СХЕМА СЕЛЕКТИВНОЙ НАСТРОЙКИ РАДИОПРИЕМНИКА Российский патент 1998 года по МПК H04Q7/20 

Изобретение относится в основном к радиоприемникам, а в частности к способу для селективной настройки радиоприемника на частотный канал из набора частотных каналов и к соответствующей схеме.

Система связи может работать для передачи информации между двумя или более местами и включает в себя по меньшей мере передатчик и приемник, взаимосвязанные посредством частотного канала. Система радиосвязи является системой связи, в которой канал связи представляет собой радиочастотный канал, который определяется диапазоном частот спектра связи.

Передатчик, который составляет часть системы радиосвязи, включает в себя схему для превращения информации в форму, удобную для ее передачи по радиочастотному каналу. Эта схема содержит схему модуляции, которая выполняет операцию модуляции. В процессе модуляции информация, которая должна быть передана, накладывается на радиочастотную электромагнитную волну, часто называемую несущим сигналом. Результирующий сигнал называют обычно модулированным сигналом. Этот результирующий сигнал называют также сигналом связи, поскольку модулированный сигнал включает в себя информацию, подлежащую передаче между передатчиком и приемником.

Одним из примеров подобных систем может послужить техническое решение по патенту США N 4905301 Кролоппа и др., применимое в системах, включающих в себя радиотелефонное абонентское устройство, выполненное с возможностью функционирования в более чем одной радиотелефонной системе.

Каждая радиотелефонная система имеет множество областей перекрытия (сот) с по меньшей мере одним каналом управления и по меньшей мере одним каналом доступа, каждый из которых связан с одной радиотелефонной системой и относится к одной из множества областей перекрытия. Согласно одному из вариантов осуществления абонентское радиотелефонное устройство производит поиск канала доступа, имеющего идентификатор системы, соответствующий идентификатору системы канала управления. При установлении совпадения идентификатора системы становится возможным доступ к радиотелефонной системе.

Известны различные схемы модуляции, используемые для наложения информации на несущий сигнал и создания тем самым сигнала связи. Например, амплитудная модуляция, частотная модуляция, фазовая модуляция и их комбинации представляют собой способы модуляции, с помощью которых информацию можно наложить на несущую волну с целью получения сигнала связи.

Системы радиосвязи хороши тем, что не требуется никакого физического соединения между передатчиком и приемником; как только информационный сигнал будет промодулирован для получения модулированного сигнала, модулированный сигнал можно передавать на большое расстояние.

Радиоприемопередатчик, называемый в системе сотовой связи радиотелефоном, находится в каком-либо месте в пределах области перекрытия системы сотовой связи и способен с помощью базовой станции устанавливать связь с пользователем обычной проводной телефонной сети. Передаваемые сигналы, создаваемые радиотелефоном, передаются на базовую станцию, а затем с помощью обычной проводной телефонной сети в требуемое проводное место для установления за счет этого с ним телефонной связи. Телефонная связь может также устанавливаться с помощью радиотелефона за счет инициации с места, имеющего проводную телефонную линию.

Традиционный протокол работы большинства сотовых систем связи определяет, на какую из базовых станций сотовой системы связи радиотелефон передает и откуда принимает сигналы связи. Установление передачи сигналов связи базовой станцией на радиотелефон называется нисходящей связью, а установление передачи сигналов связи радиотелефоном называется восходящей связью.

Частотные каналы, на которые разделена полоса частот для осуществления сотовой связи, делятся еще на каналы управления и каналы связи. В традиционной сотовой системе связки каналы управления и каналы связи определяются на разных частотах. В системах, использующих способы временного уплотнения, каналы управления и передачи могут определяться на одинаковых частотах, но в различных временных интервалах.

Каналы управления выделяются для передачи сигналов связи, называемых здесь сигналами управления, базовыми станциями. Радиотелефоны могут опрашивать каналы управления (как во время включения радиотелефона, так и периодически в процессе работы). Уровни мощности сигналов, передаваемых по каналам управления, выясняются, а в ответ на эти измеренные значения радиотелефон пытается выяснить содержимое информации сигнала управления, созданного в одном из каналов управления. Если во время такого этапа передачи сигнала содержимое информации сигнала управления, переданного по выбранному каналу управления, может быть выяснено, и содержимое информации сигнала управления, переданного по такому каналу управления, удовлетворяет заранее заданному критерию, то устанавливается нисходящая связь. Приемная схема радиотелефона остается настроенной на выбранный канал управления. Радиотелефон по существу настраивается на выбранный канал управления и "прослушивает" передаваемую по нему информацию. Такую работу радиотелефона иногда называют "парковкой" радиотелефона, и как только между базовой станцией и радиотелефоном будет установлена нисходящая связь, радиотелефон иногда называют "припаркованным к базовой станции (или сотовому месту)".

Как только между базовой станцией и радиотелефоном будет установлена нисходящая связь, приемная схема радиотелефона может быть включена и лишь иногда включаться снова в требуемом рабочем цикле. Во время тех периодов, когда приемная схема снова включается, контролируется содержимое информации сигнала управления, передаваемого по выбранному каналу управления (то есть по каналу управления, к которому "припаркован" радиотелефон). Необходимо отметить, что иногда сигналы управления могут также передаваться и по каналу связи. Однако эти сигналы управления обычно передаются после того, как между радиотелефоном и базовой станцией будет установлена связь.

Поскольку приемная схема включается только периодически, потребление энергии такой схемой сводится к минимуму, как только с базовой станцией будет установлена нисходящая связь.

Когда происходит вызов данного радиотелефона, содержимое информации сигнала управления направляет радиотелефон к конкретным каналам связи, по которым может быть начата речевая связь.

Поскольку популярность пользования такими сотовыми системами связи возрастает, то многие такие системы в некоторые периоды времени работают с полной нагрузкой. То есть в некоторые периоды времени оказывается, что каждый доступный канал связи из предназначенной для данной системы полосы частот занят. Для обслуживания большего числа пользователей таких сотовых систем связи разработаны схемы для более эффективного использования выделенных частотных полос.

В частности, с целью увеличения емкости вводятся системы сотовой связи, использующие более эффективные схемы модуляции. Схемы модуляции с дискретным кодированием информационных сигналов более эффективно используют выделенные для сотовой связи частотные каналы. Следовательно, применение таких схем модуляции позволяет большему числу пользователей одновременно включаться в систему. Такие схемы модуляции вырабатывают сигналы связи, которые соответствуют передаче с использованием вышеупомянутых способов временного уплотнения.

Обычно системы сотовой связи и системы сотовой связи увеличенной емкости несовместимы. То есть радиотелефоны, работающие в традиционных системах сотовой связи, не могут работать в системах сотовой связи увеличенной емкости. (Радиотелефоны с двойным режимом работы могут работать в любой системе сотовой связи, но они содержат удвоенные части схемы, одна из которых работает в одной системе, а другая - в другой, причем одна или другая часть схемы работает в зависимости от того, в какую систему связи включен радиотелефон).

Иногда может оказаться, что в данном географическом районе установлены две или более сотовые системы связи. Например, в данном географическом районе могут быть установлены как традиционная система сотовой связи, так и система сотовой связи увеличенной емкости, обеспечивающие сотовое перекрытие в каждой из них. В других районах могут быть установлены только традиционные системы сотовой связи. Аналогично в данном географическом районе может быть установлена только одна система увеличенной емкости. А в других географических районах систем сотовой связи может вовсе не быть.

Как уже говорилось выше, когда включается приемная схема радиотелефона, радиотелефон отыскивает каналы управления с целью обнаружения присутствия в них переданного сигнала управления. Когда радиотелефон находится в географическом районе, не имеющем сотового перекрытия, такой поиск каналов управления не приводит к обнаружению сигнала, передаваемого какой-либо базовой станции.

Кроме того, радиотелефон, предназначенный для работы в одной конкретной системе сотовой связи (то есть в традиционной системе или в системе с увеличенной емкостью), но находящийся в месте, перекрываемом другой, несовместимой с ним системой сотовой связи, также не обнаруживает присутствия сигнала управления, передаваемого по каналам связи, определенным для той системы сотовой связи, в которой он может работать.

Поскольку частотные полосы традиционной системы сотовой связи и системы сотовой связи с увеличенной емкостью имеют перекрывающиеся частоты, то радиотелефон при поиске каналов управления может обнаружить присутствие сигнала управления, передаваемого другой сотовой системой связи. Однако, поскольку системы несовместимы, информационное содержимое такого обнаруженного сигнала не может быть выяснено этим радиотелефоном.

Множество радиотелефонов предназначено для работы от батарейных источников питания. Поскольку батарейные источники питания имеют конечную энергетическую емкость, то питающиеся от них радиотелефоны способны работать лишь в течение ограниченного периода времени. Поиск радиотелефоном каналов управления с целью получения передаваемых по ним сигналов управления требует питания радиотелефона. Радиотелефон осуществляет поиск не только присутствия сигналов в каналах управления, но, кроме того, еще определяет информационное содержимое любого обнаруженного сигнала.

Если радиотелефон находится в месте, не имеющем сотового перекрытия, или имеет сотовое перекрытие несовместимой с ним системой сотовой связи, то продолжение поиска радиотелефоном каналов управления приводит к истощению энергии, накопленной в источнике батарейного питания радиотелефона. Такой продолжающийся поиск, поэтому, может привести к значительному сокращению срока службы радиотелефона, поскольку чрезмерно большое количество накопленной энергии расходуется на поиск каналов управления.

В основу изобретения положена задача преодоления недостатков, присущих известным устройствам и создание средства, позволяющего ограничить непрерывный поиск радиотелефоном каналов управления, когда связь не может быть установлена с помощью базовой станции.

Поставленная задача решается тем, что предлагается схема для преодоления недостатков известного уровня техники, и обеспечивающая средство для ограничения непрерывного поиска радиотелефоном каналов управления, когда связь не может быть установлена с помощью базовой станции.

Изобретение включает в себя множество других преимуществ и отличительных признаков, которые будут понятны из следующего ниже описания предпочтительных вариантов осуществления настоящего изобретения.

В соответствии с настоящим изобретением предлагается схема для селективной настройки схем настройки радиоприемника на частотный канал из набора частотных каналов, определенных в данной полосе частот. Каждый частотный канал из набора частотных каналов подходит для передачи по нему сигнала связи, передаваемого передатчиком из группы дистанционно установленных передатчиков. Схема настройки радиоприемника настраивается на каждый частотный канал из набора частотных каналов, определенных для данной полосы частот. Уровни мощности сигналов связи, передаваемых по отдельным частотным каналам из набора частотных каналов, измеряются. Частотные каналы, в которых измеренные уровни мощности передаваемых по ним сигналов связи превышают заранее заданный уровень, выбираются для формирования первого поднабора частотных каналов. Затем выясняется, возможно ли установление связи между радиоприемником и отдельными из передатчиков, которые передают сигналы связи по частотным каналам первого поднабора. Настройка схемы настройки радиоприемника на частотный канал, по которому сигнал связи передается передатчиком, для которого связь с радиоприемником может быть установлена, выбирается тогда, когда такое установление связи возможно.

В дальнейшем изобретение поясняется описанием вариантов его выполнения со ссылкой на сопровождающие чертежи, на которых
фиг. 1 изображает собой частично схему и частично блок-схему системы сотовой связи, в которой может работать способ и схема, соответствующие предпочтительному варианту осуществления изобретения; фиг. 2-1 - схему участка полосы частот, выделенной для сотовой связи; фиг. 2-2 - схему отдельного частотного канала, показывающую временные интервалы, выделенные для временного уплотнения; фиг. 3 представляет собой логическую блок-схему радиоприемника, включающего в себя схему, соответствующую предпочтительному варианту осуществления изобретения; фиг. 4-1 является диаграммой взаимосвязи между уровнями мощности сигналов управления, измеренных во время работы предпочтительного варианта осуществления настоящего изобретения, и динамически установленного для них минимального уровня шума; фиг. 4-2 является диаграммой взаимосвязи между уровнями мощности сигналов управления, измеренных во время работы предпочтительного варианта осуществления настоящего изобретения, и абсолютного минимального уровня шума; фиг. 5 является диаграммой взаимосвязи между уровнем мощности предыдущего измеренного сигнала и уровнем мощности повторно измеренного сигнала; сравнение этих уровней мощности используется в процессе работы предпочтительного варианта осуществления изобретения; фиг. 6 представляет собой логическую диаграмму алгоритма реализации способа, соответствующего предпочтительному варианту осуществления изобретения; фиг. 7 представляет собой логическую диаграмму проведения этапов способа, соответствующего предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения; фиг. 8 представляет собой блок-схему радиоприемопередатчика, содержащего схему, соответствующую предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения.

Рассмотрим сначала схему фиг. 1, на нем показана схема системы сотовой связи, обозначенная в целом номером 100. Как уже говорилось выше, система сотовой связи образована за счет размещения множества базовых станций в удаленных друг от друга местах по всему географическому району. Эти базовые станции обозначены на фиг. 1 точками 104, 108, 112, 116, 120, 122, 126 и 130. Несмотря на то, что на чертеже показано лишь восемь базовых станций, следует понимать, что на самом деле типичная система сотовой связи, представленная системой сотовой связи 100, содержит обычно значительно большее количество базовых станций.

Каждая базовая станция 104-130 содержит схему, позволяющую передавать сигналы связи базовой станции на множество радиотелефонов, когда такие радиотелефоны расположены в местах, находящихся поблизости от соответствующих отдельных базовых станций, и принимать сигналы связи, передаваемые этим множеством радиотелефонов.

Каждая базовая станция 104-130 связана с традиционной проводной телефонной сетью. Это соединение показано на чертеже линией 134, соединяющей базовую станцию 130 с проводной сетью 138. Соединения между проводной сетью 138 и другими базовыми станциями 104-126 могут быть показаны аналогично.

Местоположение каждой из базовых станций 104-130, образующих систему сотовой связи 100, тщательно выбирается с тем, чтобы гарантировать, что хотя бы одна базовая станция расположена так, чтобы принимать сигнал связи, передаваемый радиотелефоном, находящимся в любом месте географического района, охватываемого системой 100, определяя тем самым сотовое перекрытие района. То есть, по меньшей мере одна базовая станция 104-130 должна находиться в диапазоне передачи радиотелефона, установленного в любом месте географического района. (Поскольку максимальная интенсивность сигнала и, следовательно, максимальный диапазон передачи сигнала базовой станции обычно больше максимальной интенсивности и соответствующего максимального диапазона передачи сигнала радиотелефона, то максимальный диапазон передачи сигнала радиотелефона является главным фактором, который нужно учитывать при размещении базовых станций системы сотовой связи).

Из-за раздельного расположения базовых станций части географического района, в котором располагаются базовые станции 104-130, соответствуют отдельным базовым станциям. Части географического района, ближние к каждой из отделенных друг от друга базовых станций 104-130 определяют "соты", которые представлены на чертеже районами 144, 148, 152, 156, 160, 162, 166 и 170. Соты 144-170 вместе образуют географический район и определят область перекрытия, охватываемую системой сотовой связи 100. Радиотелефон, расположенный в пределах одной из сот 104-170 системы 100, может передавать и принимать модулированные сигналы на и от по меньшей мере одной базовой станции 104-130.

Система связи 100 представляет собой традиционную систему сотовой связи или систему сотовой связи с увеличенной емкостью.

Как уже говорилось выше, общий протокол работы по инициализации связи в системе сотовой связи включает в себя обнаружение радиотелефоном сигналов связи, называемых здесь сигналами управления, передаваемых различными базовыми станциями по различным каналам управления, определенными в системе связи. Каждая базовая станция системы связи передает сигналы управления по заранее заданным каналам управления для идентификации присутствия такой базовой станции и для установления за счет этого нисходящей связи с радиотелефоном, как только радиотелефон выяснит информационное содержимое сигнала управления, переданного по выбранному каналу управления. (Опять же, если используется временное уплотнение, каналы управления и передачи могут определяться на одинаковых частотах, но в разных временных интервалах).

Как только между базовой станцией и радиотелефоном будет установлена нисходящая связь, части приемной схемы радиотелефона могут быть выключены, чтобы снова включиться по окончании требуемого рабочего цикла для выяснения во время результирующих рабочих интервалов информационного содержимого сигнала управления, передаваемого по каналу управления.

Когда радиотелефону делается вызов, информационное содержимое (то есть, данные) сигнала управления дают радиотелефону команду настроиться на конкретные каналы передачи, определенные в системе сотовой связи, чтобы позволить двухстороннюю связь между радиотелефоном и базовой станцией. В противном случае части приемной схемы радиотелефона выключаются в соответствии с требуемым рабочим циклом.

Однако если радиотелефон находится за пределами области перекрытия системы сотовой связи, поиск каналов управления системы связи не приводит к обнаружению сигнала, разрешающего установление связи. Например, радиотелефон, обозначенный на чертеже номером 174, находится за пределами области сотового перекрытия системы сотовой связи 100. Поиск, сигналов управления находящимся за пределами области перекрытия системы сотовой связи радиотелефоном не приводит к установлению связи с любым из сигналов, передаваемых любой из базовых станций 104-130 системы 100. Повторный поиск каждого из управляющих каналов системы связи с целью обнаружения присутствия передаваемого по нему сигнала и выяснения информационного содержимого любого такого обнаруженного сигнала требует как временных, так и энергетических затрат. Поскольку радиотелефон в большинстве случаев питается от батарейного источника питания, желательно, чтобы потребление им энергии было ограничено с целью максимально возможного увеличения срока работоспособности при питании от такого источника питания.

Как уже говорилось выше, за счет введения систем сотовой связи с увеличенной емкостью области перекрытия двух и более систем сотовой связи могут накладываться друг на друга как географически, так и по частоте. На фиг. 1 точками 204 и 208 показаны базовые станции второй системы сотовой связи, а соты 214 и 218, показанные пунктиром, представляют собой области перекрытия второй системы сотовой связи. Заштрихованная область 222 представляет собой географическое наложение друг на друга областей перекрытия двух систем сотовой связи. Радиотелефон, находящийся в области 222, может обнаруживать сигналы управления, передаваемые как базовой станцией 122 системы 100, так и базовой станцией 208 второй системы связи. Во время поиска каналов управления системы сотовой связи, на которых радиотелефон может работать, может быть обнаружен сигнал управления от базовой станции другой системы связи. Установление нисходящей связи с базовой станцией другой системы связи невозможно, поскольку эти системы несовместимы. Следовательно, обнаруженный в этом канале управления сигнал управления будет игнорироваться радиотелефоном.

Кроме того, когда радиотелефон сначала располагается за пределами области сотового перекрытия системы связи, в которой он может работать (здесь в целях иллюстрации это система сотовой связи 100), а затем перемещается в область перекрытия системы сотовой связи, то он должен обнаруживать присутствие сигналов управления, передаваемых по каналам управления системы связи, сразу же, как только попадет в область перекрытия. Однако опять же такой непрерывный поиск каналов управления системы связи с целью обнаружения присутствия сигналов управления может оказаться достаточно энергоемким.

На фиг. 2-1 показана схема частотной полосы, обозначенной в целом номером 300, которая выделена для сотовой связи. Частотная полоса 300 разделена на множество частотных каналов, некоторые из которых обозначены как каналы управления D₁, D₂,... D_n, а остальные, каналы передачи V₁, V₂,..., V_n. При включении радиотелефона согласно общему протоколу работы по инициализации установления связи с базовой станцией радиотелефон отыскивает каждый из каналов управления, определенных в частотной полосе 300.

Фиг. 2-2 представляет собой схему отдельного частотного канала, обозначенного номером 306, и временных интервалов, определенных в нем за какой-то период времени. Частотный канал 306 представляет собой временные интервалы, определенные в отдельном частотном канале при использовании временного уплотнения. Частотный канал 306 имеет в себе множество временных интервалов. Используя обозначения фиг. 2-1, можно сказать, что временные интервалы V₁, V₂, . .. V_n определены, как каналы передачи, а временные интервалы D₁, D₂,... D_n, определены как каналы управления. На фиг. 2-1 и 2-2 использованы одинаковые обозначения, соответствующие работе способа и схемы предпочтительных вариантов осуществления настоящего изобретения по поиску каналов управления, определенных либо традиционно, либо для системы временного уплотнения.

Схема настройки приемной части такого радиотелефона настраивает радиотелефон на каждый из каналов управления D₁, D₂,... D_n для обнаружения присутствия сигналов управления, передаваемых по любому из каналов управления. Уровни мощности любых обнаруженных сигналов управления измеряются и делается попытка установления связи с передатчиком, который передает обнаруженный сигнал с самым большим уровнем мощности (за счет выяснения информационного содержимого такого обнаруженного сигнала).

Нисходящая связь с таким передатчиком может быть установлена, если радиотелефоном будет выяснено информационное содержание сигнала управления. То есть, при попытке установления нисходящей связи с базовой станцией несовместимой системы сотовой связи, информационное содержимое такого сигнала управления не может быть выяснено радиотелефоном. Такой информационный сигнал должен игнорироваться радиотелефоном в последующих поисках канала управления при попытке установления связи с одной из базовых станций системы сотовой связи.

Следует заметить, что уровни мощности сигналов, обнаруженных приемной схемой, могут быть быстро и эффективно (то есть с небольшими затратами энергии) определены, в то время как определение информационного содержимого кодированного сигнала, обнаруженного приемником, обычно требует участия схемы обработки сигналов. Такая схема для своей работы требует сравнительно большее количество энергии. Изобретение сводит к минимуму время, в течение которого эта схема должна работать.

Рассмотрим теперь логическую блок-схему предпочтительного варианта осуществления настоящего изобретения на фиг. 3, она в целом обозначена номером 400 и состоит из элементов, обведенных на чертеже пунктирной линией. Как видно из фиг. 3, схема 400 образует часть радиоприемника, обозначенного номером 406. Радиоприемник 406 может, например, содержать часть приемной схемы радиопередатчика, такого как радиотелефон, работающий в системе сотовой связи.

Радиоприемник 406 может работать с целью поиска заранее заданных каналов управления, таких как каналы управления D₁, D₂, ... D_n, показанные на фиг. 2-1 или 2-2, для обнаружения присутствия сигналов управления, передаваемых по отдельным каналам управления.

Каналы управления, показанные линиями 412, передаваемые передатчиками, такими как передатчик 416, обнаруживаются антенной 418 приемника 406. Сигналы, соответствующие сигналам, обнаруженным антенной 418, создаются в линии 420 и поступают в программируемую схему настройки с понижением частоты 422. Схема 422 настраивает приемник на конкретные частотные каналы, которые здесь с самого начала названы каналами управления в ответ на сигналы, поступающие по линиям 436.

Схема 422 создает в линии 448 сигналы, соответствующие сигналам управления в пределах конкретных частотных каналов, на которые схема 422 настраивает приемник 406. Созданные в линии 448 сигналы подаются на демодулятор 458 и схему измерения интенсивности сигнала 468. Демодулятор 458 создает на линии 464 демодулированный сигнал, который поступает в декодер 470. Декодер 470 создает сигналы в линии 476, которые поступают в процессорное устройство 482. Декодер 470, кроме того, вырабатывает в линии 486 декодированный сигнал, который подается в преобразователь 488, такой как громкоговоритель.

Схема измерения интенсивности сигнала 468 создает в линии 492 сигнал, который подается на вход процессорного устройства 482 для снабжения его информацией, относящейся к уровню мощности сигнала, создаваемого в линии 448. Поскольку сигнал, создаваемый в линии 448, отражает сигнал, обнаруженный антенной 418, то уровень сигнала, создаваемого в линии 492, также отражает уровень мощности сигнала, обнаруженного антенной 418.

Еще на чертеже показан элемент памяти 496, соединенный с процессорным устройством 482 линиями 498.

В процессе работы радиоприемник 406 сначала отыскивает каждый канал из заранее заданного набора каналов управления, определенных для системы связи, для обнаружения присутствия передаваемых по этим каналам сигналов управления.

Процессорное устройство 482 создает сигналы в линии 436, чтобы вызвать настройку схемы 422 на каждый из каналов управления по очереди. Когда приемник 406 настроен на каждый из каналов управления, сигналы, отражающие обнаруженный в соответствующих каналах управления сигнал, вырабатываются схемой 422 в линии 448. Схема измерения интенсивности сигналов 468 измеряет амплитуды сигналов, созданных в линии 448, и вырабатывает в линии 492 сигналы, отражающие эти уровни мощности. Процессорное устройство 482 сохраняет эти измеренные значения в элементе памяти 496. Процессорное устройство 482 способно коррелировать измеренные уровни мощности и частотные каналы, по которым передаются эти сигналы.

Как только уровни мощности сигналов данных, передаваемых по различным каналам управления, будут измерены, процессорное устройство 482 может определить, нужно ли делать попытку установления нисходящей связи с передатчиком, который передает сигнал управления по одному из каналов управления.

Чтобы сделать такое определение, процессор 482 создает из набора каналов управления первый поднабор каналов управления. Каналы управления, из которых состоит первый поднабор, выбираются в соответствии с уровнями мощности передаваемых по ним сигналов управления.

В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения в качестве каналов для создания первого поднабора каналов управления выбираются только те каналы управления, в которых уровни мощности превышают либо динамически устанавливаемый минимальный уровень шума, либо абсолютный минимальный уровень шума.

Динамически устанавливаемый минимальный уровень шума определяется сравнением уровней мощности каждого из сигналов управления, измеренных схемой измерения интенсивности сигналов 468. Минимальный уровень шума устанавливается равным уровню, который на определенную величину превышает минимальную величину измеренного уровня мощности.

Фиг. 4-1 является диаграммой динамически установленного минимального уровня шума, обозначенного номером 550. Каждая стрелка 560 обозначает сигнал, обнаруженный в канале управления приемником 406 фиг. 3. Высота каждой стрелки 560 отражает его уровень мощности. Линия 550, обозначающая динамически устанавливаемый минимальный уровень шума, установлена на конкретном уровне мощности, обозначенном скобкой 570, над уровнем мощности сигнала с самым низким уровнем мощности, такой сигнал представлен стрелкой 560, находящейся в крайней правой части чертежа. Частотные каналы, в которых имеются сигналы данных с уровнями мощности, превышающими этот минимальный уровень шума, выбираются для создания первого поднабора каналов управления. Поскольку величина динамически устанавливаемого минимального уровня шума зависит от измеренных значений уровня мощности, то величина таким образом устанавливаемого минимального уровня шума является переменной и зависящей от реальных измеренных уровней мощности сигналов управления.

Абсолютный минимальный уровень шума представляет собой уровень мощности выбранной величины. Фиг. 4-2 является диаграммой абсолютного минимального уровня шума, обозначенного на чертеже линией 605. Каждая стрелка 610 означает сигнал, обнаруженный в канале управления. Сигналы, представленные стрелками 610, соответствуют сигналам, представленным стрелками 560 на фиг. 4-1, причем высота каждой стрелки означает уровень мощности сигнала. Частотные каналы, в которых сигналы управления имеют уровни мощности, превышающие этот минимальный уровень шума, также выбираются для создания первого поднабора управляющих каналов.

Следовательно, в предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения каналы управления выбираются для создания первого поднабора каналов управления, если сигнал управления, передаваемый по ним, превышает либо динамически устанавливаемый минимальный уровень шума, либо абсолютный минимальный уровень шума.

Попытка установления связи с передатчиком, который передает сигнал управления на приемник 406, делается только для тех передатчиков, которые передают сигналы по каналам управления, входящим в первый поднабор каналов управления.

Связь устанавливается только когда декодер 470 определяет присутствие в сигнале управления нужной информации, после того, как сигнал будет демодулирован в демодуляторе 458 и поступит на декодер по линии 464. (То есть, декодер 470 создает в линии 476 сигналы, когда информационное содержимое сигнала управления, переданного по выбранному каналу управления, может быть выяснено). Сигнал, создаваемый декодером 470 в линии 476 и поступающий на вход процессорного устройства 482, означает правильное декодирование информационного содержимого такого сигнала управления и, следовательно, индикацию того, что связь с передатчиком, передающим такой сигнал управления, может быть установлена.

Если связь не может быть установлена ни с одним из передатчиков, передающих сигналы управления по частотным каналам такого первого поднабора частотных каналов, то радиоприемник делает паузу на некоторый период времени, прежде чем снова предпринять попытку установления связи с передатчиком. В течение этого периода времени части схемы приемника могут выключаться с целью ограничения потребления энергии приемником 406 во время этого периода. (Например, декодер 470, обычно состоящий из цифрового процессора, может во время каждого такого периода выключаться).

В предпочтительном варианте осуществления изобретения период времени, в течение которого части приемника отключаются, меньше фиксированного количества времени (например, пятнадцати секунд), и задается уравнением.

TP = (x+(y^* число частотных каналов первого поднабора))^*z%,
где
TP - период времени, с;
x - период времени, необходимый для измерения уровней мощности сигналов данных, передаваемых по любому из каналов управления;
y - время, после принятия решения о попытке установления связи с одной из базовых станций, в течение которого схема 422 настраивает приемник 406 на конкретный канал управления; и
z - требуемый рабочий цикл радиоприемника.

После истечения периода времени, на которое приемник выключается, питание снова подается на все схемные компоненты приемника 406, а схема 422 снова может настраивать его на каждый из каналов управления частотной полосы. Уровни мощности каждого из сигналов, передаваемых по соответствующим каналам управления, снова измеряются (то есть, повторно измеряются) схемой 468, а сигналы, отражающие эти измеренные уровни мощности, подаются по линии 492 в процессорное устройство 482. Процессорное устройство 482 может сравнивать повторно измеренные уровни мощности с соответствующими ранее измеренными уровнями мощности сигналов, передаваемых по частотным каналам первого поднабора частотных каналов.

Процессорное устройство 482 может создавать второй поднабор каналов управления. Для создания второго поднабора каналов управления выбираются только те каналы управления, в которых сигналы данных имеют уровни мощности, которые: 1) были ранее ниже динамически установленного минимального уровня шума, но после повторного измерения оказались выше него; 2) были ранее меньше абсолютного минимального уровня шума, но после повторного измерения оказались выше него; 3) демонстрируют значительный рост уровня мощности (например, выше по мощности, чем уровень шесть децибел), а попытка установления связи делается только для тех передатчиков, которые передают сигналы по частотным каналам из этого второго поднабора. Декодер 470 снова может создавать сигналы на линии 476, означающие, нужно ли делать попытку установления связи.

(Следует отметить, что могут использоваться и другие способы выбора второго поднабора частотных каналов. Например, вместо вышеуказанных этапов 1) и 2) для создания второго поднабора каналов управления могут использоваться каналы управления, в которых сигналы данных имеют уровни мощности, которые были ранее меньше как динамически установленного минимального уровня шума, так и абсолютного минимального уровня шума, но которые после повторного измерения оказались выше любого из этих минимальных уровней шума).

Более конкретно, процессорное устройство 482 может определять, в каких частотных каналах имеются сигналы, которые ранее были ниже любого из минимальных уровней шума, то есть, ниже динамически установленного минимального уровня шума или абсолютного минимального уровня шума, но которые после повторного измерения оказались выше одного из соответствующих минимальных уровней шума или имели значительно возросшую величину.

Еще на чертеже показана линия 499, обеспечивающая внешний вход процессорного устройства 482 для сброса работы приемника 406 в любое время. Такой сигнал может создаваться, например, за счет приведения в действие соединенного с линией 499 выключателя.

Фиг. 5 является диаграммой работы процессорного устройства 482 по определению, какие частотные каналы выбирать для создания второго поднабора частотных каналов. А попытки установления связи делаются опять же только с теми передатчиками, которые передают сигналы по каналам управления, входящим в этот второй поднабор.

Горизонтальная линия 650 представляет собою динамически установленный минимальный уровень шума, а горизонтальная линия 655 - абсолютный минимальный уровень шума. (Следует заметить, что относительные величины минимальных уровней шума могут быть обратными, то есть абсолютный минимальный уровень шума может быть по величине больше динамически определенного минимального уровня шума). Стрелка 606 представляет собой сигнал, передаваемый по частотному каналу с первоначально измеренным уровнем мощности, меньшим уровня мощности минимальных уровней шума 650 и 655. (Следует заметить, что минимальные уровни шума 650 и 655 соответствуют минимальным уровням шума 550 и 605 фиг. 4-1 и 4-2, соответственно). Частотный канал, по которому передается сигнал 606, не создает часть первого поднабора частотных каналов, поскольку уровень мощности сигнала 606 в первом измерении оказался ниже минимальных уровней шума.

Однако если после того, как приемник сделал паузу в течение периода времени, определенного по указанному выше алгоритму, и уровни мощности сигналов, передаваемых по различным каналам управления, были измерены повторно, и сигнал в том же самом канале управления, обозначенный стрелкой 644, показанной пунктиром, оказался выше по меньшей мере одного из минимальных уровней шума. Такой канал управления выбирается для создания канала управления во втором наборе частотных каналов. И предпринимается попытка установления нисходящей связи с передатчиком, который передает сигнал управления по выбранному каналу управления из второго поднабора каналов управления. Канал управления, имеющий сигнал управления, передаваемый по нему со значительно увеличенным уровнем мощности (независимо от того, превысила ли повторно измеренная величина минимальный уровень шума) также выбирается для создания второго поднабора каналов управления. Такой сигнал показан на фиг. 5 пунктирной стрелкой 670.

Если после того, как уровни мощности сигналов данных, передаваемых по соответствующим каналам управления, повторно измерены, но ни одной нисходящей связи не будет установлено, приемник 406 снова делает паузу на такой же период времени, а схема приемника снова выключается. В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения заранее заданным периодом времени является период времени, соответствующий наибольшему фиксированному периоду времени или приведенному выше алгоритму.

То есть, период времени, в течение которого части приемника отключаются, больше фиксированного количества времени (например, пятнадцати секунд), и задается уравнением
TP = x+(y^* число частотных каналов первого поднабора))^*z%,
где
TP - период времени, с;
x - период времени, необходимый для измерения уровней мощности сигналов данных, передаваемых по любому из каналов управления;
y - время, после принятия решения о попытке установления связи с одной из базовых станций, в течение которого схема 422 настраивает приемник 406 на конкретный канал управления; и
z - требуемый рабочий цикл радиоприемника.

Рассмотрим снова фиг. 1, когда радиотелефон находится за пределами области сотового перекрытия сотовой системы связи 100, сигналы, передаваемые различными базовыми станциями по каналам управления, оказываются ниже минимальных уровней шума. Радиотелефон, имеющий схему, аналогичную радиоприемнику 406, не будет пытаться установить нисходящую связь ни с одной из базовых станций, передающих любой из таких сигналов по любому из частотных каналов. Однако если радиотелефон переместился и находится в пределах области сотового перекрытия системы сотовой связи 100, и уровни мощности сигналов данных, передаваемых по различным каналам управления базовыми станциями, измерены повторно, то по крайней мере, один из сигналов управления будет теперь иметь уровень мощности, превышающий минимальные уровни шума, или иметь значительно увеличенный уровень мощности. Каналы управления, по которым передаются такие сигналы данных, выбираются для создания каналов управления второго поднабора частотных каналов, и делается попытка установления связи с базовой станцией, которая передает такой сигнал по одному из каналов управления. Поскольку схема радиоприемника отключается на заранее заданный период времени, после определения того, что невозможно установить связь ни с одним из передатчиков, передающих сигнал управления по различным каналам управления, потребление энергии радиотелефоном снижается до минимума.

Такой процесс выбора каналов управления для создания второго поднабора каналов управления повторяется, делаются попытки установления нисходящих связей, и происходит отключение приемной схемы, если не удается установить никакой непрерывной нисходящей связи. Если после истечения второго периода времени, такого как десять минут, не удается установить нисходящую связь, система повторно инициализируется, чтобы снова определить первый поднабор каналов управления.

Рассмотрим теперь диаграмму процесса фиг. 6, приведенный на ней алгоритм в целом обозначен номером 680 и заключает в себе способ, соответствующий предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения. Сначала, как показано блоком 684, измеряются уровни мощности сигналов, передаваемых по каждому из каналов управления. Затем создается первый поднабор каналов управления, что показано блоком 688, и делается попытка установления нисходящей связи с передатчиком, который передает сигнал управления по одному из таких каналов, что показано блоком 692.

В блоке принятия решения 696 определяется, можно ли установить нисходящую связь. Если нисходящую связь установить можно, то осуществляется переход по утвердительной ветви в блок 700, и частота настройки схемы настройки приемника остается равной частоте выбранного канала управления. В противном случае выбирается отрицательная ветвь, и измеренные уровни мощности сохраняются, что показано блоком 704, в части приемника отключаются на период времени, что показано блоком 708.

По истечении этого периода времени части приемника снова включаются, а уровни мощности сигналов управления, передаваемых по каналам управления, измеряются повторно, что показано блоком 708.

Второй поднабор каналов управления создается, как показано блоком 712, и делается попытка установления нисходящей связи с передатчиком, который передает сигнал управления по одному из таких каналов, что показано блоком 716.

В блоке принятия решения определяется, можно ли установить нисходящую связь. Если нисходящую связь установить можно, выбирается утвердительная ветвь к блоку 724, и частота настройки схемы настройки приемника выбирается равной частоте выбранного канала управления. В противном случае выбирается отрицательная ветвь, и измеренные уровни мощности сохраняются для обновления за счет их хранимых уровней мощности, что показано блоком 728, и части приемника отключаются на период времени, что показано блоком 732.

По истечении этого периода времени определяется, как показано блоком 736, не истек ли продленный период времени после первого измерения уровней мощности сигналов управления (в блоке 684). Если истек, то выбирается утвердительная ветвь к блоку 684, и процесс повторяется, если нет, то выбирается отрицательная ветвь на блок 768, и уровни мощности сигналов управления измеряются повторно.

Рассмотрим теперь логическую диаграмму процесса фиг. 7 с этапами соответствующего предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения способа, обозначенного в целом номером 750. Способ 750 выбирает настройку схемы настройки радиоприемника на частотный канал из набора частотных каналов, определенных в частотной полосе. Каждый частотный канал из набора частотных каналов подходит для передачи по нему сигнала связи, передаваемого передатчиком из группы дистанционно расположенных передатчиков.

Сначала, как показано блоком 756, схема настройки радиоприемника настраивается на каждый частотный канал из набора частотных каналов, определенных в частотной полосе.

Затем, как показано блоком 762, уровни мощности сигналов связи, передаваемых по отдельным частотным каналам из набора частотных каналов, измеряются.

Затем, как показано блоком 768, частотные каналы, по которым передаются сигналы связи с измеренными уровнями мощности, превышающими минимальный уровень мощности, выбираются для создания первого поднабора частотных каналов.

Далее, как показано блоком 774, определяется, можно ли установить связь между радиоприемником и отдельными из передатчиков, которые передают сигналы связи частотным каналам из первого поднабора частотных каналов.

После этого, либо, как показано блоками 778 и 782, выбирается настройка схемы настройки радиоприемника на частотный канал, по которому сигнал связи передается передатчиком, с которым возможно установление связи, либо: 1) схема настройки радиоприемника повторно настраивается на каждый частотный канал из набора частотных каналов, 2) повторно измеряются уровни мощности сигналов связи, 3) создается второй поднабор частотных каналов, и 4) выбирается настройка радиоприемника на частотный канал из второго поднабора частотных каналов, если с ним может быть установлена связь.

И, наконец, рассмотрим блок-схему фиг. 8, на нем показан радиоприемопередатчик, такой как радиотелефон, обозначенный в целом номером 800. Приемопередатчик 800 включает в себя схему 806, содержащую элементы показанного пунктиром блока, соответствующего предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения. Схема 806 соответствует схеме 400 фиг. 3. Приемная часть радиоприемопередатчика 800 аналогична радиоприемнику 406, показанному на блок-схеме фиг. 3, поэтому нет смысла подробно рассматривать ее работу еще раз. Анализ приемной части радиоприемопередатчика 800 говорит о том, что она содержит антенну 818, с которой соединена линия 820 для подключения к программируемой схеме настройки с понижением частоты 822. Работа схемы 822 управляется входным сигналом, поступающим по линиям 836. Схема 822 создает сигнал в линии 848, который подается на схему демодулятора 858 и схему измерения интенсивности сигнала 868. Схема демодулятора 858 вырабатывает демодулированный сигнал, который по линии 864 подается в декодер 870.

Декодер 870 создает в линии 876 сигнал, который подается на вход процессорного устройства 882. Еще декодер 870 вырабатывает в линии 886 декодированный сигнал, который подается в преобразователь 888, такой как громкоговоритель. Схема измерения интенсивности сигнала 868 вырабатывает сигнал, поступающий по линии 892 в процессорное устройство 882. Еще с процессорным устройством 882 линиями 898 соединен элемент памяти 896, а линия 899 обеспечивает внешний вход процессорного устройства 882.

Радиоприемопередатчик 800 включает в себя еще передающую часть, имеющую составляющие части, показанные в целом в виде преобразователя, такого как микрофон 908, кодера 912, модулятора 916 и программируемой схемы настройки с повышением частоты 922. Работа схемы 922 управляется входными сигналами, поступающими по линии 928. Схема 922 создает в линии 934 сигнал, поступающий в антенну 818 для разрешения передачи информационных сигналов.

Несмотря на то, что изобретение описано на предпочтительных вариантах его осуществления, показанных на различных чертежах, следует понимать, что возможны и другие похожие варианты его осуществления с всевозможными модификациями и добавлениями для выполнения той же самой функции. Поэтому настоящее изобретение не должно быть ограничено ни одним отдельным вариантом его осуществления, и иметь широту и объем, соответствующие прилагаемой формуле изобретения.

Предложена схема селективной настройки радиоприемника на частотный канал из набора частотных каналов. Радиоприемник опрашивает выбранные каналы управления и измеряет уровни мощности сигналов, создаваемых в каналах управления. После того, как измеренные уровни мощности сигналов, создаваемых в соответствующих отдельных каналах управления, превышают некоторый уровень мощности, делается попытка установления связи с передатчиком таких сигналов данных. В случае невозможности установить связь, радиоприемник отключают на заранее заданный период времени, а затем включают снова, и уровни мощности сигналов, передаваемых по каналам управления, измеряют повторно. Попытку установления связи с передатчиком, который передает сигнал по одному из каналов управления, делают, если измеренный уровень мощности в таком канале управления превышает некоторую величину. Технический результат заключается в уменьшении времени непрерывного поиска каналов управления. 1 с. и 7 з.п. ф-лы, 8 ил.

1. Блок выбора частоты настройки схемы настройки радиоприемника на частотный канал из набора частотных каналов, определенных в полосе частот, причем каждый частотный канал из набора частотных каналов адаптирован для передачи по нему сигнала связи, передаваемого передатчиком из группы дистанционно расположенных передатчиков, содержащий средство для настройки схемы настройки радиоприемника на каждый частотный канал из набора частотных каналов, определенных в частотной полосе, средство для измерения уровней мощности сигналов связи, передаваемых по отдельным частотным каналам из набора частотных каналов, и для хранения величин измеренных уровней мощности, подключенное к средству для настройки схемы настройки радиоприемника, средство для определения возможности установления канала связи между радиоприемником и отдельными передатчиками, которые передают сигналы связи по частотным каналам из выбранного набора частотных каналов, подключенное к средству для настройки схемы настройки радиоприемника, средство для селективной настройки частоты в схемах настройки радиоприемника на частотный канал, по которому сигнал связи передают передатчиком и который может установить канал связи с радиоприемником, когда указанным средством определения определена возможность установления связи, соединенное со средством для настройки схемы настройки радиоприемника, отличающийся тем, что содержит средство для выбора частотных каналов, по которым передают сигналы связи, измеренные уровни мощности которых превышают заранее заданный минимальный уровень мощности, для формирования первого поднабора частотных каналов, соединенное со средством для настройки схемы настройки радиоприемника, со средством для измерения уровней мощности и со средством для определения возможности установления канала связи. 2. Блок по п.1, отличающийся тем, что указанное средство для настройки содержит средство для настройки радиоприемника последовательно на каждый частотный канал набора частотных каналов, определенных в полосе частот. 3. Блок по любому из п.1 или 2, отличающийся тем, что указанное средство для измерения и хранения величин измеренных уровней мощности содержит средство для измерения амплитуд сигналов, представляющих собой сигналы связи в отдельных частотных каналах. 4. Блок по любому из пп.1 - 3, отличающийся тем, что средство для измерения уровней мощности и хранения величин измеренных уровней мощности содержит блок памяти для хранения величин измеренных уровней мощности. 5. Блок по любому из пп.1 - 4, отличающийся тем, что минимальный уровень мощности, используемый указанным средством выбора частотных каналов, образующих выбранный поднабор частотных каналов, содержит заранее заданный уровень мощности, соответствующий абсолютному значению минимального уровня шума. 6. Блок по любому из пп.1 - 5, отличающийся тем, что минимальный уровень мощности, используемый указанным средством выбора частотных каналов, образующий выбранный поднабор частотных каналов, соответствует динамически устанавливаемому уровню, зависящему от измеренных с помощью указанного измерительного средства величин уровня мощности. 7. Блок по п.6, отличающийся тем, что минимальный уровень мощности имеет величину, соответствующую заранее заданному уровню, превышающему величину измеренного уровня мощности, имеющую наименьшее значение. 8. Блок по п.1, отличающийся тем, что указанное средство для определения возможности установления связи содержит средство для декодирования сигналов связи, передаваемых по частотным каналам из выбранного поднабора частотных каналов, и средство сравнения, выполненное с возможностью сравнения части декодированного сигнала с данными, хранимыми в радиоприемнике, и подключенное к средству декодирования сигналов связи.