Изобретение относится к системам подвижной сотовой радиотелефонной связи, более конкретно к способам и устройствам, предназначенным для обеспечения использования различных конструкций абонентских телефонных аппаратов с учетом компромиссных требований к экономичности и эффективности.
В сотовой системе телефонной связи повышение пропускной способности для поддержания по возможности большего числа радиопереговоров одновременно является целью для служб, предоставляющих данный вид обслуживания, поскольку это непосредственно ведет к увеличению дохода. В то же время телефонные аппараты сотовой структуры являются потребительской продукцией, низкая стоимость которой является принципиально важной для розничных распространителей. Можно создавать системы и телефонные аппараты, которые способны увеличивать пропускную способность за счет повышения розничной цены. Можно также снижать стоимость такого оборудования ценой снижения пропускной способности. Этот конфликт можно было бы регулировать, если бы службы, обеспечивающие данный вид обслуживания, предлагали субсидию при розничной продаже телефонных аппаратов, использование которых они стремятся стимулировать исходя из обеспечения необходимой пропускной способности. Однако недостаток данного подхода состоит в ограничении свободы независимой конкуренции в отношении оборудования и обслуживания, поскольку розничному потребителю не может быть позволено приобретать телефонный аппарат с максимальной субсидией у первого продавца и затем перечислить взнос второму владельцу, имеющему более низкий взнос и плату за вызовы, потому что он не предлагает таких субсидий,
Одним из примеров использования более дорогостоящего телефонного аппарата, что имеет преимущества для службы, предоставляющей услугу, но лишь одни недостатки для розничного потребителя, является использование метода разнесенного приема. Можно показать, что обеспечение двух отдельных каналов приема и антенн в подвижном телефонном аппарате может снизить отношение сигнал/взаимная помеха (С/П), необходимое для высококачественной связи, на величину до 7 дБ. Поскольку число повторных использований радиочастотного канала для отдельных радиопереговоров в данной географической зоне непосредственно связано с требуемым отношением С/П, пропускная способность телефонной сети может быть приблизительно удвоена за счет использования мобильных телефонных аппаратов, способных осуществлять разнесенный прием.
Так как не все подвижные абоненты могут рассчитывать на покупку более дорогих аппаратов, желательно предоставить возможность приспособления подвижных телефонных аппаратов как с вышеупомянутыми усовершенствованиями и соответственными ограничениями многократного использования частоты в одной и той же географической области, так и без них. Кроме того, желательно создать для розничных потребителей стимул для приобретения более сложной продукции, поскольку это обеспечит в подвижной системе связи повышенную пропускную способность.
В соответствии с одним из аспектов настоящего изобретения упомянутые выше задачи решаются способом и устройством, предназначенными для работы базовой станции в сотовой системе связи, включающей в себя базовую станцию и подвижный блок. Вначале определяют, имеет ли подвижный блок конкретные возможности. Затем работой базовой станции управляют таким образом, чтобы улучшить эффективность системы, с учетом того, что подвижный блок имеет конкретные технические возможности.
В соответствии с одним вариантом осуществления изобретения определение конкретных возможностей подвижного блока включает в себя прием сигнала от подвижного блока, причем сигнал закодирован так, чтобы содержать информацию о конкретных технических возможностях подвижного блока.
В качестве альтернативы определение конкретных возможностей подвижного блока может включать в себя прием сигнала идентификации от подвижного блока, причем сигнал идентификации закодирован так, чтобы идентифицировать, от какого одного из множества подвижных блоков принят этот сигнал идентификации; и затем использование сигнала идентификации для осуществления поиска в базе данных кода, идентифицирующего конкретную техническую характеристику подвижного блока.
В другом аспекте изобретения упомянутая конкретная характеристика представляет собой требование более низкого отношения сигнал/взаимная помеха, которое может быть достигнуто посредством разнесенного приема. Кроме того, операция управления базовой станцией включает в себя настройку мощности передающего устройства базовой станции на пониженный диапазон мощностей в ответ на определение того, что подвижный блок имеет конкретную возможность. Благодаря этому снижаются помехи для дешевых подвижных блоков, требующих более высокого отношения С/П, и повышается пропускная способность системы.
В еще одном аспекте изобретения управление работой базовой станции включает в себя выбор более низкого из двух тарифов выставления счетов для выставления счета подвижному блоку в ответ на определение того, что подвижный блок имеет конкретную техническую характеристику. Это отражает тот факт, что на высокоэффективные подвижные блоки приходится меньшая часть пропускной способности сети связи, и стимулирует розничного потребителя приобретать высокоэффективные устройства.
Цели и преимущества изобретения будут понятны из нижеприведенного подробного описания, иллюстрируемого чертежами, на которых представлено следующее:
фиг. 1 - блок-схема сотовой ячейки в системе подвижной связи, имеющей базовую станцию, работающую в соответствии с настоящим изобретением;
фиг. 2 - блок-схема, иллюстрирующая работу базовой станции в соответствии с несколькими аспектами настоящего изобретения;
фиг. 3 - блок-схема, иллюстрирующая работу базовой станции в соответствии с альтернативным вариантом осуществления изобретения;
фиг. 4 - блок-схема, соответствующая одному из аспектов изобретения системы, предназначенной для использования различных тарифов выставления счетов, в зависимости от технических характеристик используемой аппаратуры.
Более эффективный, чем используемый прежде, способ распределения радиочастотных каналов сетей с фиксированным распределением частот, описан в совместно поданной заявке на патент США N 08/245 031 от 17 мая 1994 г. на имя Андерсена и др. на "Способ и устройство, предназначенное для использования каналов в системе радиосвязи", приведенной здесь для ссылки. Другой эффективный способ распределения радиочастотных каналов, отличный от существующей схемы их распределения, описан в совместно поданной заявке на патент США N 08/207 032 от 7 марта 1994 г. на имя Дж. Хаартсена на "Способ и систему для распределения каналов с использованием управления мощностью и измерений при передаче связи с помощью подвижных устройств", которая принадлежит тому же правопреемнику, что и настоящая заявка на изобретение, и которая включена здесь как ссылка. Другие способы назначения каналов, пригодные для систем многостанционного доступа с временным разделением (МДВР) каналов описаны в заявке на патент США N 08/288 255 на имя У.Дента на "Систему и способ распределения временных и частотных интервалов" от 1 сентября 1994 г., которая также принадлежит правопреемнику настоящей заявки на патент. Этот способ обеспечивает непрерывную оценку потенциальных характеристик всех имеющихся каналов на базовой станции и назначает лучший канал для осуществления каждого сеанса связи с подвижным абонентом. Способы адаптивного распределения каналов, раскрытые в вышеупомянутых заявках, дают возможность предсказывать характеристики каналов в обоих направлениях связи от базовой станции к подвижному объекту и от подвижного объекта к базовой станции и учитывать их при назначении канала.
В соответствии с одним аспектом настоящего изобретения способ адаптивного распределения каналов видоизменен таким образом, чтобы принимать во внимание подвижные абонентские блоки в системе, имеющие разные требования к отношению сигнал/взаимная помеха (С/П). То есть конкретные отношения С/П, которые система стремится достигнуть, изменяются в зависимости от конкретной возможности каждого подвижного блока. Наряду с этим изменяются функции стоимости, назначая штрафы за недостижение целевых отношений С/П. Теперь это будет описано со ссылками на фиг. 1, которая иллюстрирует ячейку 100 в системе подвижной связи. Ячейка 100 включает в себя базовую станцию 110 и множество подвижных устройств, два из которых показаны. И подвижное устройство 120 с высокими характеристиками, и подвижное устройство 130 с низкими характеристиками обслуживаются базовой станцией 110 пока каждое из них находится в пределах ячейки 100. Подвижное устройство 120 с высокими характеристиками имеет пониженные требования к отношению С/П, являющиеся результатом, например, использования метода разнесенного приема. В подвижном устройстве 130 с низкими характеристиками не используется этот метод, поэтому имеются более высокие требования к отношению С/П, чем требования подвижного устройства 120 с высокими характеристиками.
Как объяснялось выше, в целях увеличения пропускной способности для базовой станции выгодно использовать преимущество лучших рабочих характеристик подвижного устройства 120 с высокими характеристиками. Таким образом, в соответствии с одним аспектом настоящего изобретения базовая станция 110 осуществляет связь с каждым подвижным устройством 120 и 130 с высокими и низкими характеристиками в соответствии с блок-схемой, иллюстрируемой на фиг. 2. На высоком уровне работа данной базовой станции 110 иллюстрируется обобщенными блоками, которые изображены на фиг. 2 пунктирными линиями. В блоке 210 базовая станция 110 определяет возможности подвижного устройства, с которым она намеревается осуществлять связь. В блоке 220 работа базовой станции 110 регулируется в соответствии с определяемыми возможностями.
Более подробно пример работы центральной станции, соответственно настоящему изобретению, иллюстрируется на фиг. 2, блоками, показанными сплошными линиями. Как показано на фиг. 2, определяется наличие требования повышенного отношения С/П, как говорилось выше. Таким образом, базовая станция 110 начинает свою работу (блок 215) с получения кода, идентифицирующего требование к отношению С/П от какого-либо из подвижных устройств 120, 130, с которым она осуществляет связь. Такой код, указывающий требование к отношению С/П, может непосредственно содержать требуемую информацию. Например, можно ввести протокол, посредством которого подвижные устройства 120, 130 отвечают 2-разрядным кодам, закодированным следующим образом:
Код - Допустимое отношение С/П
00 - 6 дБ
01 - 12 дБ
10 - 18 дБ
11 - 24 дБ
Вышеупомянутое кодирование позволяет определять требуемое отношение С/П непосредственно с помощью уравнения
Требуемое отношение С/П=6 (Код + 1) дБ
При упомянутом выше кодировании код 00 может соответствовать режиму передачи пакета данных с разнесением или без него. Код 01 может соответствовать подвижному телефонному аппарату, который оборудован антенной и приемным устройством с разнесением, предназначенными для приема речевой нагрузки. Код 10 соответствует типовой усовершенствованной подвижной радиотелефонной службе, подвижному телефонному аппарату с приемом без разнесения. Код 11 может соответствовать выбранному пользователем требованию особенно свободного канала (канала с высокой верностью звуковоспроизведения), за который он готов заплатить. (Такой канал может оказаться желательным, например, для международного вызова).
Если желательно создать систему, которая не оказывает влияния на конструкции самих подвижных устройств, то в качестве альтернативы наличия подвижных устройств 120, 130, в явном виде посылающих код, ингибирующий требование к отношению С/П, подобный код, принимаемый от подвижного устройства, может быть собственным телефонным номером подвижного устройства или электронным порядковым номером. Такую информацию обычно передают между подвижным устройством и базовой станцией в известных системах, и ее кодирование и способ передачи хорошо известны специалистам в данной области техники. В этом случае базовая станция 110 использует принимаемый номер телефона или электронный порядковый номер для обращения к базе данных, находящейся в исходной автоматической телефонной станции (АТС) абонента, и отыскивает в ней код, указывающий нужное отношение С/П.
Далее в блоке 230 осуществляется ответвление 6 соответствии со значением принятого кода, показывающего требуемое отнесение С/П. Если код указывает, что базовая станция 110 связана с подвижным устройством 130, имеющим низкие характеристики, то осуществляется переход к блоку 240, согласно которому базовая станция 110 регулирует мощность своего передающего устройства таким образом, чтобы она находилась в диапазоне, называемом здесь "нормальным".
В качестве альтернативы, если код указывает, что базовая станция 110 связана с подвижным устройством 120, имеющим высокие характеристики, то осуществляется переход от блока 200 к блоку 250, согласно которому базовая статья снижает мощность своего передающего устройства до пониженного диапазона, который ниже "нормального" диапазона. Это позволяет станции 110 все еще удовлетворять требованиям к отношению С/П подвижного устройства 120 с высокими характеристиками, в то же время обеспечивая меньшие помехи для подвижного устройства 130 с низкими характеристиками, которому требуется более высокое отношение С/П.
Как указывалось выше, базовая станция 110 может дополнительно адаптировать мощность своего передающего устройства в пределах альтернативных "нормального" и пониженного диапазона, в соответствии с такими факторами, как расстояние подвижной станции от базовой станции 110 и превалирующих условий радиопомех. Те приемы, которые не иллюстрируются на фиг. 2, полностью раскрыты в вышеупомянутой заявке на патент США N 08/207 032, которая включена здесь в качестве ссылки.
В качестве альтернативы описанному со ссылками на фиг. 2 способу на фиг. 3 показан вариант, который во всех отношениях идентичен показанному на фиг. 2, за исключением способа работы базовой станции 110, которая регулируется в соответствии с определенными техническими возможностями подвижных устройств. В этом альтернативном варианте осуществления вместо регулирования уровня мощности сигнала, используемого для связи с подвижным устройством, осуществляется выбор канала, предназначенного для использования подвижным устройством, в зависимости от его возможностей. Поскольку базовая станция 110 может назначать любой из ряда различных каналов (частот) для использования подвижным устройством, снижение помех и увеличение пропускной способности системы может быть обеспечено с помощью назначения подвижным устройствам 120 с высокими характеристиками частоты, характеризуемой меньшим расстоянием повторного использования (то есть, меньшим расстоянием от базовой станции 110 и ближайшей другой базовой станции, которая также может назначать ту же самую частоту для использования подвижным устройством), по сравнению с использованием других частот, назначаемых центральной станцией 110. Положительный результат обеспечивается тем, что каналы, имеющие более близкие характеристики повторного использования ресурсов системы, неизбежно должны осуществлять передачу на более низких уровнях мощности, чем другие каналы, чтобы избежать радиопомех от соседних ячеек.
Таким образом, если принимаемый на этапе 330 код, указывающий требования к отношению С/П, показывает, что базовая станция 110 связана с подвижным устройством 130 с низкими характеристиками, то осуществляется переход к блоку 340, в этом случае базовая станция назначает канал, который повторно используется при большем пространственном разнесении (то есть на большем расстоянии повторного использования, так что мощность передающего устройства для такого канала лежит в "нормальном" диапазоне), чем для других назначаемых каналов. Если, с другой стороны, принимаемый код, указывающий требование к отношению С/П, показывает, что базовая станция 110 осуществляет связь с подвижным устройством 120, имеющим высокие характеристики, то, согласно блоку 350, базовая станция 110 назначает канал, который повторно используется на меньшем расстоянии повторного использования (то есть назначается канал, имеющий меньшее расстояние повторного использования). Это дает возможность базовой станции 110 все еще удовлетворять требованиям подвижного устройства 120 с высокими характеристиками к отношению С/П, в то же время обеспечивая более высокую пропускную способность в случае повышенного повторного использования частоты.
В соответствии с другим аспектом изобретения базовая станция 110 использует знание требований к отношению С/П подвижной станции для определения тарифа выписывания счета на радиопереговор абонента, измеряемого, например, в центах за минуту. То есть после регулирования мощности передающего устройства до уровня "нормального" диапазона (блок 240) базовая станция 110 затем осуществляют обработку согласно блоку 245, где для радиопереговоров устанавливает более высокий тариф выписывания счета. Подобно этому после регулирования мощности передающего устройства до уровня пониженного диапазона (блок 250) базовая станция 110 затем осуществляет обработку согласно блоку 255, при этом для радиопереговоров устанавливается более низкий тариф выписывания счета. Это расхождение в тарифах выставления счетов отражает тот факт, что на подвижное устройство 120 с высокими характеристиками приходится меньшая часть пропускной способности сети. Исходя из того, что эта экономия перейдет к абоненту, любой розничный покупатель, ожидающий меньших затрат времени на телефонные переговоры, будет стремиться приобретать более дорогостоящее подвижное устройство 120 с высокими характеристиками. Как объяснялось выше, это приносит пользу системе подвижной связи в целом, поскольку использование устройств с высокими характеристиками обеспечивает возможность повышения пропускной способности системы.
На фиг. 4 показан пример выполнения системы подвижной связи, использующей различные тарифы выставления счетов, с учетом определенных технических возможностей абонентов. С целью иллюстрации показаны одно подвижное устройство 400 с низкими характеристиками и одно подвижное устройство 410 с высокими характеристиками. Однако ясно, что эта система может работать с большим числом подвижных устройств каждого типа. Радиосвязь между подвижными устройствами 400, 410 и системой выполняется с помощью антенны 420, подсоединенной к базовой станции 430. Базовая станция 430 подсоединена к центру коммутации 440 подвижных телефонных станций. В соответствии с настоящим изобретением центр коммутации 440 подвижных устройств включает в себя автоматическую подсистему выписывания счетов 441, работа которой осуществляется с использованием операций, иллюстрируемых любой из блок-схем, показанных на фиг. 2 и 3. В качестве альтернативы автоматическую подсистему выписывания счетов 441 вместо этого можно включить в регистратор местоположения временно пребывающих (не показан). В любом случае автоматическая подсистема выписывания счетов 441 может быть универсальной ЭВМ, запрограммированной для выполнения описанных здесь функций. Запись такой программы хорошо известна специалистам в данной области техники и более подобно здесь не описывается.
Как было более полно описано выше, каждое из подвижных устройств 400, 410 посылает сигнал, который указывает, относится ли оно к устройству с низкими или высокими характеристиками. Эта информация передается от антенны 420 в центральную станцию 430. Центральная станция 430 использует эту информацию для принятия решения: следует ли использовать низкий тариф выписывания счета ("перечень тарифов А выписывания счетов") (для подвижного устройства, являющегося подвижным устройством 410 с высокими характеристиками) или следует использовать вместо этого высокий тариф выписывания счета ("перечень тарифов В выписывания счетов") (для подвижного устройства, являющегося подвижным устройством 400 с низкими характеристиками). Затем код, определяющий выбранный перечень тарифов выписывания счетов, передается с базовой станции 430 на автоматическую подсистему 441 выписывания счета в центре коммутации 440 подвижных устройств.
Получение кода перечня тарифов выписывания счетов позволяет автоматической подсистеме 441 выписывания счетов устанавливать оплату вызова с учетом используемых возможностей, а также количества времени использования этих возможностей.
По окончании вызова код, отображающий накопленную загрузку для вызова, передается из автоматической подсистемы выписывания счетов 441 в регистратор исходного местоположения (не показан), соответствующий подвижному устройству, на которое выписывается счет. Эту передачу можно осуществлять с использованием известной системы сигнализации N 7 либо протоколов IS41.
Изобретение описано со ссылкой на конкретный вариант осуществления. Однако специалистам в данной области техники должно быть ясно, что изобретение можно использовать в конкретных формах, отличающихся от описанных выше предпочтительных вариантов осуществления, не отходя от сущности изобретения.
Например, описанный вариант осуществления использует преимущества, вытекающие из определения требований к отношению С/П подвижного устройства и соответствующего регулирования мощности передающего устройства. Однако настоящее изобретение применимо к любой ситуации, где некоторые из подвижных устройств могут характеризоваться улучшенными свойствами, повышающими эффективность системы. В любом таком примере настоящее изобретение позволяет определять, имеет ли конкретное подвижное устройство улучшенные свойства, и затем видоизменять работу системы таким образом, чтобы получать преимущество от использования улучшенных свойств, когда они выявляются. Кроме того, настоящее изобретение позволяет регулировать тариф выписывания счета, когда выявляются улучшенные свойства, в целях стимулирования покупателей приобретать более дорогостоящие устройства с улучшенными свойствами.
Таким образом, предпочтительный вариант осуществления изобретения является только иллюстративным и его не следует рассматривать в качестве ограничения. Объем изобретения определяется формулой изобретения, а не предшествующим описанием, и все изменения и эквиваленты признаков формулы изобретения должны считаться входящими в объем изобретения.
Характеристики системы подвижной связи улучшаются за счет определения того, имеет ли подвижное устройство конкретную возможность, и управления работой базовой станции для улучшения характеристик системы в ответ на определение того, что подвижное устройство имеет упомянутую конкретную возможность, которая может характеризоваться приемом радиосигнала с более низким требованием к отношению сигнал/помеха (С/П). В этом случае характеристики системы можно улучшать путем настройки мощности передающего устройства базовой станции на пониженный диапазон мощности в ответ на определение того, что подвижное устройство имеет конкретную характеристику, создавая тем самым меньшие помехи подвижным устройствам, которые требуют более высокого отношения С/П, и увеличивая пропускную способность системы, в чем заключается технический результат. 7 с. и 6 з.п.ф-лы, 4 ил.
| Ретранслятор | 1988 |
|
SU1660185A2 |
| Пермеаметр | 1974 |
|
SU509850A1 |
| Автоматический огнетушитель | 0 |
|
SU92A1 |
| Экономайзер | 0 |
|
SU94A1 |
