Изобретение относится к способу переключения подвижной станции с первого канала работающей базовой станции на второй канал другой - предполагаемой для дальнейшей работы - базовой станции в составе подвижной системы связи.
Способ относится также и к переключению подвижной станции с первого на второй канал одной и той же базовой станции, которая уже обслуживает эту подвижную станцию. Когда подвижная станция ведет передачу на первом этапе по первому каналу, второй канал находится в готовности установить связь с этой подвижной станцией для работы в режиме передачи на втором этапе.
Изобретение относится также и к устройству для осуществления способа.
Предшествующий уровень техники.
В подвижной системе связи, например в сотовой подвижной радиосистеме, межъячеечные переключения сводятся к простому переводу ранее установленного вызова с одной базовой станции одной из ячеек на базовую станцию другой ячейки, тогда как внутриячеечные переключения представляют собой просто переход связи с одного канала на другой в составе одной и той же базовой станции.
Внутриячеечные переключения выполняются обычно для перемены базовой станции, например, вследствие возникновения определенных окружающих условий в пределах ячейки или с целью перераспределения каналов и перехода от сильно загруженной базовой станции на менее загруженную.
Межъячеечные переключения осуществляются, например, когда качество связи по используемому каналу падает ниже минимально допустимого уровня, или во время процедуры установления вызова, когда подвижная станция переключается с канала управления на связной канал.
Когда внутри или между ячейками производится переключение несинхронизированных каналов или таких каналов, разность фаз между которыми не известна на подвижной станции, эта станция должна пересинхронизироваться на новый канал. Процесс такой пересинхронизации требует значительного времени, например, порядка 200 мсек, что приводит к прерыванию речевого сигнала, которым нельзя пренебречь и который может вызвать нарушение ведущейся речевой связи.
В заявке на патент WO 9222966 описывается способ, использующийся в сотовой подвижной радиотелефонной системе для первоначальной установки параметра временного согласования подвижной станции.
Этот способ включает операции вычисления оптимального параметра согласования во времени, используемого затем во время ведения связи с новым рабочим каналом желаемой базовой станции, посылку этого вычисленного параметра согласования на подвижную станцию и установку согласующего момента времени на подвижной станции.
В заявке на патент EP 0430106 описан способ переключения в подвижной телефонной системе, использующей подвижные станции с двумя местными генераторами (гетеродинами). При наличии двух гетеродинов можно принимать сигналы по первому каналу и в то же время вести передачу по другому каналу. Это обстоятельство можно использовать для сокращения времени переключения.
Раскрытие изобретения
В основу настоящего изобретения поставлена задача создания способа и устройства для ускорения процесса переключения с одной базовой станции на другую, ускорения установления связи путем сокращения времени переключения с управляющего канала на рабочий канал, а также ускорения перехода с одного рабочего канала на другой в сфере действия одной и той же общей базовой станции с тем, чтобы избежать прерывания связи в процессе переключения каналов и избежать операции пересинхронизации.
Поставленная задача достигается тем, что в способе, согласно настоящему изобретению, до момента переключения определяют (после настройки на подвижную станцию, связанную с требуемой базовой станцией) время смещения между первым циклом передачи и вторым циклом. Затем после переключения сдвигают цикл передачи подвижной станции на заданный установленный интервал времени относительно первого цикла передачи.
Поставленная задача решается тем, что предложено устройство, которое содержит средство для определения временного смещения, входящее в состав предполагаемой для работы базовой станции и предназначенное для настройки на подвижную станцию с целью определения (до переключения) относительного смещения по времени между первым и вторым циклами передачи, а также для сдвига (после переключения) цикла передачи подвижной станции на величину заданного интервала времени относительно первого цикла передачи.
Примерами подвижных систем связи, в которых может найти применение настоящее изобретение, могут служить системы с частотным разделением (FDMA) с временным разделением (TDMA), кодовые (CDMA) и так называемые DECT-системы.
Одним из преимуществ настоящего изобретения является устранение необходимости в пересинхронизации, что сокращает время на вычисления и экономит ресурсы компьютера.
Другим преимуществом является улучшение качества речевой связи благодаря отсутствию связи в речевом канале.
Краткое описание чертежей
В дальнейшем изобретение поясняется примерами его выполнения со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых:
Фиг. 1 - изображает общую схему подвижной радиосистемы.
Фиг 2,a - 2,e - примеры различных циклов передачи, имеющих место при переключениях в подвижной радиосистеме, показанной на фиг. 1.
Фиг. 3 - диаграмму, поясняющую выбор момента переключения с учетом интенсивности сигналов.
Фиг. 4 - блок-схему средств для временного сдвига и определения интервала временного смещения.
Фиг. 5 - алгоритм, иллюстрирующий способ ускорения процесса переключения, согласно настоящему изобретению.
Предпочтительные варианты осуществления изобретения
На фиг. 1 схематически изображена подвижная радиосистема, в которой реализуется способ и устройство, согласно настоящему изобретению.
Эта система содержит две базовые станции BS1 и BS2, которые расположены в смежных ячейках C1 и C2.
Базовые станции в BS1 и BS2 соединены, например, кабелями с центром коммутации подвижных объектов MSC или с другим коммутационным/управляющим аппаратурным блоком, например с контроллером базовой станции (BSC), или с подвижной телефонной коммутационной службой, которые используются в системах сотовой связи.
Центр коммутации МSC соединен, например, кабелями со стационарной коммутируемой телефонной сетью общего пользования PSTN известным в этой области техники образом.
Очевидно, что с центром коммутации MSC могут быть связаны гораздо больше базовых станций, чем те, что показаны на фигуре.
На фиг. 1 показана одна подвижная станция MS. Однако следует отметить, что в состав подвижной радиосистемы могут входить гораздо больше таких подвижных станций.
В данном примере предполагается, что подвижная станция MS осуществляет связь с работающей в базовой станции BS1 по цифровому каналу информационного обмена CH1 и ведет передачу, начиная с момента TO, как показано на фиг. 2,a - 2,e. Здесь время обозначено символом ''тау''. Передаваемая подвижной станцией информация принимается будучи задержанной на время распространения радиоволн d1 базовой станцией BS1 в момент цикла передачи Т1,как показано на фиг.2,с.Базовая станция BS1 наблюдает за состоянием канала CH1, контролируя, например, интенсивность сигнала или частоту появления ошибок.
На фиг. 3 представлены графики изменения интенсивности сигнала SS, поступающего от базовых станций BS1 и BS2, в зависимости от расстояния между подвижной станцией MS и базовой станцией BS1.
Подвижная станция контролирует качество передачи (например, интенсивность сигнала) по каналу CH1, принадлежащего базовой станции BS1, и качество работы канала CH2, принадлежащего базовой станции BS2.
Расстояние между подвижной станцией MS и базовой станцией BS1 обозначено символом X. Кривая S1 на графике показывает интенсивность сигнала, поступающего от базовой станции BS1, а кривая S2 - интенсивность сигнала от базовой станции в BS2.
Подвижная станция MS через информационный канал CH1 связана с базовой станцией BS1 и движется в направлении базовой станции BS2. Подвижная станция MS поддерживает связь по каналу CH1 с базовой станцией BS1 и движется в направлении базовой станции BS2.
На первой позиции X1 интенсивность сигнала от базовой станции BS1 обозначена как S11, а от базовой станции BS2 - как S21. Поскольку в этой точке интенсивность сигнала S11 превышает интенсивность сигнала S21, связь с базовой станцией BS1 не прерывается. На второй позиции X2 интенсивность сигнала S12 от базовой станции BS1 становится меньше интенсивности сигнала S22 от базовой станции BS2, результатом чего становится переход от базовой станции BS1 на базовую станцию BS2.
Подвижная станция MS регулярно измеряет интенсивность сигнала, поступающего от базовых станций, и передает результаты этих измерений по каналу управления, например по каналу типа SACCH системы GSM, на подвижную систему связи.
Эти результаты могут быть также переданы по управляющему каналу на базовые станции BS1 и BS2 или на коммутирующие/управляющие устройства иных типов, например на контроллер базовой станции (BSC), на подвижную телефонную коммутационную службу и т.п., используемые в технике сотовой связи.
Для специалистов в данной области техники должно быть очевидным, что подвижная станция MS может контролировать качество работы канала CH1 и иным образом, например, измеряя частоту появления битовых ошибок (BER) вместо измерения интенсивности сигналов аналогично тому, как это было описано выше.
Когда подвижная станция MS подключена к каналу CH1, она контролирует работу этого канала, например, путем замера частоты появления битовых ошибок и/или интенсивности принятого по каналу CH1 сигнала S11.
Кроме того, могут быть измерены интенсивность сигналов и/или частота битовых ошибок в некоторых других каналах, например в канале CH2, работающем в соседней ячейке, и может быть измерена, например, интенсивность сигнала S21, поступающего от базовой станции BS2 в ячейке C2. Инициирование подвижной станции MS для проведения таких измерений выполняет, например, базовая станция BS1.
Результаты измерения характеристик каналов сравниваются, например, на той же базовой станции BS1 или в центре коммутации подвижных объектов MSC путем просмотра величин принятых сигналов и/или частоты появления битовых ошибок (BER), передаваемых подвижной станцией по управляющему каналу.
Если такое сравнение показывает, что связь с одной и той же базовой станцией, например BS1 или с другой базовой станцией BS2, имеет более высокое качество по другому каналу, чем по используемому в настоящий момент, базовая станция BS1 формирует запрос на переключение, направляемый на коммутационный центр подвижных объектов MSC. При этом на станцию BS2, которую теперь рассматривают как предполагаемую для дальнейшей работы, передается инструкция перейти на связь с подвижной станцией MS на канале CH2.
В альтернативном предпочтительном варианте базовые станции, расположенные вблизи работающей в настоящее время станции BS1, настраиваются на канал CH1, используемый в настоящее время подвижной станцией MS, и измеряют интенсивность принятого сигнала. Если сравнение результатов измерений показывает более высокое качество связи при работе с другой базовой станцией, производится переход на работу с этой базовой станцией.
Показанные на фиг. 2,a - 2,e прямоугольные импульсы означают посылки в виде пачек импульсов в системе с многостанционным доступом и временным разделением (TDMA), хотя они могут служить иллюстрацией и для других типов систем, например систем с частотным разделением (FDMA), с кодированием (CDMA) и так называемых DECT-систем.
Цикл передачи T2, желательный для начала передачи станцией MS по каналу CH2, показанный на фиг. 2,b, сдвинут на интервал смещения T относительно цикла T0, желательного для ведения передачи подвижной станцией MS по каналу CH1, показанного на фиг. 2,a.
Цикл T3, когда базовая станция BS2 принимает сигнал подвижной станции MS, задержанный на время распространения радиоволн d2, показан на фиг. 2,d.
На фиг. 2, e показан цикл T4, желательный для приема сигнала подвижной станции MS базовой станцией BS2, будучи задержанным на время распространения радиоволн d2.
Как можно видеть на представленных фигурах, интервал времени T между желательным моментом передачи сигнала подвижной станцией MS по каналу CH2 (фиг. 2,b) и фактическим моментом передачи станции MS по каналу CH1 (фиг. 2, a), имеет ту же длительность, что и интервал временного смещения между желательным моментом приема базовой станцией BS2 (фиг. 2,e) сигнала подвижной станции MS по каналу CH2 и моментом приема базовой станцией BS2 сигнала подвижной станции MS по каналу CH1.
В соответствии с настоящим изобретением интервал временного смещения T между моментом приема базовой станцией BS2 сигнала подвижной станции MS на канале CH1 после задержки его на время распространения радиоволн (фиг. 2,d), и желаемым моментом надлежащего приема базовой станцией BS2 сигнала, переданного подвижной станцией MS по каналу CH2 (фиг. 2,e), определяется на базовой станции BS2 средством для измерения этого интервала - TODM, приспособленным также для настройки на подвижную станцию MS. Работа средства TODM более подробно поясняется ниже при описании фиг. 4.
До момента переключения на подвижную станцию MS передаются данные об этом интервале смещения T или же обеспечивается передача информации, которая позволяет подвижной станции MS установить интервал смещения T, например, таким образом, что базовая станция BS2 передает соответствующую информацию в центр коммутации подвижных объектов MSC, а тот в свою очередь передает данные на базовую станцию BS1, которая наконец передает данные об интервале смещения T на подвижную станцию MS. Эта информация может передаваться по каналу управления, например, типа SACCH.
После переключения, т. е. , когда подвижная станция MS должна войти в связь с базовой станцией BS2, на станцию MS посылается инструкция, предписывающая сдвинуть момент начала передачи T0 (фиг. 2,a) на определенный перед этим интервал смещения T для совмещения с циклом T2 (фиг. 2,o), относящимся к каналу CH2.
Для обеспечения такой операции подвижная станция MS снабжена средством для сдвига во время TSM, способным сдвигать в пределах цикла момент передачи подвижной станции MS на известный интервал T. Работа этого устройства временного сдвига TSM поясняется более подробно ниже при описании фиг. 4.
Таким образом, момент начала работы подвижной станции MS согласуется с надлежащим моментом начала работы канала CH2 без выполнения операции пересинхронизации перед началом передачи по каналу CH2.
На фиг. 4 представлено в виде блок-схемы средство для определения интервала временного смещения TODM, содержащее коррелятор 10, устройство для измерения интервала времени 12 и устройство для вычисления временных параметров 14.
На коррелятор 10 поступает слово синхронизации 16 подвижной станции MS от подвижной системы связи, кроме этого, коррелятор принимает демодулированные данные 24 от подвижной станции MS.
На выходе коррелятора вырабатываются пусковые импульсы 18, которые принимаются устройством 12 измерения интервала времени, на которое также подаются пусковые импульсы синхронизации 26, соответствующие сигналам синхронизации предполагаемого для дальнейшей работы канала CH2.
Устройство 12 вырабатывает на своем выходе значение временного интервала 20, указывающее время между пусковыми импульсами синхронизации 26 и корреляторными пусковыми импульсами 18. Эта временная величина 20 принимается устройством 14, выполняющим временные вычисления, в частности величину интервала временного смещения 22, которая и снимается с выхода этого устройства. Эта величина 22 полностью идентична интервалу смещения T, показанному на фиг. 2.
После того, как базовая станция проверяет состояние подвижной станции, она получает от системы связи синхрослово.
На фиг. 4 показано также средство для временного сдвига TSM, содержащее пусковой генератор 2, который принимает сигнал внутренней синхронизации 8 от подвижной станции MS, а также величину смещения 6. Величина 6 зависит от вычисленной величины времени смещения 22, показанной на фиг. 4 и описанной выше
Пусковой генератор 2 вырабатывает на своем выходе стартовую пачку пусковых импульсов 4. При изменении величины смещения 6 положение пусковых импульсов на временной оси, т.е. момент начала последовательности импульсов, сдвигается, благодаря чему можно управлять стартовой пачкой пусковых импульсов 4. Эти пусковые импульсы 4 используются для запуска и синхронизации режима передачи подвижной станции MS.
В данном варианте настоящего изобретения средство для сдвига во времени TSM расположено на подвижной станции MS, но в общем случае оно может быть расположено и в других местах, например на базовых станциях или в центре коммутации подвижных объектов MSC.
Средство определения временного смещения TODM расположено на базовой станции BS2, но также может быть установлено в различных местах подвижной системы связи, например на подвижной станции MS.
Используемые в настоящем описании термины (слово синхронизации, время смещения и т.д.) хорошо известны специалистам в данной области техники и отвечают стандарту TIA-IS-54.
На фиг. 5 приведен алгоритм, иллюстрирующий способ ускорения процедуры переключения, согласно настоящему изобретению.
Базовая станция BS1 обслуживает станцию MS, а базовая станция BS2 считается резервной (см. фиг. 1). Алгоритм начинается с шага 46. Далее в шаге 30 подвижная система связи определяет, требуется ли переключение подвижной станции MS с работающей с ней базовой станции BS1 на резервную базовую станцию BS2. Выполняется такое определение путем измерения силы сигнала, как указывалось при рассмотрении фиг. 3.
На этапе 32 система формирует запрос для базовой станции BS2 на проверку состояния подвижной станции MS, что является хорошо известной процедурой. Во время такой проверки базовая станция BS2 настраивается на частоту подвижной станции MS и устанавливает синхронизацию по синхрослову.
На этапе 34 базовая станция BS2 может также (в необязательном порядке) произвести идентификацию подвижной станции MS. Далее алгоритм переходит к этапу 36, на котором базовая станция BS2 определяет, на какой интервал времени должна быть сдвинута синхронизация подвижной станции MS для согласования с новым каналом, который обслуживается уже базовой станцией BS2. Шаг 36 выполняется средством TODM определения времени смещения, как указывалось при рассмотрения фиг. 4.
После этапа 36 следует этап 38, на котором базовая станция BS2 направляет данные о величине интервала временного смещения в подвижную систему связи, например в центр коммутации подвижных объектов или на контроллер базовых станций системы GSM (система наземного обеспечения), которые управляют работой нескольких базовых станций.
На этапе 40 базовая станция BS1 вводит величину интервала смещения в команду переключения, посылаемую на подвижную станцию MS.
Затем на этапе 42 подвижная станция MS переходит на новую рабочую частоту и подготавливает свою посылку в виде пачки импульсов, сдвигая ее на заданный интервал для немедленного излучения (по команде) без каких-либо дальнейших измерений. Сдвиг производится в средстве TSM временного сдвига, как описано выше.
На этапе 44 производится переключение подвижной станции MS с обслуживавшей ее базовой станции BS1 на резервную базовую станцию BS2.
Алгоритм заканчивается этапом 48, который следует за этапом 44.
В соответствии с настоящим изобретением резервная базовая станция BS2 может, контролируя радиообмен между подвижной станцией MS и обслуживающей ее базовой станцией BS1, измерить величину временного интервала T, на который подвижная станция MS должна сдвинуть момент начала цикла своего радиообмена для того, чтобы работать согласованно с предполагаемой для дальнейшей работы базовой станцией BS2.
Измеренный интервал временного смещения T включает как разницу параметров синхронизации базовых станций BS1 и BS2, так и разницу в задержке сигналов, обусловленной распространением радиоволн, вследствие различного расстояния от подвижной станции до базовых станций BS1 и BS2.
Подвижная станция MS принимает команду на переключение, в которую входит указание на новый канал и измеренная величина интервала временного смещения.
Кроме того, эта станция отдельно принимает вычисленное значение интервала временного согласования для установления связи с новой базовой станцией и по новому каналу. Благодаря такому обеспечению данными о необходимом для нормальной работы и синхронизации интервале временного смещения подвижная станция MS не нуждается в пересинхронизации перед началом передачи в новом режиме.
Если способ согласно настоящему изобретению используется в синхронизированной системе, т.е. если базовые станции BS1 и BS2 имеют одну общую синхронизацию, то еще одно преимущество данного способа заключается в том, что измеренный интервал временного смещения представляет собой точную разность между моментами синхронизации текущего режима связи и предполагаемого после переключения. Благодаря этому можно точно определить величину временной коррекции (на основе вычислений) для нового режима работы.
Согласно настоящему изобретению одна и та же процедура может использоваться при установлении связи между подвижной и базовой станциями. При этом частью такой процедуры может быть и переключение подвижной станции MS с управляющего канала на цифровой рабочий (информационный) канал одной и той же базовой станции.
Как указывалось ранее, такие переключения представляют собой один из возможных видов внутриячеечных переключений. Здесь важен тот факт, что и при рассмотренном и при других видах внутриячеечных переключений нет необходимости пересинхронизировать подвижную станцию, что позволяет экономить время.
При таких внутриячеечных переключениях в сфере действия одной базовой станции предполагается, что каналы не синхронизированы и/или имеют разницу по времени в моментах начала ведения передачи, неизвестную для подвижной станции.
Интервал временного смещения T вовсе не обязательно должен выдерживаться с очень высокой точностью. Вполне достаточно, если благодаря установлению такого смещения не будет происходить наложения сигналов различных подвижных станций и будет обеспечено управление моментом начала цикла передачи подвижной станции в таком временном окне, где сразу же можно обнаружить синхрослово. Именно для этого интервалы смещения подвергаются квантованию.
Благодаря использованию способа и устройства, согласно настоящему изобретению перерывы в ведущейся речевой связи во время переключений настолько коротки, что они успешно маскируются речевым декодером (не показан), что не воспринимаются человеческим ухом. В эксперименте достигались прерывания длительностью менее 40 мсек.
Термин "переключения", употребляемый в настоящем описании, относится и к переключениям с первого канала одной базовой станции на другой канал из сферы действия другой базовой станции, и к переключениям с управляющего канала на рабочей (информационный) канал при установлении связи между базовой и подвижной станциями, а также к переключениям с канала на канал общей базовой станции и к другим возможным переключениям.
Следует иметь в виду, что использованная в данном описании терминология имеет лишь описательный, но никак не ограничительный смысл.
В подвижной системе связи осуществляется способ и устройство для переключения подвижной станции с первого канала работающей базовой станции на второй канал предполагаемой для дальнейшей работы базовой станции, причем в процессе ведения подвижной станцией передачи, начиная с первого цикла передачи по первому каналу, второй канал находится в готовности установить связь с этой подвижной станцией, начиная со второго цикла. На предполагаемой для дальнейшей работы базовой станции установлено средство для определения интервала временного смещения цикла передачи, выполненное с возможностью настройки на частоту подвижной станции для определения до момента переключения временного сдвига второго цикла относительно первого цикла передачи, а также предусмотрено средство для сдвига во времени, служащее для сдвига после переключения цикла передачи подвижной станции на определяемый указанным образом интервал относительно первого цикла передачи. Техническим результатом является создание способа и устройства для ускорения процесса переключения с одной базовой станции на другую. 2 с. и 8 з.п. ф-лы, 5 ил.
| WO, заявка, 92122966, кл | |||
| Очаг для массовой варки пищи, выпечки хлеба и кипячения воды | 1921 |
|
SU4A1 |
