлов, а также требования контролируемых данных из 981 для контроля антенной системы по времени и направлению, для координирования в соответствии с временем радиотрансляций, для переключения между передачей и приемом в течение сдвоенного времени, для контроля радио между различными частотами, для различных кодов, для применения разнообразия в радиоподключении и т.п. Объекты контроля определены 991. Названный низкочастотный узел 991 имеет подчиненную функцию по отношению к высокочастотному узлу 992. Низкочастотный узел и высокочастотный узел могут объединять несколько низкочастотных узлов 991 и несколько высокочастотных узлов 992, образуя один функциональный узел. Это применяется, например, в суперцентральных станциях SCS, которые будут описаны ниже. APS связана, например, с двумя CS-узлами 10A, 10B; существует возможность на одной частоте получать информацию 360, 361 в и из различных подсистем CS 10A, 10B, действующих на одной и той же частотной полосе. Это может быть осуществлено при условии, что выбраны различные временные периоды для передачи каждой посылки, и если, например, мощное кодирование не разделяет информацию, что информация пользователя может быть одновременно передана в и из одной и той же PS. Одна PS может быть, например, подсоединена пассивным образом, т.е. соединена с резервной CS без придания значения способности обмена информацией подсистемой. В таком случае один из CS-узлов использует некоторый временной промежуток или любой соответствующий элемент в действующей временной рамке в нескольких интервалах CSSF, PSSF, чем это возможно временной рамкой. На показанном рисунке CS-узел 10A активно подсоединен к подсистеме с показанной PS. Показанная PS может быть подключена пассивным образом по второму CS-узлу, используя мощность второй подсистемы фрагментами, т.е. должны быть запрещены интервалы, установленные для подключения к 10B, или, что можно подавать поток информации на 10B. Когда существуют такие требования, полный поток или часть потока информации может постоянно или временно перенаправляться на пассивную PS. Названный рисунок показывает пример обмена потоком информации (a), который может передаваться через 40 между 10a и 10b.
Связь между различными подсистемами осуществляется в цифровом виде, чтобы создать гибкость и более дешевую реализацию. Если это требуется, то части сигнала могут передаваться через одну подсистему и различные части через другую.
Направленные радиошаги, имеющие определенные свойства, установленные для традиционных систем радиосвязи, осуществляются в системах между двумя станциями CS и соответствующей PS и они могут возникать в системе в распределенные временные интервалы. Результатом этого будет разделение реального времени на точки включений или действующие точки поточечной связи.
Обычно это более важно для безопасности системы в целом, имеющей резервирование на CS-узле, чем на PS. Ошибка на CS может прерывать подсистему с множеством PS-узлов. Возможность гибкого параллельного действия двух или более CS, которые могут охватывать одну зону обслуживания и обычно повышают способность обмена потоком информации в зоне обслуживания, а также функционировать в режиме ожидания в случае появления ошибок, является важным особенно, когда внедряется система с одной частотной полосой. Конечно могут быть реализованы, помимо иллюстрируемых здесь, и другие расширенные структуры. Может быть сформировано прямое дублирование действующих или всех модулей CS с помощью параллельных расширенных функций так, чтобы вступал в действие другой узел или функция в случае отказа работающего узла или функции. Это традиционный способ создания резервирования. Преимуществом настоящего метода является помимо обеспечения резервирования то, что две и более подсистем в одно и то же время могут передавать поток информации раздельно внутри одной зоны или внутри смежных зон и с одной временной функцией как с гарантией безопасности друг от друга, так и на одной частоте. Из описания выше ясно, что способ будет обеспечивать высокую степень гибкости при создании эффективных сетей.
Фиг. 5 показывает расширение возможности различных путей передачи или радиошагов на одной и той же частоте. Здесь показаны возможности параллельной передачи, а также введения быстрого, так называемого горячего ожидания (not stand-by) между регулярными и вспомогательными путями. Быстрое переключение осуществляется тогда, когда любая требуемая расширенная информация подается на соответствующую резервную CS, где возможно следующее:
1. Передача информации а) на ту же PS, если используется одна PS через разные шаги 360, 361 (см. фиг. 4). В этом случае осуществляется подготовка CS так, чтобы данная CS была способна извлекать, когда это требуется, поток из 360 (фиг. 4) для одной или нескольких PS, хотя здесь нет потока передаваемого резервно через названную PS. Степень подготовки может иметь различные уровни вплоть до уровня, где есть постоянное распределение времени для второстепенного пути, что делает возможным самое быстрое действие над возможным потоком и переключение на ожидаемый путь.
2. Передача информации а) на другую PS или другие CS, если используются две или более PS (фиг. 5), через различные радиошаги 350, 351, 352,353. В этом случае, как отмечалось выше, для PS применяются те же принципы подготовки различных путей. После того, когда используются, например, две PS для одного применения, то, как показано на фиг. 5, могут быть получены четыре различных пути. Если необходимо, один или два из названных путей могут быть постоянно активными. Выбор пути передачи или обработки сигнала через два пути могут быть сделаны, исходя из оптимального качества передачи. Можно выбрать так, что один путь передачи будет активным, а второй резервным без какой-либо передачи информации. Это дает возможность увеличить или сдублировать, или разделить на два альтернативных пути передачу в одно время. В этом случае устанавливается резервирование на два других радиошага 350, 352. F1 является действующей частотной полосой в течение показанного времени и идентична всем показанным подсистемам.
Фиг. 5 и описание выше раскрывают возможности способа, а также возможность его вариаций в другой конфигурации или с оборудованием другой системы. Фиг. 5 показывает две подсистемы, каждая из которых наделена переключающим функциональным узлом 900 через коммуникационную связь 40. Из чертежа ясно, переключение существует для создания альтернативных путей передачи между подсистемами, что означает то, что переключение существует для создания альтернативных путей передачи между подсистемами, что означает использование любой из двух показанных CS. Соответствующая функция может быть установлена для резервной PS связи через узел переключения 300 и коммуникационную связь 301. Помимо того, что проиллюстрировано с двумя различными переключающими узлами 900 и 300 для каждой CS, PS соответственно, возможно рассмотреть переключающие функции или конструкции узлов для CS или PS. При передаче резервной информации могут быть применены следующие действия:
- определение емкости потока для раздельных ждущих путей и передача резервных данных,
- определение времени заранее, во временном промежутке, для ждущего пути без передачи информации пользователя, пока это не потребуется,
- определение, если это требуется, времени в выбранной, зарезервированной CS в режиме ожидания, если регулярные шаги имеют определенное ухудшение качества.
Так же могут быть проведены другие формы заданий и подготовки, а то, что описано выше, является только одним возможным примером. В качестве альтернативы один или несколько PS-узлов могут быть общими для одного или нескольких PS-узлов в одной реализации в соответствии с тем, что раскрыто выше.
Фиг. 5 показывает дальнейшее преимущество способа. Пример показывает, что для резервирования 1 + 1 CS и резервирования 1 + 1 PS 6 в соответствии с тем, что раскрывалось выше, существуют четыре различных пути передачи 350, 351, 352, 353.
Когда выбирают более, чем одну частотную полосу, то создается больше возможностей.
Фиг. 6 показывает установку системы, где осуществлено взаимодействие через коммуникационную связь 40, обладающую внутренним переключением между подсистемами через переключающий функциональный узел 900, для подключений другого потока и между различными подаваемыми сигналами через внешний переключающий функциональный узел 1000. Через названный узел 1000, который можно рассматривать в качестве примера внешней сети, содержащей, например, независимый традиционный цифровой переключатель или подобную аппаратуру, обычно осуществляется обмен потоком информации между подсистемами или другими системами в одном или разных местах. Внешней переключатель или соответствующая аппаратура могут быть также установлены для обеспечения функций переключения, соответствующих функции упомянутого, показанного схематически переключающего узла 900, который может быть использован для резервирования, в соответствии с тем, что было установлено о названном узле 900, или, если это более или менее ограничено требованиями для автоматических переключений в системе, которые могут осуществляться через названный переключающий функциональный узел 900. На названном рисунке узел 900 показан как схематическая функция для подключения информации внутри и между несколькими подсистемами. Упомянутый рисунок демонстрирует взаимодействие между двумя подсистемами. В сложных сетях, содержащих несколько групп подсистем, где может быть взаимодействие или генерация помех внутри каждой группы, переключающий функциональный узел 900 сформирован для каждой группы. При запросе через переключаемый функциональный узел 900 названного CS-узла подключаемые сигналы передаются к и из подсистемы или между подсистемами. В тех случаях, где реализован названный функциональный узел, он обычно выполняет функцию переключения, которая тесно связана с каждой подсистемой и которая может быть контролируемой для взаимодействия с другими подсистемами. Это позволяет осуществлять быстрые альтернативные переключения, изменение путей при обнаружении ошибок, блокировку потока и т.д. Упомянутый переключающий функциональный узел 900, если он является общим для более чем одной системы, в других рисунках указывает на то, что между системами происходит переключение.
Требуемые функции для цифровых переключений, логической передачи в каждой из подсистем или группы подсистем можно считать объединенными в соответствии с функциями и узлами, где основные функции и узлы объединены в этом описании. Далее описан коммуникационный интерфейс между LFU и HFU на примере взаимодействия с подключаемой системой. Это схематически показано на фиг. 6в.
Переключающая система 1001 включена в систему, полностью или частично объединяющую функцию для концентрации потока, логического обмена информации с PS-узлами, а также переключений между подсистемами. Подключение к внешним приборам осуществляется через коммуникационный интерфейс 983 к каждому HFU. На названном рисунке может быть рассмотрена система, содержащая от одной до N подсистем NI или более.
Упомянутые чертежи показывают первичные реализации системы, где системы содержат различные устройства расширенной радиосети, которые во взаимодействии с существующими сетями, системами переключения и т.п. будут обеспечивать различные системы и узлы. Это из-за того, что способ может быть описан более ясно и что модели этого типа могут быть использованы во взаимодействии, например, как сети радиодоступа с существующими системами различных типов, и из-за того, что существующие моментальные переключения не обеспечиваются требуемыми функциями. Этот тип систем может рассматриваться поставщиком как относительно независимый. Другой пример рассматривает способ в объединении с переключающей системой. Это важно потому, что цифровые системы переключения обычно базируются на решениях, которые являются специфичными для поставщика. Фиг. 6 показывает схематически пример реализации ясной передачи подаваемых сигналов через две подсистемы, каждая из которых охватывает зону обслуживания. Цифровой сигнал передается из или к CS/PS частично или полностью. Если это необходимо, названный сигнал отчетливо передается между CS, PS. В качестве альтернативы в зависимости от требований к потоку информации переносятся только требуемые фрагменты названного сигнала соответствия временным промежуткам в PMC многократных сигналов или ячейками в ассинхронно наложенных цифровых сигналах и т.д. При внедрении систем (в некоторых случаях) оптимально подсоединять подсистемы, имеющие существенно большую мощность, чем это необходимо потребностями на PS-узлах.
Это применяется, например, в системах, имеющих CS-узлы, подсоединенные в CCITT стандартах в Европе 8, 34, 155, 565 M бит/с, синхронного или соответствующих стандартам в других частях земного шара, где названные PS-узлы снабжаются интерфейсом пользователя, соответствующего крайностям 64 кбит/с, например, Бейсик (Basic), изначальный ISDN и т.д. В таких случаях подаваемый на каждый CS-узел сигнал обычно содержит информацию для нескольких PS-узлов. В системах, которые подключаются через внешнюю систему переключения, могут быть внутренние переключатели внутри подсистемы или между подсистемами, например, через внешний переключатель 1000 в соответствии с фиг. 6. Если пользователь Q, подсоединенный к одной подсистеме 10A через интерфейс b, нуждается в связи с другим пользователем в другой, той же или в смежной зоне обслуживания, то названный пользователь подключается к подсистеме 10 B через интерфейс d, что может быть сделано через упомянутый переключатель 1000.
Переключения истока производятся через обычный внешний переключатель или через другой тип узла переключения потока 1000, включенного в систему, даже если тоже самое можно выполнить через упомянутый переключающий функциональный узел 900, если такой функциональный узел есть. Обмен потоком информации между установками внутри подсистемы и между различными подсистемами осуществляется через названный цифровой переключающий функциональный узел 900. Смысл использования переключающего функционального узла заключается в том, что для подсистем, действующих параллельно, узел отвечает всем требованиям быстрого переключения, а также распределения потока внутри одной и той же или смежной зоны обслуживания. Обычно переключение потока информации контролируемого оператора или пользователя осуществляется через отдельно стоящий цифровой переключающий узел 1000. Внешний переключающий узел в одном месте может объединять переключающие функциональные узлы для множества CS-станций, находящихся в одном месте. Он может также выполнять функцию переключающего узла для нескольких подсистем, расположенных в разных местах. В тех случаях, где подсистема сконструирована с повторяющейся конфигурацией, названный переключающий узел может быть использован для переключения потока. Как правило, вход и выход системы, применяемый для ясной передачи, сформированы и укомплектованы интерфейсом, соответствующим CCITT иерархиям синхронной емкости, содержащим 64 кбит/с, 2048 и 1544 Мбит/с. При применении можно выбрать нижний или верхний уровень иерархии передачи или асинхронных цифровых сигналов, таких как SONET, SDH, асинхронное наложение, ATM и др. Кроме того, возможно плавно переключать поток внутри каждой подсистемы, между подсистемами или к и из других систем другими цифровыми переключающими узлами (switching units), существующими на рынке.
В результате использования структуры временных рамок, сформированных в подсистемах модульным образом в виде набора достаточно протяженных временных промежутков, становится возможным передавать эффективные модульные емкости к и из каждой PS или между CS-узлами в количестве, вплоть до полной емкости радиоканала. Это обеспечивает гибкое и дешевое внедрение способа контроля различных количеств обмена цифровым потоком информации внутри или между подсистемами. В случае особой реализации способа, где является существенным внешний переключающий функциональный узел, функция внутреннего переключения может быть обеспечена через внешней переключатель. Чтобы снизить степень внутренней сложности из-за переключающего узла 900, в упомянутых центральных станциях используются внешние стандартные переключающие функциональные узлы (соответствующие цифровому переключению), например, для центральных распределяющих точек для переключения внутреннего или внешнего потока внутри подсистем, между или к и из других систем (см. фиг. 9 и 17). Также такие переключения производятся в месте, где распределяется поток в нескольких направлениях в так называемой центральной распределяющей точке CTP. Если возникает необходимость автоматической работы, например, для блокировки потока или другие действия над потоком, например, если связь с пользователем намереваются вести к другому сектору или ячейке, то между названными подсистемами или частями названных подсистем внутреннее переключение 900 или соответствующее переключение должно быть выполнено автоматически.
Фиг. 7 показывает другой пример схематической структуры нескольких подсистем. В одном месте в так называемых суперцентральных станциях SCS могут взаимодействовать раздельно и одновременно передавать поток одна или несколько CS-станций 10a, 10B, 10N, действующих на общей частотной полосе. В каждой SCS поток может быть распределен во внешние сети. Поток для внешних сетей может быть распределен на центральной распределяющей точке CTP, которая как описано ниже, является общей для нескольких CS- или SCS-узлов. Когда требуются автоматические быстрые переключения потока, переключения частей подаваемых сигналов и т.д., то поток координируется через переключающие функциональные узлы 900, если эти узлы установлены.
В верхней части чертежа показана PS без резервирования. В центре показано устройство PS, где два PS-узла используются по выбору для передачи. Самый нижний пример показывает, как два PS-узла отдельно обеспечивают потребность пользователей 310 в определенной части емкости обмена потоком. Например, в обычном случае система обеспечивает использование емкости каждого из PS-узлов с помощью сложения емкостей названных PS-узлов. Если появится ошибка, то емкость этого PS-узла теряется. Любое требуемое действие над сигналом, а также связь между двумя PS-узлами, когда такая связь требуется, осуществляется через узел 300. Выше показаны возможные пути реализации. Но, конечно, возможно большое количество комбинаций. Резервирование осуществляется, когда реализуется система с SCS/CTP 1100 с переключением цифровых сигналов, подаваемых на 900 к другой CS. Посредством этого становится возможным то, что различные CS-узлы составляют резерв друг друга, поэтому содержание, прием или переключение в параллель потока к данной периферийной стадии PS временно поддерживают поток к той же PS или к другой, сдвоенной или резервной PS. В другом показанном примере два PS-узла объединены в узкой интеграции и взаимодействии.
Фиг. 12 показывает как структура PS будет обеспечивать взаимодействие на нескольких интерфейсных уровнях.
Фиг. 8 схематически показывает другую реализацию, где связь между подсистемами 2000 с PS существует на одной частотной полосе в течение различных периодов времени Tо, Tр с различными CS-узлами 10A и 10N соответственно. В этом случае переключающий функциональный узел 900* формируется как составная часть переключателя.
Фиг. 9 показывает примеры реализаций системы и как различные системы или подсистемы могут взаимодействовать с помощью общих интерфейсов или переключателей. Пример показывает как первая система 1200, действующая на частоте F2, вторая система 1300, действующая на особой частоте F1, и повторяющая подсистема 1400, действующая на F1, могут переключаться между собой, если необходимо расширение области радиоохвата на частоте F1. Показано, как может быть плавно переключен поток между различными системами 1300, 1400, 1200 через разделяющий переключающий узел 1000. Поток в упомянутой повторяющей системе 1400 обозначен 70. Пример дан так, чтобы проиллюстрировать некоторые различные возможные структуры и реализации систем и подсистем.
Более того, система может содержать существенно большее количество вариантов, например, имеющих настройки радиоканала, системы для четкой передачи цифровых сигналов, системы в передвижном исполнении, возможность выбора различных частот внутри каждой подсистемы, различный выбор разнообразных методов, таких как поляризационное наложение, альтернативная техника модуляции и т.д. Модульная структура CS и также возможности соответствующей структуры для PS обеспечивают расширение радиоохвата широких областей посредством обслуживания распределяющей точкой каждой новой CS, подключаемой к PS из другой подсистемы. Так называемые повторяющие подсистемы и другие системы, имеющие одну и ту же и разные частоты, могут обмениваться потоком информации и пользовательских интерфейсов через внешний цифровой переключающий функциональный узел 1000. Сети широкого охвата могут быть созданы на основе структуры упомянутых CS-узлов с разделением на высокочастотный и низкочастотный узлы.
Фиг. 21 показывает последующие примеры различных вариантов и взаимодействие радиосети и кабельной сети.
Фиг. 10 раскрывает пример подсистем вместе с переключающим функциональным узлом. Показаны как ранее рассмотренные узлы (функциональные узлы объединены в один узел). 991* соответствует упомянутому LFU и выполняет функции, соответствующие 991. IC относится к интерфейсу внутри подсистем. Связь 9987-1* между логическими функциональными узлами LC и LP иллюстрирует поддержание контрольных данных на PS, специфических дистанций, временных периодов и т. д. Более того, связь 987-1* от LC показывает контроль данных для HFU992. Обмен информацией с другими PS-узлами через упомянутый интерфейс 983 представлен с помощью 983-IC. Обмен информацией с HFU осуществлен через 983-LC. Вовсе необязательно передавать контрольные данные для HFU через радиосистему.
Фиг. 11 схематически показывает пример одной из нескольких временных рамок для TDMA системы временного дублирования. Системы, внедренные в соответствии с настоящим способом, наделяются различной мощностью, временным разделением, временными периодами для CSSF и PSSF в соответствии с актуальными требованиями. В примере для двух подсистем сформированы временные рамки с дублированием по времени. Время передачи в каждом направлении имеет одинаковую протяженность, в примере предполагается, что объем потока в обоих направлениях имеет одинаковую величину. Могут быть различия в емкости в различных направлениях и поэтому структура временных рамок выбирается в зависимости от специфики применений, требований на временные задержки и т.п. Система, имеющая структуру временного дублирования, дает возможность простого и дешевого метода сборки, обеспечивает низкую или незначительную помеху, или помеху между смежными CS-узлами, которая не может быть изменена, когда в каждой подсистеме синхронизированы CSSF и PSSF. Более того, такая система будет обеспечивать плавное распределение частот, экономичное исполнение PS, эффективное использование радиоканалов в системах с динамическим обменом потоком информации и т. д. 1...n - это временные промежутки, отведенные для каждой CSSF, и 1...p - соответственно для каждой PSSF.
Обычно каждый CS-узел связан с набором PS-узлов. Каждая CS должна быть модернизирована так, чтобы, например, для какого-то числа PS-узлов, присутствующих в зоне охвата, быть способной распознавать новые PS-узлы, какой поток они передают, распределять временные промежутки для потока к/из каждой PS, для требований PS и запросов статуса, определять качество передачи. Для распознавания, постоянной синхронизации и контроля каждого PS-узла под каждым CS-узлом показан возможный пример варианта системы со сдвоенным временем. Временный период распределяется в рамках передачи CSSF, названный период времени обозначается как 1501. Во временных рамках PS период времени 1510 может быть введен как ответ для распознавания запроса. Временной период 1510 меняется в каждом случае в зависимости от заданных интервалов расстояний между CS и PS, а также в зависимости от требуемой частоты для процесса распознавания. 1510 представляет собой временной период для передачи ответа на идентификационный запрос с соответствующей эквивалентной постоянной задержкой из-за различных расстояний от различных PS-узлов до CS-узла. Каждый PS-узел скомпенсирован по времени в соответствии с различным временем расположения между CS-, HFU- и каждым PS-узлом в каждой подсистеме, с которой этот узел связан. Обычно основная часть времени используется для передачи потока информации (информационные посылки IP, которые являются данными пользователя) или для контрольной информации (посылки контрольной информации CP, которые являются системными сигналами). Передаваемые посылки, которые содержат информацию и контрольные данные, подразделяются, исходя из различных требований к передаче и приему информации, а также из действий, основанных на содержании каждой из посылок. CP должны быть быстро прочитаны и приняты с соответствующим качеством. 1501 является примером временного периода, используемого для синхронизации информации и/или контроля. При синхронизации возможно использовать побитовую синхронизацию информации, применяемой для любой передаваемой посылки. 1502 представляет временной период для идентификации передаваемых ответов на PS-узлы другими станциями. Названные периоды 1501, 1502 могут быть введены в общий временной промежуток или общий интервал времени, а пример показывает возможную структуру системы. В одной и той же SCS различие по времени 1605 между временными рамками различных подсистем обычно зануляются в результате синхронизации рамок. Общая синхронизация между подсистемами не осуществляется в одном месте, а обеспечивается с помощью возможности влияния за счет координации подсистем с целью минимизировать данный период времени. Если среднее расстояние между CS-узлами, которые могут влиять друг на друга, равно, например, 20 - 30 км, то временной период перекрытия должен быть меньше, чем примерно 1000 нс. Если, например, временные рамки имеют протяженность 102 мс как для передачи, так и для приема, то возможные потери из-за интерференций будут ограничены. Возможны также другие комбинации временных рамок. Например, возможно употреблять динамически переменную длину временных рамок в каждой подсистеме в соответствии со спецификой требований к потоку во времени или в соответствии другим методам в зависимости от вариаций передаваемого потока в различных исполнениях вариантов системы. Все указанные временные периоды, интервалы и позиции и т. п. для временных рамок являются только примерами. В различных структурах системы возможно несколько различных вариантов.
Фиг. 11b показывает следующие преимущества создания системы в соответствии с настоящим способом. Время перекрытия 1605 между различными подсистемами (см. фиг. 11a) должно быть при применении временного дублирования настолько мало, насколько это возможно, по крайней мере для подсистем, которые имеют риск возникновения радиоинтерференции. В случае CS-узлов на одном месте SCS это преодолевается синхронизацией временных рамок. В случае применения метода, где несколько SCS-узлов распределяется в общей точке, это можно эффективно скоординировать и компенсировать на CTP. Это является еще одним преимуществом структуры способа и разделения на LFU/HFU. В тех случаях, где это необходимо, SCS станции, расположенные на различных расстояниях друг от друга, согласуют временными задержками для снижения помех между подсистемами, влияющих друг на друга. Это может быть осуществлено подсоединением различных задерживающих функциональных узлов для каждой CS и SCS, чтобы скомпенсировать различие во времени распространения и иметь возможность адаптации к различным действующим HFU-узлам для выравнивания относительных отличий во времени распространения. Это значит, что особые HFU-узлы могут рассматриваться независимо от расстояния до LFU-узла как расположенные на одном и том же расстоянии.
Фиг. 11b показывает пример, где используется кабельная сеть в качестве передающей сети для множества разнесенных HFU-узлов, каждый из которых охватывает одну зону обслуживания. DCC установлен для цифровой перекрестной связи. В показанном варианте распределение между подсистемами осуществляется в центральной распределяющей точке CTP. Более того, показано, как группы HFU узлов в разных местах образуют SCS. Примеры описания раскрывают временное дублирование систем. В связи с временным дублированием существует ряд преимуществ. Временные интервалы для каждых CSSF и PSSF могут быть оптимизированы и сделаны короткие так, чтобы скомпенсировать задержку и любую требуемую промежуточную накопленную емкость. Структура рамок может быть обеспечена только одними рамками или некоторым набором временных рамок. Недостаток временного дублирования по сравнению с дублированием частоты заключается в том, что скорость передачи в радиоканале делится между двумя направлениями в результате потерь на переключение. Другим недостатком является то, что требуется больший объем буферной памяти и промежуточного хранения, например на HFU, а также возникновение в результате этого временной задержки. Если в вариантах системы внедряются системы для распределения цифровых системных потоков в соответствии с принципами ATM или системы, большей частью состоящие или подключаемые к ATM переключениям, имеющим асинхронное наложение или подобное переключение, или передающей системы, такой как SONET, SDH, MAN, DQDB и т. п., при схожей с CCITT, ISO, IEEE и т.п., стандартные передающие системы, варианты, действующие на частотном дублировании, будут обеспечивать снижение задержки при передаче. Системы, сконструированные в технике CDMA или в комбинациях с TDMA, имеющих узкий диапазон модулируемых сигналов в частотных шагах, сформированных с использованием одного или нескольких временных промежутков для временных рамок, соответствуют дублированию по времени или частотному дублированию. В соответствии с любым исполнением или любыми требованиями для временных промежутков или рамок применяется различная подстроенная длина временного интервала. Например, при однократном потоке данных метод может обеспечивать гибкость и достаточное качество. Каждое исполнение будет предъявлять различные требования к каждой системе. Действующая системная емкость при временном дублировании определяется обеспечением при каждой доставке передаваемых данных для пользователя двух путей связи между CS и PS, которые могут быть сравнимы со связью в телефонной системе. Для каждого направления, во временных рамках 200 и 210 индивидуально расположен временный промежуток в соответствии с требованиями действующего потока.
Когда распределяют ресурсы передачи в подсистеме в соответствии с требованиями к CS-PS и PS-CS, то через систему может быть передана в любом направлении потенциально большая информация, если другими узлами может использоваться режим "молчание" (silent). Размещение временного промежутка контролируется и координируется из CS подачей сигналов любой требуемой на каждую PS через CP. Как правило, каждая PS выполняет подчиненную функцию по отношению к CS. Это значит, что каждая PS будет получать информацию о том, какие временные промежутки будут использоваться и для каких целей. Через сигнальный канал CP PS информирует CS о существующих в данный момент требованиях к тому, какие временные промежутки используются в данный момент, статус и т.п. С помощью обмена сигналами между каждой подсистемой или CS, PS, каждая PS контролируется, координируется, наблюдается с помощью CS на предмет качества. В зависимости от применения, требований качества для каждой IP коды, возможно используемые для информаций, декодируются. Если замечают ошибки при передаче, то существует изменение временного интервала, разнообразные измерения, замена частоты. В качестве альтернативы существует замена CS через сигнальное подключение к CTP между действующими LFU-узлами для действующих станций. Когда подсистемы охватывают смежные зоны обслуживания в CTP, становится возможным передвигать PS в другие зоны обслуживания или к другим CS, если, например, существует помеха от других источников и т.п.
Чтобы обеспечить быстрое и ясное упорядочивание подаваемых сигналов и минимизировать емкость сигнала, в каждой PS заложены специфические параметры станции. В тех случаях, где требуется быстрое упорядочивание потока, например динамически контролируемые упорядочения нового временного промежутка, существует предварительная резервация времени, включая анализы ошибок предварительно зарезервированной емкости. После того, как условия были изменены, действующие данные исправляются и корректируются. Любые действующие потоки данных, распределение ресурсов и т.п. промежуточно сохраняются и постоянно корректируются по интервалам в каждой PS. Используя малые интервалы для оптимизации минимальной емкости сигнала и повышения стабильности, подсоединенные PS-станции могут постоянно опрашиваться и корректироваться с помощью CS. Это значит, что несколько PS-узлов могут быть подсоединены пассивным образом с использованием не более, чем фрагмента емкости подсистем. Если, например, подсистема имеет сотни временных интервалов, то только один или несколько из них могут быть использованы тысячами PS-узлов, подсоединенных пассивным образом. При существовании каких-либо свободных промежутков или в зависимости от приоритета любые действующие требования к передаче детектируются и устанавливаются новые временные промежутки. Если в распоряжении подсистем нет времени, то может быть выбран другой путь передачи при условии подключения отдельно стоящей CS.
Фиг. 12 показывает пример базовой структуры с множеством подсистем, 1... N эквивалентного типа, которые размещены в системе модульным образом в соответствии с изобретением. Вначале обратимся к подсистеме 1. Названная система изображена в виде радиосети, которая резервирует емкость для передачи информации пользователя на любую выбранную станцию через так называемые обычные рассредоточенные подключения 995-1, которые контролируются динамическим функциональным узлом 950-1 и с помощью логического функционального узла 980. Схематический функциональный узел для HFU 971-1 показан для координации различных расстояний. Центральными частями подсистемы является интерфейс и распределяющие функциональные узлы 950, низкочастотный узел 991, высокочастотный узел 992 и всегда присутствующая четкая передающая связь 983 между названными низкочастотными и высокочастотными узлами. Если возникает необходимость, то есть и особый переключающий функциональный узел 900-900* между подсистемами для резервирования и т.п. 900* обозначает то, что названный функциональный узел совмещен, например, с внешним переключателем или объединен в переключающую систему.
Блок-диаграмма показана для HFU-узла. С левой стороны показаны входные и выходные радиокоммуникации с действующей подсистемой, преобразователь данных пользователя IP и подающий сигналы CP между CS и другими станциями. Показан PS 11 и расширенная конфигурация PS-узлов 11/11*, имеющих модульную структуру, которая в основном похожа на структуру CS. Хотя большинство модулей для PS выполняет другие функции; в зависимости от исполнения существуют другие варианты, кроме показанного PS, 950 в CS соответствует 316 в PS, HFU 991 в CS соответствует 313 в PS. Названный PS содержит логические функциональные узлы 312, связывающиеся с логическим узлом 980 названной CS. 311 выполняет контроль и надзор за контрольной функцией PS. 319 обозначает интерфейс PS, направленный к пользователю. В одном варианте показано, как модульная структура может быть использована для создания также двух периферийных станций, разделенных физически на низкочастотный узел LFU и высокочастотный узел HFU, взаимодействующих потоком информации через переключающий узел 300 или оперирующих резервно по отношению друг к другу. Цифровые сигналы 995-1...N в/из каждой подсистемы или системы содержат синхронно или асинхронно одновременно выполненные цифровые или другие типы асинхронных/синхронных цифровых стандартизированных потоков информации, обычно в цифровом виде. Пример показывает взаимодействие с внешней коммуникационной системой 1000. Как показано выше, коммуникационная система может состоять из узла 1001, объединенного с переключающей системой. Внешние переключающие функциональные узлы являются обычными цифровыми переключателями, предназначенными для фиксированного или мобильного потока информации, переключатели, соответствующие АТМ типу, переключатели пакета данных, например, в соответствии с X.25 или подобные, или Роутерсы (Routers), Броутерсы (Brouters), мосты (Bridges) и т.д. для систем с данными. Внешние системы применяются для сетей свободного доступа. Объединенные системы, имеющие переключающую систему, могут быть передвижными коммуникационными сетями. Для таких систем, как GSM, узкополосные цифровые TDMA системы в США или соответствующие системы в Японии, применяются временной и пространственный контроль.
PS без резервных функциональных узлов состоит в соответствии с настоящей модульной структурой из HFU-узла 331, LFU-узла 317, интерфейса и узла распределения пользователей 316. Пример показывает систему, где каждый узел 300 может взаимодействовать с общим интерфейсным узлом 318 или они действуют с резервированием друг друга через их регулярные интерфейсы. Каждый PS-узел может быть сформирован как станция без резервного параллельного подсоединения. Взаимодействие между PS-узлами осуществляется на цифровом уровне так, чтобы сохранить низкую стоимость и гибкость системы. Через стандартизированные интерфейсы 319 в направлении внешних узлов может быть осуществлено переключение потока через внешние переключающие функциональные узлы, схожие с CS. В том случае, где используется периферийная станция для фиксированного потока, в системе с общим телекоммуникационным потоком для периферийной станции может быть выгодно применена похожая структура. В случае, когда система внедряется в мобильных исполнениях, терминалах, переносимых человеком, или других исполнениях, где требуется компактный дизайн и где физическая структура является совершенно иной, названная периферийная станция имеет другую структуру, такую, которая могла бы подойти для такого исполнения. Периферийная станция обеспечивается различными требованиями применения. Обычно существует распределение ресурсов на CS, тогда PS-узел может иметь логически простую структуру и быть полностью контролируемым с CS. Сохранение требуемой контрольной информации для входных и выходных данных потока, для компенсации расстояний, адреса CS, адреса, статуса и т.д. осуществляется на PS. Более того, в различные системы, если это необходимо, могут быть включены функциональные узлы для различных направлений антенны на различные CS-узлы, разные поляризации, разные частоты или действующие длительности частотных шагов и т.д.
Чтобы создать гибкость различных применений системы, используется стандартизированный международный набор серий для пользователей и/или станций. Можно плавным путем изменить идентификацию в системе. Применение так называемых быстрых плат (smart cards) на PS сделает их простым для пользователей, чтобы определять разных пользователей в общей системе. Когда это нужно, одна или несколько подсистем могут быть скоординированы, отконфигурированы и т. д. через общие функциональные узлы 1005, 1006. Существует также возможность подсоединить дистанционные переключатели. В случаях ячеистых исполнений иногда интересно измерять объем потока информации через радиосеть с целью взимания платы.
Фиг. 13 схематически показывает конфигурацию системы, имеющей сигнальный интерфейс 995-1...N, где система может, в основном, действовать как отдельная сеть относительно других внешних сетей для передачи обычных синхронно сложенных сигналов или данных по типу HDLC.
В этом случае передаваемый сигнал обычно имеет общую передаваемую емкость, превышающую емкость радиосистемы. При динамическом распределении потока применяются действующие данные о потоке для передачи через систему. В этом случае обычно каждая PS имеет сигнальный интерфейс 319, емкость которого существенно ниже емкости передачи сигнала интерфейсом 955-1...N упомянутого CS-узла, например, 64, 384, 1544, 2048 Мбит/с и выше, но ниже емкости передачи.
Также возможно применять структуру системы с функцией для использования информации из сетей данных с согласованной длительностью, емкостью для пакетирования на 991 во временные промежутки системы и передачи в системном виде с последующей переработкой на PS в любой нужной форме.
Фиг. 14 схематически показывает несколько возможных случаев возникновения помех между системами. Если боковые лепестки антенной системы на 20 дБ слабее, чем основной лепесток, то обычно получают полезный сигнал с уровнем, выше уровня нежелаемого сигнала от другой подсистемы на 20 дБ. Обычно эффект более высок из-за использования двух направленных антенн. Если система в примере передает в сдвоенном времени, то помехи на приемнике на одном или смежных местах в процессе передачи незначительны, если осуществляется синхронизация во временных рамках. С помощью соответствующего метода, например PSK, MSK, QAM, Slip-Code (скользящий код), Spread Spectrum (протяженный спектр), имеющего кодируемые каналы, CDMA и т.п., в показанном варианте системы и цифровой передачи возможно добиться параллельного действия более чем одной подсистемы, оперирующих на одном месте и охватывающих одну зону. Предполагается, что прием на CS будет более чувствительным к интерфейсу чем на PS, так как CS располагают относительно высоко, и из-за того, что в этом месте сходятся потоки информации. Чтобы снизить интерференцию между посылками (packages), например, через различные подсистемы, таких как PS или CS, обычно контролируют энергетический уровень в каждой из двух подсистем, чтобы установить величину для сектора/ячейки или динамически подлаживать или подстраивать по выбору, исходя из требований к качеству. Системы могут быть обеспечены динамическим контролем энергетического уровня от CS в направлении соответствующих PS-узлов. Радиоэнергетический уровень ячейки или сектора может поддерживаться постоянным отдельно для каждого сектора или ячейки в ячеичной структуре, которая более сложным образом, большим количеством ячеек охватывает более обширную зону, это даст слабый эффект увеличения емкости в целом при динамическом контроле энергии на уровне временного промежутка CS. Соответствующие факты в применении к PS приведены на фиг. 14b.
PS-поток в подсистеме 3010 может влиять на PS-поток в другой подсистеме 3012. Поток к/из PS 3000 может влиять на поток к другому PS 3001. Подаваемые сигналы адаптированы к уровню в примере. Если расстояние до узла 3000 намного короче, тогда уровень распространения сигнала для PS-узла 3001. Результатом будет слабая помеха 3050. Риск нарушения из-за помехи от второй подсистемы увеличивается на 3000, если энергетический уровень выше для 3001.
Тем не менее, существует подстройка и минимизация общей энергии, которая может привести к помехам внутри системы или с другими системами. Кроме того, конфигурации ячейки можно динамически подстраивать, когда увеличивается емкость потока. При установке радиосвязи вначале должны быть учтены требования пользователей в обширной зоне. Если позже достраиваются новые подсистемы, то радиоэнергия каждой подсистемы может быть снижена, исходя из новых условий.
Фиг. 14 показывает некоторые из множества возможных типичных случаев помех между подсистемами применительно к двум CS-узлам на одном месте. Две из рассмотренных подсистем охватывают одну зону обслуживания. Фиг. 14a показывает антенные системы двух различных подсистем, действующих в одной частотной полосе. Информационные посылки во временном промежутке, связанном с каждой системой, будут прибывать одновременно к стационарным подсистемам, если используется одинаковый временной промежуток. Когда используется одинаковая частота, то риск возникновения помехи просчитывается заранее с учетом временного промежутка при применении фиксированных PS. Различные размеры временных промежутков в различных подсистемах могут также увеличить помеху между различными подсистемами.
Фиг. 14b показывает как может возникать помеха 3050 на PS-приемниках между подсистемами. Два PS-узла на различных расстояниях в различных подсистемах могут влиять друг на друга. Принимая во внимание то, что нежелательное влияние должно быть минимальным и таким, чтобы получалось приемлемое качество передачи, может быть проведена подгонка энергетических уровней упомянутых двух подсистем. Можно заранее рассчитать, что направленный сигнал на PS 3000 может влиять на сигнал на PS 3001, если для названных станций выбраны одинаковые периоды времени. Это можно заранее избежать с помощью коррекции. При стационарных исполнениях системы географическое положение постоянно и, следовательно, возможно использовать известный географический рисунок, чтобы предсказать возникновение помехи и избежать или сделать коррекцию выбором соответствующих мер, таких как изменение временных интервалов, поляризация и т.п.
Эффекты от боковых лепестков более трудно предсказать и помехи не могут быть предсказаны, но, если были замечены ошибки, то можно провести коррекцию с помощью изменения времени, энергии, поляризации и т.д. Может быть использована ранее полученная информация о помехах. Можно добиться того, чтобы система знала, что в определенной позиции расположен источник помех и избегала этого направления в течение времени помехи. Подстройка контроля означает, что характеристики антенны для CS не должны быть экстремальными в отношении установки при выборе модуляции и т.п., координируемые уровни боковых лепестков существенны в большинстве телекоммуникационных служб для получения приемлемого качества передачи.
Фиг. 15 показывает пример основной системы, которая отделена от другой сети. В этом варианте принимается поток информации в виде асинхронных многократных сигналов 5010. Ячейка обозначена 5001, заголовок обозначен 5003, а поле информации обозначено 5002. Для иллюстрации применения с синхронным наложением такая система обозначена 5009. При сдвоенном времени HFU обеспечивается фильтром 977 и при сдвоенном времени есть переключатель между временем передачи и временем приема. В примере HFU может быть настроена для работы на одной или нескольких парах частот или на одной или на большем количестве в зависимости от специфики варианта. Одна или нескольких ячеек, или частей ячеек применяются для посылок информации названной подсистемы в зависимости от действующей емкости радиосистемы. В соответствии с применением синхронных многократных цифровых сигналов, которые являются фрагментами 5001 во временных промежутках, для подаваемого сигнала используется один или комбинация временных промежутков, которые применяются для информационных посылок.
Ассинхронный однократный сигнал, имеющий количество информации 5004, 5005, изменяющийся во времени, показан в другом примере 5011.
Фиг. 15 также схематически показывает блок-диаграмму HFU 992-1 для подсистемы. Как ранее отмечалось, HFU может содержать общие функциональные узлы для нескольких подсистем, например, для CS. Информация из логического функционального узла LHU подает контрольные данные на HFU через входное наложение контрольных данных на цифровой поток битов 983, что передается параллельно с данными пользователя из 955, и это будет передано на PS. В контрольном узле 981 контрольные данные HFU будут приняты и использованы для контроля образования сигнала, отсчета времени, направления и других видов контроля для HFU. В подсистеме HFU 992-1 состоит из контрольного узла 981, модулирующего узла 975-1 и радиопередающего узла 976-2. Основное отличие между частотным дублированием и временным дублированием задается с помощью узла 977. В первом случае узел включает сдвоенный фильтр и во втором включает переключающий узел между передающим и принимающим режимами. Названный контрольный узел 981 формируют по различному в соответствии с отличиями между частотным и временным дублированием. Дальнейшие отличия связаны с тем, что при временном дублировании существует более высокая степень промежуточного хранения между режимом передачи и режимом приема. Через контрольный узел 981 осуществляется контроль передачи и приема в эфире. Названный узел принимает по очереди информацию от соответствующего системного логического функционального узла подсистемы, размещенного в 991. Можно провести в каждом месте полную децентрализацию варианта, имеющего системную логику с или без координации на других местах. Контрольные сигналы примера схематически обозначены как 981-1. Антенная система 978, контролирующая направление, следит за назначенным направлением в течение некоторого периода времени. Стрелки, направленные вверх от 981, обозначают контрольные сигналы для передачи данных в/из подсистемы. Одна стрелка направлена вниз после детектирования в демодуляторе. Названная стрелка символизирует контрольную информацию из PS-узла, которая перерабатывается в HFU в случаях, где такой узел применен. В вариантах, имеющих равные TDMA временные промежутки, передаваемая и получаемая через эфир информация и через HFU, может состоять из определенного количества цифровой информации. Обычно между каждым промежутком времени резервируется время для обеспечения перенаправления антенны. Информация в эфире состоит помимо начальной информации 5001, например, если ячейка представляет собой временной промежуток, из определенного количества дополнительной информации для радиосистемы, для синхронизирования и подобной информации, такой как специальный радиопротокол 230, который может отличаться для каждого варианта системы в зависимости от исполнения. Если используется, например, АТМ, то передаваемая в эфир в виде посылки информация пользователя может быть составлена в виде ячейки, нескольких ячеек или частей ячейки в зависимости от специфичных требований, например, на время задержки. Названный HFU может быть также приспособлен для контроля одного или нескольких радиоканалов или антенных систем, или модемов, или переключателей. Это значит, что для одной или группы подсистем могут быть активными один или несколько радионосителей, а также одна или несколько антенных систем в различных направлениях.
Фиг. 16 показывает, помимо множества возможных примеров, следующие примеры радиоканала, содержащего множество параллельных многократных сигналов 9051. Более того, радиоканал на одной частотной полосе 9050 может состоять из комбинаций параллельных и закодированных сигналов. А можно рассматривать для представления закодированных параллельных сигналов и в незакодированных. В самой нижней части рисунка показано, как радиоканал может содержать кодируемые каналы с широкой полосой, такие как расширенный спектр с разделением каналов с помощью кодирования CDMA 1.
Фиг. 17 показывает примеры реализации CS-узлов. Ясно, что способ обеспечивает гибкость и мощное взаимодействие между системами, внедренными в соответствии со способом и между другими сетями. Существует интеграция с другими сетями широкого действия, такими как кабельные сети, для обеспечения охвата обширной области. Если требуется, то для нескольких подсистем устанавливается общий коммуникационный интерфейс.
Фиг. 17b показывает несколько CS. Все HFU-узлы подсоединены определенным образом для коммуникационной сети к СТР. Структура обеспечивает модульным и гибким образом стадии внедрения новых секторов или ячеек, каждая из которых создает новую зону обслуживания 110. Логическая интеграция с другими сетями осуществляется через 1000/1001.
Фиг. 18 показывает модульную структуру другим образом. Показано, что могут существовать различные типы PS-узлов, имеющих различные антенные системы. Одна PS в одном варианте укомплектована фиксированно направленной антенной. Другая PS состоит из антенной системы, направляемой в пределах сектора/ячейки или соответствующей зоны. Антенна может быть направлена на любую выбранную CS или выбранные CS-узлы. PS 13 включает в себя всенаправленную антенну. PS 14 содержит PS антенную систему, которая в течение различных периодов времени может генерировать антенные лепестки различной длины.
Фиг. 19 показывает вариант LHU функциональных узлов, а также объединение их с внешними узлами. В этом варианте есть интерфейс 5000, который подключают между внешней переключающей системой 1000 и подсистемным интерфейсным функциональным узлом 950-1. Названная подсистема содержит контрольный функциональный узел 980. Любое распределение временных промежутков в различных направлениях, идентификация, требования статуса из PS-узлов могут быть осуществлены через названный контрольный узел 980. Информация передается через упомянутый коммуникационный интерфейс 983 на различные HFU-узлы 992. При взаимодействии нескольких HFU-узлов могут быть использованы общие многократные функциональные узлы 998 для нескольких CS-узлов на SCS. Переключения потока между CS-узлами делаются совместно с подсистемным интерфейсным функциональным узлом 950-1 или посредством отдельного переключающего функционального узла 950. Наладка коммуникации осуществляется через 1006. В других исполнениях названная коммуникация может быть обеспечена на другом уровне. Узлы 1009, 1009* содержат один или несколько контрольных функциональных узлов для названных систем или для взаимодействующей кооперации и координации между подсистемами. Связь для кооперации и т.п. между подсистемами передается через коммуникационное управление и передается подобным образом.
Из фиг. 20 выявляются дальнейшие возможности для гибкой и модульной структуры. Первая часть названных чертежей a-c показывает главные системные модули, которые были показаны ранее. Когда функциональные узлы названных подсистем объединены в переключающуюся систему, то формируется интеграция сетей (см. фиг. 20d). Фиг. 20e показывает, как будут взаимодействовать друг с другом системы различного типа, например, на СТР через соответствующие LFU-узлы. Один случай является примером взаимодействия системы с частотным дублированием с системой временного дублирования.
Фиг. 21 показывает пример системы, где несколько CS-узлов взаимодействуют посредством передачи информации между подсистемами. Несколько SCS-узлов обмениваются потоком друг с другом. Несколько из названных SCS-узлов предназначены для внешней сети. Реализация для фиксированного потока может основываться на конфигурации раскрываемой ниже. Ниже приводится более детальное описание системы с частотной полосой, которую используют одна или несколько подсистем, т.е. показано временное дублирование. Подается жесткая модуляция, эта модуляция имеет высокую помехозащищенность например QPSK, с эффективным детектированием и синхронизацией; дифференциальное детектирование обеспечивает экономичное и устойчивое решение. Могут быть использованы другие способы обработки сигналов. Интерфейсы для применяемых цифровых потоков к/из CS-узлов являются многократными или асинхронно многократными, ATD, рамочными или безрамочными (frame or frameless) или могут быть в любой другой цифровой форме с различными режимами, такими как синхронный или асинхронный, а также немногократный. Интерфейсы пользователя могут меняться в соответствии с требованиями и могут иметь тот же класс, как CS или класс ниже, и может на PS и на CS быть 1544 или 2048 Мбит/с. Радиоканал каждой подсистемы имеет определенную емкость передачи цифровой информации. Эта емкость может быть разделена между географически разнесенными пользователями для обмена потоком информации в обоих направлениях. В случае интегрированной переключающей системы рассматриваемый подсистемный интерфейсный функциональный узел 950 будет включен в названную переключающую систему. Показанные блоки составляют функциональные блоки, которые объединяются в пригодную физическую форму и нет необходимости в раздельных физических узлах. Рамки делятся на временные промежутки. Названные временные промежутки сделаны с одинаковым размером и представляют собой определенную емкость пользователя, например, 8, 16, 32, 56, 64, 80 кбит/с, 128, 144, 156, 160, 192, 284 и т.д. Это для того, чтобы иметь определенную емкость для каждой передаваемой посылки в каждой подсистеме, соответствующей обычным стандартным передачам. Это делает взаимодействие с другой сетью более легким. Особым фактором временного дублирования является то, что передаваемая информация до передачи находится в буферах на обеих сторонах. Если данные после некоторого времени были занесены в буфер, то они передаются в любом направлении и в течение любого промежутка времени. Способ является способом постоянного повторения. Контрольный узел 981 для радио и антенного узла упомянутого CS-узла будет поддерживать соответствующий направленный контроль. Помимо направления и времени антенная система может исполнять функцию изменения полярности или другое измерение. Соответствующий контроль сделан на периферийной станции. Контрольный узел каждого из PS-узлов находится в соответствии с CS-узлами и нет нужды в динамическом перенаправлении между разными интервалами временных промежутков. Некоторые действия, такие как поляризация и т.п., для фиксированно направленных систем будут увеличивать общую емкость и внедряются, когда это необходимо. Там, где это применимо, используют частоту, код, новые направления на другие центральные станции и т.д. Такие функции добавляют, когда используются PS-узлы в мобильных исполнениях, требующие направления на соответствующие CS-узлы антенн. Это значит, что показанные функциональные модули структурированы в подходящем виде в соответствии с актуальными требованиями. Ясно, что имеющиеся узлы оборудования PS-узлов и функциональные узлы для CS-узлов могут меняться. Опишем ниже вариант системы, имеющей емкость радиоканала с временным дублированием 45 Мбит/с и одну частотную полосу. Временной промежуток для каждой подсистемы составляет примерно 2 мс. Для каждого периода времени передачи и периода времени приема период времени соответствует примерно 160 кбит/с за примерно 300 временных промежутков, каждый из которых имеет продолжительность 6 мс. Это значит, что примерно 300 временных промежутков каждой системы могут быть применены в каждом направлении, если выбранная емкость будет одного размера в обоих направлениях. За счет временного интервала на SCSF, PSSF в 0,5 мс период времени каждого временного промежутка снизится до 3 мкс и емкость примерно до 80 кбит/с.
Если применяется кодирование информации или контроль информации, то емкость потока снижается. Примерно 300 временных промежутков используются для информации пользователя и для контроля данных.
Как правило, все или большинство упомянутых временных промежутков используются, когда при возникновении помех, возможности столкновения с другими подсистемами существует возможность благоприятной динамики и подстроечной коррекции. Как описывалось выше, преимуществом временного дублирования по сравнению с частотным дублированием является то, что в динамической ситуации обмена информацией существует возможность проводить гибкое использование незанятых промежутков времени для другого потока. Обычно при разговоре одна персона молчит, пока говорит другая. Это дает возможность иметь экономичное исполнение PS и др. В передвижных системах при наличии переключения между подсистемами может быть обеспечена гибкость между подсистемами без какой-либо необходимости в изменении частоты. Когда это требуется, то внедряется ATM, асинхронный режим передачи (Acynchronuous Transfer Mode), имеющий определенные длины информационных посылок для временного и пространственного контроля системы, например, как ранее упоминалось, для передачи отчетливых потоков. Если в радиосистеме применяется структура рамок, то существует системная гибкость при раздельном использовании емкости канала вплоть до максимальной емкости. Если каждый временной промежуток радиоканала соответствует определенной емкости, например 64 кбит/с, и названная емкость существенно ниже общей емкости радиоканала, то для действия различных реализаций могут быть использованы модульные динамические скоростные разряды для различных пользователей системы. Например, модульные подразряды могут быть созданы из 64 кбит/с, могут быть получены передачей за каждый второй временной промежуток. Недостатком такого варианта является большая задержка. Этот принцип может использоваться для создания медленного опроса нескольких PS, например, в случае, когда в сеть подсоединяются много станций без какого-либо требования повышенной емкости резервирования т.п. или когда пользователи, не использующие подсоединенную PS, не могут загрузить систему. Чтобы сохранить низкий уровень задержки при передаче потоков через систему, вместо временного дублирования может быть применено частотное дублирование. Благодаря гибкой модульной структуре, в названных сетях информация системы, передаваемая на высокочастотный узел HFU, может быть гибким образом снабжена контрольной и временной информацией, если это требуется для разделения высокочастотного и низкочастотного узлов. Для сигналов ATM-типа такая контрольная информация может быть приложена в любой нужной ячейке битового потока. Соответственно должна быть подобная подстройка между HFU и LFU, когда применяются другие типы передачи с другим типом многократных сигналов. Поэтому на HFU части передаваемого потока используют для задачи времени и контроля названного высокочастотного узла, такого как контроль времени и направления, выбор энергии, поляризации, частоты и т.п. на названном HFU. Поэтому HFU-узел может быть устроен как контролируемый дистанционный узел без каких-либо требований к контрольной функции. В начале делают выбор времени, направлений и т.п. на LHU. Так как несколько LFU-узлов могут располагаться в одном месте, то может быть проведен более тщательный системный контроль в этом месте без необходимости передачи контрольной информации между различными контрольными узлами различно удаленных HFU-узлов. Система может обеспечиваться контролируемым или автоматическим поиском PS-узлов с каждой CS. Если применяется способ автоматической идентификации станции, то PS, передвинутая с одного места в другое, должна быть идентифицирована на новом положении. Это может быть осуществлено при подводе энергии или с получением идентификационного сигнала с любой или с выбранной CS или иным образом. После завершения процесса идентификации PS-узел ориентируют в направлении и по расстоянию, после чего названный PS-узел может передавать поток в системе. Определение существования новых станций осуществляется подачей запросов с PS на CS в различных направлениях с последующим ожиданием ответа, а также подачей каких-либо требуемых основных данных с подходящим размещением потока данных. Если PS наделена автоматической идентификацией записи и если несколько подсистем в географической зоне действуют на одной частоте, связь может быть установлена на неограниченной географической области и должна использоваться сеть с несколькими CS-узлами.
Если в других зонах охвата не применена автоматически определяемая запись, то может быть осуществлен ручной запуск, передаваемый оператором. PS, предназначенные для коммуникации на различных частотах, могут связываться с системами, действующими на другой частоте, с помощью выбора новой общей частоты. Высокочастотные части каждой CS размещены на соответствующем расстоянии, например на башне, на крышах, на спутнике и т.д. В тех случаях, где два или более CS-узла предназначены для охвата одной географической зоны, высокочастотные узлы каждого размещаются сравнительно близко друг относительно друга без ухудшения свойств системы. Это возможно потому, что они координируются, чтобы ограничить помехи между ними, не выбирая направления возникновения помех в течение общего промежутка времени. Высокочастотная часть и низкочастотная часть, когда это требуется, физически соединены кабельной связью, микроволновой связью, спутником, световым волноводом, коаксиальным кабелем и т. д. Поле распределения может подключаться через мультиплексные узлы цифровым перекрестным переключателем, DCC и т.д. При общем использовании одной распределяющей точки CTP различными подсистемами существует эффективная координация временных различий между рамками в разных подсистемах переключения потока, расчетов помех и т.д. Помимо того, что показано в вариантах исполнения, способ может быть объединен или скооперирован с существующими системами сетей таких типов, как TDMA, FDMA, Spread Spectrum (протяженный спектр), или с их комбинацией для узкополосных или широкополосных передвижных коммуникационных сетей, таких как PCN, GSM, DECT или похожие системы в Европе, США и Японии. Если, например, внедряется настоящий способ для GSM, то так называемая базовая переходная станция BTS (Base Transiever Station) обеспечивается антенной системой, которая может координироваться по направлению и времени. Контрольный функциональный узел 981 HFU-узлов находится на различных уровнях настройки независимых переключателей или функциональных узлов, представленных контрольным функциональным узлом 980 подсистемы. В нескольких подсистемах контрольный функциональный узел 981 координируется общими контрольными функциональными узлами 1009, 1009*.
Изобретение относится к радиосетям. Радиосистема широкого диапазона, содержащая по меньшей мере две центральные станции, способные поддерживать связь с несколькими периферийными станциями внутри перекрывающихся или смежных зон обслуживания. Каждая центральная станция разделена на высокочастотный узел (922) и низкочастотный узел (991), оперативно подключенный к названному высокочастотному узлу. Взаимодействие потоком информации и координация между упомянутыми центральными станциями в радиосистеме обеспечиваются через названные низкочастотные функциональные узлы (991) названных станций. Достигаемым техническим результатом является создание эффективных решений расширения диапазона, гибкое увеличение мощности в модульных ступенях. 2 с. и 28 з. п. ф-лы, 21 ил.
| US, патент 4833701, кл | |||
| Очаг для массовой варки пищи, выпечки хлеба и кипячения воды | 1921 |
|
SU4A1 |
