УСТРОЙСТВО И СПОСОБ ОТСЛЕЖИВАНИЯ МОЩНОСТИ ПЕРЕДАЧИ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ СООБЩЕНИЯ О РАБОЧЕЙ НАГРУЗКЕ Российский патент 1999 года по МПК H04B7/05 

Настоящее изобретение относится к способу и устройству для отслеживания мощности передачи для мобильной сотовой системы связи. Более конкретно, данное устройство относится к следящему устройству и способу оптимизации мощности передачи, в соответствии с которыми мощность передачи канала измеряется и компенсируется, если не обнаруживаются сообщения рабочей нагрузки.

Предшествующий уровень техники
Обычно мобильные сотовые системы связи отслеживают уровень передаваемых и принимаемых сигналов для оптимизации пропускной способности системы. Один из таких способов отслеживания сигналов основан на использовании контура отслеживания мощности передачи.

Множественный доступ с кодовым разделением каналов (МДКР) является одним из методов, широко используемых в современных мобильных сотовых системах связи. В данном описании рассматривается мобильная сотовая система связи, использующая метод МДКР. В системе с МДКР мощность передачи базовой станции должна быть постоянной, хотя используемые аппаратные средства могут претерпевать изменения во времени.

Поскольку в системе с МДКР осуществляется управление мощностью передачи каждого сигнала, передаваемого между базовой станцией и терминалом, то рабочая нагрузка (трафик) изменяется. Для того чтобы проверить, является ли текущая величина мощности передачи базовой станцией точно установленной, эта мощность передачи вычисляется с учетом всех элементов, которые оказывают влияние на мощность передачи, в том числе величины трафика, активности трафика, цифрового усиления, информации о непроизводительных затратах для каналов, усиления для передачи на радиочастоте, и затем полученная величина сравнивается с реальным значением.

При выполнении этой операции данные, обрабатываемые каждым процессором, собираются конкретным процессором, который выполняет обработку в соответствии с некоторым алгоритмом отслеживания мощности передачи. Для использования результатов выполнения алгоритма сообщение об изменении усиления должно передаваться к процессору, который управляет усилением при передаче.

Вышеописанный известный способ вычисления мощности передачи может быть представлен следующей формулой:
((PiG)² + (SyG)² + (PaG)² = ((TG)²•VA)) (1)
где
PiG - цифровое усиление канала пилот-сигнала, SyG - цифровое усиление канала синхросигнала, PaG - цифровое усиление пейджингового канала, TG - цифровое усиление канала трафика и VA - речевая активность канала трафика. PiG, SyG и PaG для каналов непроизводительной нагрузки имеют постоянные значения, определенные при установке системы. TG и VA являются переменными величинами, изменяющимися по мере того, как осуществляется управление мощностью с предварительно определенным периодом времени (в рассматриваемом примере 20 мс). Величина трафика, таким образом, является переменной. При отслеживании мощности передачи с использованием формулы (1) соответствующие операции должны выполняться каждые 20 мс. Такой режим работы приводит к значительной нагрузке на передатчик.

При описанном известном способе с использованием контура отслеживания мощности передачи в системе с МДКР между множеством процессоров передается значительное количество данных, процессоры выполняют усложненные алгоритмы обработки при отслеживании мощности передачи. Такой большой объем обрабатываемых данных и сложные алгоритмы обработки приводят к высоким вычислительным затратам в системе. Такая проблема излишне высокой нагрузки может быть решена за счет увеличения временного интервала между операциями, производимыми в контуре отслеживания мощности передачи. Однако все равно большое количество данных передается между процессорами в ходе осуществления операций в контуре отслеживания мощности передачи, не обеспечивая снижения объема данных или производимых вычислительных операций, так что могут иметь место взаимные помехи между блоками, образующими систему.

Для решения вышеуказанной проблемы мощность передачи можно вычислить с использованием фиксированных значений для каналов, согласно формуле (1). Если мощность передачи передатчика системы с МДКР отслеживается с использованием усилений PiG, SyG и SyG каналов непроизводительной нагрузки, таких как канал пилот-сигнала, канал синхросигнала и пейджинговый канал, то вышеуказанную проблему можно было бы решить. При использовании такого способа мощность передачи передатчика базовой станции измеряется с использованием вышеуказанных фиксированных значений. Поскольку мощность передачи передатчика базовой станции вычисляется исходя из уже известной информации каналов непроизводительной нагрузки, передача данных или операции по обработке для вычисления мощности передачи больше не требуются при выполнении операций в контуре отслеживания мощности передачи путем измерения мощности передачи каналов и сравнения измеренной мощности передачи с постоянной мощностью передачи каналов непроизводительной нагрузки, когда сообщения трафика не обнаруживаются. При использовании этого способа мощность передачи канала постоянна, когда отсутствует трафик, следовательно, нет необходимости синхронизировать блоки друг с другом каждые 20 мс.

Сущность изобретения
Задача настоящего изобретения заключается в создании устройства и способа формирования оптимальной мощности передачи в мобильной сотовой системе связи путем сравнения опорного значения мощности передачи с измеренным значением для канала, где не обнаружены сообщения трафика.

Кроме того, задачей изобретения является создание устройства и способа для формирования стабильной мощности передачи путем сравнения постоянного значения мощности канала непроизводительной нагрузки с измеряемой мощностью передачи канала, где не обнаружено сообщений трафика, и компенсации ошибки передачи в передатчике.

Для решения указанных задач настоящего изобретения предложен способ отслеживания мощности передачи для мобильной сотовой системы связи, содержащей передатчик с переменным аттенюатором и блок определения мощности передачи передатчика. Способ включает операции инициирования упомянутого блока при отсутствии сообщений трафика, приема мощности передачи, сравнения мощности передачи с соответствующим значением для канала непроизводительной нагрузки и управления переменным аттенюатором для увеличения или ослабления мощности передачи радиосигнала на величину разности двух значений, если упомянутые два значения не совпадают.

Краткое описание чертежей
Изобретение поясняется на примере его осуществления, иллюстрируемом чертежами, на которых представлено следующее:
фиг. 1 - блок-схема передающей системы для отслеживания мощности передачи в соответствии с изобретением;
фиг. 2 - блок-схема последовательности операций способа отслеживания мощности, соответствующего изобретению.

Детальное описание предпочтительного варианта осуществления изобретения
Как показано на фиг. 1, главный контроллер 11 представляет собой главный процессор, который осуществляет операции в контуре отслеживания мощности передачи. Главный контроллер 11 сравнивает мощность передачи, измеренную при условии, когда не обнаружены сообщения трафика, с соответствующей величиной для канала непроизводительной загрузки, после чего осуществляет компенсацию ошибки. Блок обработки сигнала 12 представляет собой цифровой блок, получающий радиочастотный сигнал от передатчика базовой станции. Блок обработки сигналов 12, который состоит из элемента канала, модема и контроллера обработки сигналов, накладывает модуляцию цифровых сигналов на передаваемые сигналы. Передающий блок 13 получает передаваемый сигнал от блока обработки сигналов 12, преобразует его с повышением частоты для формирования радиочастотного сигнала. Передающий блок 13 содержит переменный аттенюатор 10 на его выходном выводе. Переменный аттенюатор 10 регулирует усиление радиочастотного сигнала в соответствии с управляющими командами, формируемыми главным контроллером 11. Усилитель 14 усиливает радиочастотный сигнал, передаваемый передающим блоком 13. Усилитель 14 представляет собой линейный усилитель мощности. Устройство связи 15, соединяющее усилитель 14 с антенной, выводит радиочастотный сигнал с усилителя 14. В качестве устройства связи 15 может быть использован направленный ответвитель. Блок определения передаваемой мощности 16 определяет электрическую мощность радиочастотного сигнала, передаваемого устройством связи 15.

На фиг. 2 представлена блок-схема последовательности операций, иллюстрирующая процедуру компенсации ошибки после измерения мощности передачи радиочастотного сигнала, генерируемой передатчиком, в соответствии с настоящим изобретением. Главный контроллер осуществляет обработку в соответствии с этой процедурой.

Со ссылками на процедуру отслеживания мощности передачи, иллюстрируемую фиг. 1 и 2, ниже описывается работа предпочтительного варианта осуществления настоящего изобретения. В способе с использованием контура отслеживания мощности передачи, соответствующем изобретению, контроллер получает фиксированное значение мощности передачи, когда не обнаруживаются сообщения трафика в передатчике, и затем определяется, необходимо ли осуществить регулировку мощности передачи. При этом способе нет необходимости осуществлять сложные манипуляции с данными или вычисления, поскольку отслеживание мощности передачи выполняется путем сравнения значений мощности передачи, которая уже известна и измерена. В предпочтительном варианте осуществления изобретения мощность передачи вычисляется с использованием следующей формулы:
((PiG)² + (SyG)² + (PaG)²) (2)
где
PiG - цифровое усиление канала пилот-сигнала, SyG - цифровое усиление канала синхросигнала, PaG - цифровое усиление пейджингового канала. PiG, SyG и PaG для каналов непроизводительной загрузки имеют постоянные значения, определенные при установке системы. Поэтому, в связи с тем, что мощность передачи базовой станции, которая постоянна при отсутствии трафика, уже известна, то процедура отслеживания в контуре мощности передачи может быть эффективно выполнена, если трафик отсутствует.

В предпочтительном варианте осуществления изобретения элемент канала передает информацию, когда в канале имеется частота при отсутствии трафика, на контроллер 11, который представляет собой процессор, выполняющий процедуру отслеживания в контуре мощности передачи. Главный контроллер 11 выполняет эту процедуру, при приеме им сообщения об отсутствии сообщений трафика. Главный контроллер 11 использует текущее значение мощности передачи, определенное блоком определения мощности передачи 16, проверяет, согласуются ли значение полученной мощности передачи и значение мощности канала непроизводительной нагрузки путем их сравнения, и затем регулирует переменный аттенюатор 10 в составе передающего блока 13, чтобы скомпенсировать ошибку.

Главный контроллер 11 анализирует сообщение трафика, передаваемое элементом канала в составе блока обработки сигналов 12 (этап 211). Если главный контроллер 11 получает сообщение об отсутствии трафика от блока обработки сигналов 12 (этап 213), он инициирует процедуру отслеживания в контуре мощности передачи путем управления блоком определения мощности передачи 16 для определения мощности передачи радиочастотного сигнала, формируемого передатчиком (этап 215). Главный контроллер 11 посылает команды управления ослаблением для соответствующего канала на переменный аттенюатор 10. Передающий блок 13 формирует радиочастотный сигнал канала, а переменный аттенюатор 10 регулирует усиление передаваемого сигнала в соответствии с данными управления ослаблением. Блок определения мощности передачи 16 определяет мощность передачи, передаваемую устройством связи 15, и передает информацию о ней в главный контроллер. Главный контроллер 11 получает значение мощности передаваемого радиочастотного сигнала, которая реально измеряется блоком определения мощности передачи 16 (этап 217). Он сравнивает измеренную мощность передачи с соответствующим значением для канала непроизводительной нагрузки (этап 219). Если на этапе 219 устанавливается, что два значения совпадают, то главный контроллер 11 определяет, что мощность передачи нормальная (этап 221) и сохраняет текущие данные управления ослаблением в их прежнем значении (этап 231), после чего сбрасывается для повторного инициирования вышеописанной процедуры.

Если измеренное значение и постоянное значение для канала непроизводительной нагрузки не совпадают, то главный контроллер 11 определяет, что имеет место ошибка (этап 221), и пересылает данные управления ослаблением, соответствующие значению ошибки, на переменный аттенюатор 10 в передающем блоке 13 (этап 223). Управление ослаблением для компенсации ошибки осуществляется путем увеличения или уменьшения сигнала соответствующей частоты на величину ошибки. Переменный аттенюатор 10 регулирует усиление радиочастотного сигнала в соответствии с командами управления ослаблением. Отрегулированный по коэффициенту усиления радиочастотный сигнал передается на блок определения мощности передачи 16 посредством устройства связи 15. Блок определения мощности передачи 16 измеряет мощность передачи радиочастотного сигнала, усиление которого регулировалось, и передает полученный результат в главный контроллер 11. Главный контроллер 11 выполняет этапы с 225 по 229, которые совпадают с этапами с 217 по 221, для регулировки мощности передачи радиочастотного сигнала, чтобы обеспечить согласование с фиксированным значением для канала непроизводительной нагрузки.

Как описано выше, настоящее изобретение предусматривает сравнение фиксированного значения для канала непроизводительной нагрузки с значением передаваемой мощности передатчика при отсутствии в нем сообщений трафика. Если эти два значения не совпадают, то осуществляется увеличение или уменьшение значения мощности передачи на величину разности упомянутых двух значений для оптимизации мощности передачи радиочастотного сигнала, формируемого передатчиком. В настоящем изобретении исключается необходимость осуществления сложных манипуляций данными и вычислений, что позволяет формировать оптимальную мощность передачи быстро и без перегрузки системы.

Следует иметь в виду, что настоящее изобретение не ограничено конкретным вариантом, раскрытым выше в рамках наилучшего режима его осуществления. Настоящее изобретение ограничено не конкретными вариантами осуществления, раскрытыми в описании, а только тем, как оно определено в формуле изобретения.

В способе отслеживания мощности передачи для мобильной сотовой системы связи используют передатчик с переменным аттенюатором и блок определения передаваемой мощности, при этом способ включает этапы, при которых задействуют упомянутый блок определения передаваемой мощности при отсутствии рабочей нагрузки, получают измеренное значение мощности передачи, сравнивают мощность передачи с соответствующим значением для канала непроизводительной нагрузки и регулируют переменный аттенюатор для увеличения или снижения мощности передачи радиосигнала упомянутого передатчика на величину разности двух упомянутых значений, если эти два значения не совпадают. В качестве канала непроизводительной нагрузки используют канал пилот-сигнала, канал синхросигнала и пейджинговый канал. Технический результат заключается в компенсации ошибки передачи в передатчике путем сравнения постоянного значения мощности канала непроизводительной нагрузки с измеряемой мощностью передачи канала, формировании оптимальной мощности передачи. 3 c. и 3 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Устройство отслеживания мощности передачи для мобильной сотовой системы связи, содержащей передатчик с переменным аттенюатором и блок определения передаваемой мощности упомянутого передатчика, отличающееся тем, что оно выполнено с возможностью задействования упомянутого блока определения передаваемой мощности при отсутствии рабочей нагрузки, приема мощности передачи, сравнения этой мощности передачи с соответствующим значением для канала непроизводственной нагрузки и управления переменным аттенюатором для увеличения или уменьшения мощности передачи передатчика на величину разности упомянутых двух значений, если они не совпадают. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в качестве упомянутого канала непроизводительной нагрузки использованы канал пилот-сигнала, канал синхросигнала и пейджинговый канал. 3. Устройство отслеживания мощности передачи для мобильной сотовой системы связи, отличающееся тем, что содержит блок обработки сигналов, включающий в себя элемент канала для проверки сообщения рабочей нагрузки, передатчик, имеющий переменный аттенюатор и обеспечивающий повышение частоты сигнала с упомянутого блока обработки сигналов для формирования радиочастотного передаваемого сигнала, причем переменный аттенюатор выполнен с возможностью регулировки усиления передаваемого сигнала в соответствии с командами управления ослаблением, устройство связи, соединенное с выходным выводом передатчика, блок определения передаваемой мощности, проходящей через устройство связи, в процессе отслеживания, главный контроллер для приема информации о мощности передачи от блока определения передаваемой мощности, когда элемент канала устанавливает отсутствие рабочей нагрузки, сравнения мощности передачи с соответствующим значением для канала непроизводительной нагрузки и управления переменным аттенюатором для увеличения или уменьшения мощности передачи передатчика на величину разности между мощностью передачи и соответствующим значением канала непроизводительной нагрузки. 4. Устройство по п.3, отличающееся тем, что в качестве упомянутого канала непроизводительной нагрузки использованы канал пилот-сигнал, канал синхросигнала и пейджинговый канал. 5. Способ отслеживания мощности передачи для мобильной сотовой системы связи, содержащей передатчик с переменным аттенюатором и блок определения передаваемой мощности, отличающийся тем, что включает этапы, при которых задействуют упомянутый блок определения передаваемой мощности при отсутствии рабочей нагрузки, получают измеренное значение мощности передачи, сравнивают мощность передачи с соответствующим значением для канала непроизводительной нагрузки и регулируют переменный аттенюатор для увеличения или снижения мощности передачи радиосигнала упомянутого передатчика на величину разности двух упомянутых значений, если эти два значения не совпадают. 6. Способ по п.5, отличающийся тем, что в качестве упомянутого канала непроизводительной нагрузки использованы канал пилот-сигнала, канал синхросигнала и пейджинговый канал.