Изобретение относится к системам радиосвязи, более конкретно к системам радиосвязи, в которых передаются служебные сообщения, предназначенные для приема удаленными устройствами.
Рост масштабов использования коммерческой радиосвязи и, в частности, интенсивный рост сотовых систем радиотелефонной связи заставляет разработчиков искать пути увеличения пропускной способности систем без снижения качества связи ниже пределов, определяемых потребностями пользователей. Пропускная способность системы, как этот термин используется в данном описании, относится как к возможности предоставления обслуживания по вызовам, так и к обеспечению информацией неподсоединенных удаленных станций. В качестве примера возможного пути увеличения пропускной способности для соединений между удаленными пользователями и системой можно привести использование цифровой связи и методов множественного доступа, например, с временным разделением каналов (МДВР), вместо аналоговой технологии, для увеличения числа и/или качества передач в речевых каналах или каналах трафика (рабочей нагрузки).
Помимо речевых каналов или каналов трафика, сотовые системы радиосвязи также обеспечивают пейджинговые каналы и каналы доступа, иногда называемые каналами управления, для передачи пейджинговых сообщений и информации управляющего характера между базовыми станциями и мобильными станциями. Например, в соответствии с американским стандартом для сотовой радиотелефонной связи AMPS (как это определено в IS-54) имеется двадцать один специализированный аналоговый канал управления; эти каналы имеют предварительно определенные постоянные частоты вблизи частоты 800 МГц. Две полосы частот, каждая шириной 25 МГц, предусмотрены для передачи и приема и включают в себя аналоговые и/или цифровые каналы трафика, а также каналы управления.
При нахождении в режиме ожидания мобильная станция контролирует канал управления на наличие в нем пейджинговых или иных сообщений, адресованных к ней, и периодически сканирует пейджинговые каналы для обеспечения настройки на наиболее сильный пейджинговый (управляющий) канал. После приема отклика на пейджинговое сообщение коммутационный центр мобильных станций выбирает аналоговый или цифровой канал трафика, предоставленный базовой станции, которая приняла отклик на пейджинговое сообщение, переключается на соответствующий приемопередатчик радиосвязи в этой базовой станции и направляет команду базовой станции передать сообщение по каналу управления к вызываемой мобильной станции, обеспечивающее настройку вызываемой мобильной станции на выбранный речевой канал или канал трафика. Прямое соединение по вызову устанавливается, как только мобильная станция настроится на выбранный канал.
Помимо пейджинговых сообщений, иная управляющая (контрольная) информация периодически передается по каналу управления. Эта управляющая информация передается в последовательностях, определяемых как последовательности служебных сообщений, по прямому каналу управления. Например, последовательность служебных сообщений может повторно передаваться каждую секунду, так что мобильные станции, которые только что засинхронизировались с каналом управления, могут получить передаваемую управляющую информацию. В состав управляющей информации могут быть включены сообщения, которые вынуждают мобильные станции, прямо или косвенно, регистрироваться в системе.
В некоторых системах прямой канал управления разбит, например, на три потока данных. Два из этих потоков данных используются для предоставления информации мобильным станциям, в то время как третий содержит информацию о состояниях занятости/ожидания, указывающую на то, находится ли обратный канал управления в состоянии занятости или в состоянии ожидания. Например, известен способ периодической передачи управляющих сообщений по каналу управления в системе радиосвязи, при котором формируют первый и второй потоки управляющих сообщений, выделяют части сообщений этих потоков, перемежают части этих потоков, содержащих одну и ту же информацию и передают (см. EP 0580754 A1, кл. H 04 B 7/26, опубл. 16.02.94). При этом прямой канал управления обеспечивает канал для передач от базовой станции к мобильным станциям, а мобильные станции ведут передачи к базовой станции по обратному каналу управления. Первые два потока, обозначенные здесь как поток A (первый поток) и поток B (второй поток), обеспечивают одну и ту же управляющую информацию, но для разных мобильных станций. Например, мобильные станции, имеющие четный идентификационный номер, могут прослушивать информацию, содержащуюся в потоке A, а то время как мобильные станции, имеющие нечетный идентификационный номер, могут прослушивать информацию, содержащуюся в потоке B. Потоки A и B перемежаются и передаются по прямому каналу управления таким образом, что последовательности служебных сообщений передаются дважды, например, один раз в секунду в потоке A и один раз в секунду в потоке B.
На фиг. 1 показан фрагмент прямого канала управления, содержащего чередующиеся кодовые слова потока A и потока B. Этим словам обычно предшествуют поля бита синхронизации и синхрослова, которые используются мобильными станциями для синхронизации их приемников с передачами по прямому каналу управления. Числа, приведенные на фиг. 1 под полями передаваемых данных, обозначают взятые для примера значения длины в битах этих полей. Биты индикации состояний занятости/ожидания (не показаны) также перемежаются среди полей, показанных на фиг. 1, для обеспечения мобильным станциям индикации, относящейся к статусу обратного канала управления.
Некоторые из сообщений, передаваемых в последовательности служебных сообщений, могут прямо или косвенно вынуждать мобильные станции инициировать попытку доступа к системе. Поскольку эти сообщения могут быть переданы в соседних словах потоков A и B, число мобильных станций, реагирующих на эти сообщения попыткой доступа к системе, изменяется во времени; и в типовом случае эти попытки доступа группируются относительно моментов, в которые эти сообщения передаются по прямому каналу управления. Такое группирование может привести к тому, что канал, по которому мобильные станции стремятся получить доступ, будет в различные моменты времени находиться в состоянии перегрузки.
Эта особенность традиционных систем иллюстрируется графически на фиг. 2. Поскольку сообщения в потоках A и B следуют одно за другим последовательно, как показано на фиг. 1, то смещение во времени между приемом этих сообщений мобильными станциями, ведущими прием указанных соответствующих потоков, пренебрежимо мало с точки зрения учета нагрузки по обратному каналу управления. Соответственно последовательности служебных сообщений 10, 20 и 30, показанные на фиг. 2, представляют оба потока.
Последовательности служебных сообщений 10 и 30 на фиг. 2 содержат сообщения, которые могут обусловить попытки доступа мобильных станций к системе, а последовательность служебных сообщений 20 не содержит сообщений такого типа. В примере, показанном на фиг. 2, последовательность служебных сообщений 10 приводит к тому, что только одна мобильная станция, ведущая прием, запросит доступ, в то же время последовательность служебных сообщений 30 обусловит попытки многих станций (ведущих прием как потока A, так и потока B) запрашивать доступ, что приводит к состоянию перегрузки в обратном канале управления.
Известны также и другие проблемы и ограничения, связанные с передачами по каналам управления в обычных системах радиосвязи. Например, если по каналу управления нечего больше передавать, то система транслирует управляющее "сообщение-заполнитель". Такое сообщение содержит информацию, например об уровне передаваемой мощности для мобильных станций, которую необходимо использовать при попытках доступа к системе, и следует ли мобильным станциям принимать последовательность служебных сообщений, прежде чем они получат разрешение на инициирование попытки доступа к системе. Система также может запросить, чтобы мобильная станция приняла управляющее сообщение-заполнитель, прежде чем инициировать доступ к системе. Таким образом, в ситуациях, когда мобильная станция должна принимать как управляющее сообщение-заполнитель, так и последовательность служебных сообщений, перед осуществлением доступа к системе, относительное хронирование этих сообщений становится существенным, что до сих пор не учитывалось в традиционных системах.
Другой недостаток традиционных систем состоит в относительном хронировании сообщений, которые могут обусловить в мобильных станциях попытки их доступа к системе. В таких обычных системах различные сообщения, которые оказывают влияние на попытки доступа к системе, передаются несинхронизированным способом. Однако, как будет пояснено ниже, такая случайная схема передачи может, при некоторых обстоятельствах, привести к тому, что мобильные станции будут регистрироваться многократно, что неэффективно и приводит к избыточным нагрузкам на обратный канал управления и на общие ресурсы (коммутационный центр мобильного обслуживания, каналы сигнализации и т.п.), используемые в процедуре регистрации.
Задачей изобретения является создание способа периодической передачи управляющих сообщений по каналу связи и реализующей способ системы для десинхронизации служебных сообщений в системе связи, в которых преодолены недостатки и ограничения известных систем. Достигаемым техническим результатом является повышение пропускной способности без снижения качества связи.
Указанный результат достигается тем, что в способе периодической передачи управляющих сообщений по каналу управления в системе радиосвязи, при котором формируют первый и второй потоки управляющих сообщений, каждая из частей которых имеет определенное время передачи и содержит по существу одну и ту же информацию, включающую в себя системные параметры и/или команды, перемежают упомянутые части первого и второго потоков управляющих сообщений, включающих по существу одну и ту же информацию, в соответствии с изобретением смещают упомянутую информацию в каждой из перемеженных частей первого и второго потоков управляющих сообщений на предварительно определенный интервал времени, больший, чем время передачи одной из упомянутых частей, и периодически передают упомянутые смещенные перемеженные части первого и второго потоков управляющих сообщений по каналу управления.
При этом при смещении предпочтительно осуществляют смещение перемеженных частей не более чем на половину интервала времени между передачами первого из управляющих сообщений в первом потоке управляющих сообщений по отношению к передаче второго из управляющих сообщений во втором потоке управляющих сообщений в упомянутом канале управления.
Вышеуказанный результат достигается также тем, что в способе передачи управляющих сообщений по каналу управления системы радиосвязи, при котором формируют первый и второй потоки управляющих сообщений, каждая из частей которых имеет определенное время передачи и содержит по существу одну и ту же информацию, включающую в себя системные параметры и/или команду, в соответствии с изобретением включают конкретную команду в каждую часть в каждом N-м управляющем сообщении в первом потоке управляющих сообщений и в каждом N-м управляющем сообщении во втором потоке управляющих сообщений, смещают второй поток управляющих сообщений на предварительно определенный интервал времени, перемежают первый и второй потоки управляющих сообщений так, что каждое N-ое управляющее сообщение в первом потоке смещено относительно соответствующего N-го управляющего сообщения во втором потоке на упомянутый предварительно определенный интервал времени, и передают первый поток управляющих сообщений и смещенный второй поток управляющих сообщений по каналу управления.
Предпочтительно при смещении осуществляют смещение второго потока на интервал времени, примерно равный половине интервала времени между передачами первого потока, а упомянутая конкретная команда связана с регистрацией мобильной станции в системе радиосвязи или представляет собой сообщение, связанное с направлением мобильной станции команды выполнить повторное сканирование пейджинговых каналов.
Указанный технический результат достигается тем, что в способе периодической передачи управляющих сообщений по каналу управления системы радиосвязи, при котором передают поток управляющих сообщений по каналу управления, делят упомянутый поток на части, причем каждая часть имеет определенное время передачи и содержит по существу одну и ту же информацию, включающую в себя системные параметры и/или команду, и передают управляющее сообщение-заполнитель по каналу управления, в соответствии с изобретением упомянутое управляющее сообщение-заполнитель передают по каналу управления в пределах предварительно определенного интервала времени перед передачей каждой из упомянутых частей, причем предварительно определенный интервал времени установлен так, чтобы максимизировать число управляющих сообщений, передаваемых до истечения периода блокировки мобильной станции, осуществляющей прием по каналу управления.
При этом упомянутые управляющие сообщения-заполнители предпочтительно включают информацию, связанную с уровнем мощности, с которым удаленные станции должны передавать запросы доступа к системе или включает информацию, связанную с направлением удаленной станции команды принимать управляющие сообщения перед осуществлением доступа к системе, а упомянутые управляющие сообщения включают сообщения, связанные с регистрацией.
Вышеуказанный технический результат достигается также тем, что в способе периодической передачи управляющих сообщений по каналу управления системы радиосвязи, при котором передают поток управляющих сообщений по каналу управления, делят упомянутый поток управляющих сообщений на части, каждая из которых имеет определенное время передачи и содержит по существу одну и ту же информацию, включающую в себя системные параметры и/или команды, и передают управляющее сообщение-заполнитель по каналу управления, в соответствии с изобретением упомянутое управляющее сообщение-заполнитель передают по каналу управления в пределах предварительно определенного интервала времени перед передачей каждой упомянутой части, при этом упомянутый предварительно определенный интервал времени равен максимальному интервалу времени, выделенному для приема как упомянутого управляющего сообщения-заполнителя, так и упомянутой части, минус максимальную длину упомянутой части, минус кратное значение интервала времени между началом последовательных частей.
Вышеуказанный технический результат достигается также тем, что в способе передачи регистрационных параметров по каналу управления в системе радиосвязи, при котором группируют управляющие сообщения вместе для периодической передачи по каналу управления, формируют первый регистрационный параметр для указания текущего времени, формируют второй регистрационный параметр, в соответствии с изобретением с помощью второго регистрационного параметра обеспечивают указание времени для периодической регистрации относительно упомянутого текущего времени и передают второй регистрационный параметр раньше и непосредственно перед первым регистрационным параметром, если первый регистрационный параметр включен в группу управляющих сообщений для передачи по каналу управления, причем только некоторые из групп управляющих сообщений включают первый регистрационный параметр.
Вышеуказанный технический результат достигается также тем, что система для десинхронизации служебных сообщений в системе радиосвязи, содержащая передатчик для периодической передачи управляющих сообщений по каналу управления, причем первый и второй потоки управляющих сообщений передают с перемежением по одному и тому же каналу управления частями, каждая из которых имеет определенное время передачи и содержит по существу одну и ту же информацию, включающую в себя системные параметры и/или команды, приемник для приема регистрационных сообщений, в соответствии с изобретением, дополнительно содержит процессор для формирования первого и второго потоков управляющих сообщений, при этом каждый из потоков содержит по существу одну и ту же информацию, причем соответствующие сообщения в упомянутом первом потоке, которые формируют в результате регистрационные сообщения, смещены относительно сообщений во втором потоке, которые формируют в результате упомянутые регистрационные сообщения.
Вышеуказанный технический результат достигается также тем, что система для десинхронизации служебных сообщений в системе радиосвязи, содержащая передатчик для передачи первого и второго потоков управляющих сообщений с перемежением по каналу управления частями, каждая из которых имеет определенное время передачи и содержит по существу одну и ту же информацию, включающую в себя системные параметры и/или команду, в соответствии с изобретением, дополнительно содержит процессор для включения конкретной команды в каждое N-ое управляющее сообщение в первом потоке управляющих сообщений и в каждое N-oe управляющее сообщение во втором потоке управляющих сообщений и для смещения второго потока управляющих сообщений на предварительно определенный интервал времени так, что каждое N-ое управляющее сообщение в первом потоке управляющих сообщений смещено относительно соответствующего N-го управляющего сообщения во втором потоке управляющих сообщений на упомянутый предварительно определенный интервал времени, причем процессор предпочтительно обеспечивает смещение второго потока на интервал, не больше половины интервала времени между передачами первого потока, а упомянутая конкретная команда связана с регистрацией или представляет собой сообщение, связанное с направлением команды мобильной станции выполнить повторное сканирование пейджинговых каналов.
Вышеуказанный технический результат достигается также тем, что система для десинхронизации служебных сообщений в системе радиосвязи, содержащая передатчик для периодической передачи потока управляющих сообщений по каналу управления частями, каждая из которых имеет определенное время передачи и содержит по существу одну и ту же информацию, включающую в себя системные параметры и/или команды, в соответствии с изобретением, дополнительно содержит процессор, выдающий управляющее сообщение-заполнитель на передатчик для передачи по каналу управления, причем передача управляющего сообщения-заполнителя осуществляется в пределах предварительно определенного интервала времени перед передачей каждого из управляющих сообщений, при этом упомянутый предварительно определенный интервал времени установлен так, чтобы максимизировать число управляющих сообщений, которые передаются перед истечением интервала времени блокировки мобильной станции, осуществляющей прием по каналу управления, причем упомянутые управляющие сообщения-заполнители предпочтительно включают информацию, связанную с уровнем мощности, при котором удаленные станции должны передавать запросы доступа к системе, или информацию, связанную с направлением удаленной станции команды принимать управляющие сообщения до осуществления доступа к системе, а управляющие сообщения включают сообщения, связанные с регистрацией.
Вышеуказанный технический результат достигается также тем, что система для десинхронизации служебных сообщений в системе радиосвязи, содержащая передатчик для периодической передачи потока управляющих сообщений по каналу управления частями, каждая из которых имеет определенное время передачи и содержит по существу одну и ту же информацию, включающую в себя системные параметры и/или команды, в соответствии с изобретением дополнительно содержит процессор, выдающий управляющее сообщение-заполнитель на передатчик для передачи по каналу управления в пределах предварительно определенного интервала времени перед передачей упомянутой части, причем упомянутый предварительно определенный интервал времени равен максимальному интервалу времени, выделенному для приема как упомянутого управляющего сообщения-заполнителя, так и упомянутой части минус максимальную длину упомянутой части минус кратное значение интервала между началом последовательных частей.
Вышеуказанный технический результат достигается также тем, что система для десинхронизации служебных сообщений в системе радиосвязи, содержащая передатчик для передачи регистрационных параметров в виде части потока управляющих сообщений по каналу управления, причем управляющие сообщения передаются периодическими группами, в соответствии с изобретением, содержит процессор для формирования первого регистрационного параметра для указания текущего времени и второго регистрационного параметра для указания времени периодической регистрации относительно упомянутого текущего времени, причем передатчик предназначен для передачи второго регистрационного параметра раньше и непосредственно перед первым регистрационным параметром, при этом только некоторые из упомянутых периодических групп в канале управления включают в себя упомянутый первый регистрационный параметр.
В соответствии с возможными вариантами осуществления изобретения, если системой ретранслируются сообщения, которые могут вызвать попытки мобильных станций получить доступ к системе, то эти сообщения передаются в потоках A и B со смещением, а не в смежные моменты времени, чтобы обеспечить десинхронизацию приема таких сообщений мобильными станциями. Таким путем нагрузка на обратные каналы управления распределяется во времени, а не группируется, что позволяет снизить вероятность перегрузки при реагировании на какие-либо конкретные передачи в последовательности служебных сигналов.
В соответствии с другими возможными вариантами осуществления изобретения, управляющее сообщение-заполнитель передается в предварительно определенном интервале времени перед последовательностью служебных сообщений, так чтобы мобильной станции, которая стремится получить доступ к системе и которой необходимо принять как управляющее сообщение-заполнитель, так и последовательность служебных сообщений, была предоставлена оптимальная возможность приема обоих сообщений раньше интервала времени простоя.
Кроме того, в соответствии с изобретением, сообщения, которые могут вызвать в мобильной станции попытки доступа к системе, например REGID или REGINCR, передаются вместе в последовательности служебных сообщений в соответствующем порядке, чтобы исключить попытки многократной регистрации.
Изобретение поясняются более детально в нижеследующем описании, иллюстрируемом чертежами, на которых представлено следующее:
фиг. 1 - иллюстрация примера прямого канала управления, содержащего потоки A и B с перемежением;
фиг. 2 - иллюстрация традиционной передачи сообщений, приводящих к попыткам доступа к системе, и получаемой в результате ситуации многочисленных попыток доступа к системе со стороны мобильных станций, что является результатом упомянутой традиционной передачи;
фиг. 3(а) - первый пример последовательности служебных сообщений;
фиг. 3(b) - второй пример последовательности служебных сообщений, включающей в себя сообщение REGID;
фиг. 3(с) - третий пример последовательности служебных сообщений, включающей в себя сообщение REGINCR;
фиг. 4 - график, иллюстрирующий ожидаемый режим регистрации в традиционных системах;
фиг. 5 - пример потоков последовательности служебных сообщений, соответствующих возможному варианту осуществления изобретения;
фиг. 6 - график, иллюстрирующий ожидаемый режим регистрации, вытекающий из использования возможного варианта осуществления изобретения;
фиг. 7 - временные соотношения между сообщением-заполнителем и последовательностью служебных сообщений, соответствующие возможному варианту осуществления изобретения;
фиг. 8(a) - иллюстрация сообщений от базовой станции к мобильной станции и регистрации в мобильной станции в соответствии с возможным вариантом осуществления изобретения;
фиг. 8(b) - график изменения во времени параметра REGID;
фиг. 9 - блок-схема возможного варианта выполнения базовой станции и мобильной станции.
Приведенные ниже примеры осуществления описаны в терминах системы AMPS (Американская усовершенствованная радиотелефонная система) или системы TACS (Европейская система связи общего доступа), однако специалистам в данной области техники должно быть ясно, что приведенные варианты осуществления являются иллюстративными и что настоящее изобретение может быть использовано в любых системах радиосвязи.
Как отмечено выше, прямой канал управления обеспечивает реализацию различных функциональных возможностей, включая передачу пейджинговых сообщений и служебных сообщений. На фиг. 3(а) - 3(с) представлены гипотетические потоки сообщений для прямого канала связи, на которые будут делаться ссылки в связи с последующим обсуждением. При этом использованы следующие обозначения:
SPOM - служебные сообщения о параметрах системы (например, SID (идентификация системы), DCC (цифровой цветовой код), NPC и т.д.);
CF - управляющее сообщение-заполнитель;
REGINCR - используется для обновления регистра внутренней регистрации в мобильной станции после каждой регистрации;
PAGE - пейджинговый запрос;
REGID - текущее значение времени программы, используемое для периодической регистрации;
ОМТ - последовательность служебных сообщений.
Отметим, что на фиг. 3(а) ОМТ включает в себя два поля SPOM, в то время как на фиг. 3(b) и 3(с) ОМТ включает в себя по одному полю REGID и REGINCR соответственно. Эти гипотетические потоки были выбраны частично с целью подчеркнуть, что не все ОМТ должны включать в себя поля, такие как REGID и REGINCR, которые прямо или косвенно обуславливают регистрацию мобильной станции. Пропуск таких полей в некоторых ОМТ помогает избежать перегрузки прямого канала управления, но также имеет эффект, описанный ниже и состоящий в интенсификации группирования попыток доступа. Еще один тип служебного сообщения, который имеет аналогичное влияние на попытки доступа мобильных станций к системе, - это системная команда повторного сканирования, в соответствии с которой все мобильные станции, засинхронизировавшиеся с каналом управления, получают команду просканировать все пейджинговые каналы. Некоторые из таких мобильных станций после выполнения повторного сканирования обнаружат, что они оказались в новой системе или в новой зоне обслуживания и поэтому начнут процедуру регистрации.
Последовательность служебных сообщений (ОМТ) передается периодически по прямому каналу управления. Например, в системе AMPS последовательность служебных сообщений ОМТ передается каждые 0,5 - 1,1 с, а в системе TASC стандартное значение интервалов времени для передачи ОМТ - каждые 0,65 - 1,25 с. В обычных системах поля сообщений, связанные с обеспечением доступа к системе, могут передаваться в ОМТ в соседних перемежающихся полях по прямому каналу управления, например, как слово A и слово B, показанные на фиг. 1. Это приводит к интенсификации попыток доступа к системе, осуществляемых по обратному каналу управления, после интервалов времени передачи этих полей, связанных с регистрацией, по прямому каналу управления. Соответственно, в системе может наблюдаться режим регистрации, графически представленный на фиг. 4, где пики соответствуют моментам времени, непосредственно следующим за передачей в потоках A и B по прямому каналу управления полей, связанных с обеспечением доступа к системе, подобно использованию системной команды повторного сканирования.
В соответствии с возможными вариантами осуществления настоящего изобретения, однако, попытки доступа к системе распределяются во времени посредством десинхронизации передачи по прямому каналу управления полей, связанных с доступом к системе, в потоках A и B, т.е. в первом и втором потоках. Эта концепция иллюстрируется на примере, описанном ниже.
Пусть поле REGID вводится в каждую N-ую последовательность ОМТ, В данном примере N = 3, однако специалистам в данной области техники должно быть ясно, что N может принимать любое значение в зависимости от требуемой частоты передачи конкретного сообщения. Данный пример иллюстрируется на фиг. 5. Здесь каждый из блоков, представленных на временной оси, соответствует последовательности служебных сообщений ОМТ, однако лишь те, которые обозначены "R", включают в себя поле REGID. Заметим, что поле REGID введено в первую и четвертую последовательности ОМТ потока A, но в третью последовательность ОМТ потока B, так чтобы распределить моменты времени, в которые мобильные станции, контролирующие потоки A и B, будут принимать сообщение REGID, и, соответственно моменты времени, после которых эти мобильные станции будут пытаться получить доступ к системе.
Для максимизации разнесения передач сообщения REGID потоков A и B, время между передачей сообщения REGID в потоке A и последующей передачей в потоке B должно быть равно ТОМТ/2, если ТОМТ принято равным интервалу времени между передачами двух последовательностей ОМТ, содержащих сообщение REGID в потоке. Если N четное, то это просто означает введение указанного поля в каждую N-ую последовательность ОМТ в одном потоке и на N/2 последовательностей ОМТ позже в другом потоке. Однако если N - нечетное, как в примере на фиг. 5, то один поток может быть сдвинут на половину ОМТ относительно другого потока, в дополнение к введению полей, как указано выше для случая четного N, для обеспечения того же типа равномерного распределения передач сообщений REGID. Эта особенность иллюстрируется на фиг. 5 пунктирной линией, которая указывает, что поток A сдвинут на половину ОМТ назад относительно потока B на временной оси. Сообщение REGINCR, т.е. системная команда повторного сканирования, и любые другие поля, которые могут прямо или косвенно вызвать попытки мобильных станций инициировать доступ к системе, могут обрабатываться аналогичным способом. В результате передачи этих связанных с регистрацией полей с вышеописанным смещением и/или со сдвигом, режим регистрации может стать таким, как графически представлено на фиг. 6. Заметим, что пики на фиг. 6 имеют меньшую высоту и распределены чаще по сравнению с соответствующим графиком на фиг. 4, что наглядно характеризует результат, обеспечиваемый настоящим изобретением, состоящий в том, что нагрузка в обратном канале управления распределена более равномерно.
В вышеописанном примере описана десинхронизация потоков, разделенных на первый и второй потоки, причем сходные поля первого и второго потоков разделены максимально возможным периодом времени, т.е. ТОМТ/2, однако ясно, что данное конкретное разнесение не является необходимым для реализации изобретения, а допустимы любые разнесения, которые позволяют более равномерно распределить попытки доступа к системе со стороны различных мобильных станций, контролирующих первый и второй потоки.
Как показано на фиг. 3 (а) - 3 (с), система передает управляющие сообщения-заполнители (CF), если отсутствуют другие сообщения, подлежащие передаче, например, пейджинговые или служебные. Однако эти сообщения не являются заполнителями в смысле отсутствия в них смысловой информации. В действительности сообщения CF могут включать в себя, например, команды, связанные с уровнем передаваемой мощности, расширения к цифровым кодам цвета (DCC-коды), параметры местоположения, параметры аутентификации и команды для мобильных станций принимать последовательности служебных сообщений (ОМТ) перед осуществлением попытки доступа к системе. Таким образом, в некоторых системах от мобильной станции может потребоваться принимать как сообщение CF, так и ОМТ, до выполнения попыток доступа к системе.
В таких системах обычно имеется предварительно определенный период времени, в течение которого мобильная станция должна принимать сообщение CF, перед временем простоя. Например, в системе AMPS этот период времени равен 1 секунде, а в системе TACS - 1375 мс. Если команды, содержащиеся в сообщении CF, вынуждают мобильную станцию также принимать последовательность служебных сообщений (ОМТ) перед попытками доступа к системе, то определенный период времени также устанавливается и для этой операции. Например, в системе AMPS соответствующий временной интервал равен 1,5 с, а в системе TACS - 1,9 с. Поскольку последовательности служебных сообщений (ОМТ) передаются с интервалами от 0,5 до 1,1 с (в системе AMPS) или от 0,65 до 1,25 с (в системе TAGS), то мобильная станция может потенциально принять от 1 до 3 последовательностей ОМТ в течение интервала времени, выделенного для этой операции.
Подобно любым другим сообщениям, передаваемым через воздушный интерфейс, последовательности ОМТ могут не быть приняты надлежащим образом мобильной станцией вследствие взаимных помех в каналах, рэлеевского замирания или любых иных отрицательных условий, которые могут иметь место при радиопередаче. Если мобильная станция не принимает ОМТ надлежащим образом в течение предварительно определенного времени, выделенного на эту операцию, то это означает, что попытка доступа не может быть реализована, и вызов блокируется.
Для минимизации числа вызовов, которые блокируются вследствие подобной причины, в соответствии с другим возможным вариантом осуществления изобретения, сообщение CF пересылается либо непосредственно перед передачей последовательности ОМТ, либо, по меньшей мере, в течение предварительно определенного времени перед передачей последовательности ОМТ, так чтобы максимизировать число последующих ОМТ, которые должны быть переданы, прежде чем мобильная станция будет блокирована, если последовательность служебных сообщений ОМТ не принята успешно. Последующий пример иллюстрирует данный принцип.
Пусть последовательность служебных сообщений ОМТ передается в системе AMPS каждую секунду. Путем передачи сообщения CF на (0,5 - длина ОМТ) секунд раньше каждой последовательности ОМТ система обеспечит то, что каждая мобильная станция, которой была передана команда о необходимости приема последовательности ОМТ перед попытками доступа к системе, будет принимать по меньшей мере две последовательности ОМТ перед тем, как будет блокирована. В общем случае, сообщение CF должно передаваться за X секунд до передачи последовательности ОМТ, где X определено следующим образом:
X = (макс.время) -(макс.длина ОМТ) - n•(интервал между ОМТ),
где "макс.время" - максимальный интервал времени, отведенный для приема сообщения CF и последовательности ОМТ;
"макс.длина ОМТ" - максимальная длина последовательности ОМТ, используемая или ожидаемая для использования в конкретной системе;
"интервал между ОМТ" - интервал времени между началом последовательных передач ОМТ и
n - наибольшее целое число, которое сохраняет значение X положительным.
Для иллюстрации этого обобщения можно рассмотреть пример. Отметим, что интервалы времени, показанные на фиг. 7, выбраны лишь в качестве примера и что настоящее изобретение применимо к системам, имеющим другие интервалы времени. На фиг. 7 временная ось иллюстрирует поток ОМТ, причем числа, указанные непосредственно рядом с ОМТ, указывают их соответствующую продолжительность. В примере по фиг. 7 максимальная длина ОМТ составляет 0,2 с. Первый измеренный участок непосредственно рядом с временной осью на фиг. 7 показывает, что время между началом передач ОМТ составляет 0,85 с. Последующий, представленный ниже измеренный участок показывает, что максимальный интервал, выделенный в этой иллюстративной системе для приема как сообщения CF, так и последовательности ОМТ, равен 1,5 с. С использованием приведенного выше равенства получим:
X = 1,5-0,2-(1•0,85) = 0,45 с.
Иными словами, сообщение CF должно передаваться максимум на 0,45 секунды раньше передачи каждой последовательности ОМТ, чтобы гарантировать, что мобильная станция будет иметь максимальную вероятность надлежащего приема обоих сообщений.
В другом примере предположим, что время между передачами ОМТ составляло 0,65 с, вместо 0,85 с. В этом случае будет иметь место следующее:
X = 1,5-0,2-(2)(0,65) = 0
Таким образом, в такой системе сообщение CF должно передаваться непосредственно перед последовательностью служебных сообщений ОМТ.
Как упоминалось выше, различные параметры или поля, которые передаются в составе последовательности служебных сообщений ОМТ, влияют на регистрацию в системе. В системах AMPS и TACS двумя такими полями являются REGID и REGINCR, которые используются для управления моментами времени, когда мобильные станции регистрируются в системах с использованием периодической регистрации. Сообщение REGID транслируется периодически, например каждые четыре секунды, и включает индикацию текущего времени системы, поддерживаемого системными часами, что может быть реализовано, например, с помощью счетчика, имеющего отсчеты между 0 и 220-1. Периодическая регистрация используется для определения того, какие станции в зоне обслуживания являются действующими в любое конкретное время. Таким образом, каждая мобильная станция осуществляет уведомление системы с регулярными интервалами, например каждые 20 или 30 минут.
Поскольку регистрация носит факультативный характер, система указывает мобильным станциям, должны ли они использовать функцию регистрации. Это выполняется путем передачи сообщения от базовой станции 80 в виде служебного сообщения о параметрах системы (SPOM), указывающего, используется ли регистрация системой по отношению к мобильным станциям, или она не используется, например, к мобильной станции 82, как показано на фиг. 8(а). Запоминаемый числовой указатель, например счетчик 84 NEXTREG (последующей регистрации) на фиг. 8(а), в мобильной станции контролирует, когда данной мобильной станцией выполняется индикация. Этот числовой указатель устанавливается на нуль при некоторой исходной инициализации, но сохраняется в мобильной станции, если в ней выключается питание.
Система передает сообщение REGID, которое в типовом случае обуславливает приращение ее значения REGID, т.е. текущее системное время, каждый раз, когда было передано сообщение REGID. Как только значение REGID превысит или сравняется с запомненным числовым указателем, например значением счетчика 84 NEXTREG, мобильная станция будет регистрироваться в системе, Если регистрация успешна, то мобильная станция будет рассчитывать следующее время регистрации, т. е. значение NEXTREG, как REGID + REGINCR, где REGID - последнее принятое значение REGID, a REGINCR - последнее принятое значение REGINCR или устанавливаемое по умолчанию значение REGINCR. Такое устанавливаемое по умолчанию значение REGINCR, например 450, которое может храниться в блоке памяти 86 (фиг. 8(а)), представляет собой значение, которое в типовом случае превышает значение REGINCR, транслируемое наземной системой.
Поскольку максимальное значение REGID является конечным числом, например 220, то значение REGID будет циклически изменяться, проходя через нуль. Это показано графически на фиг. 8(b), откуда следует, что это может происходить, например, каждые 1-2 месяца. Это может создавать проблемы, когда значение NEXTREG мобильной станции выбрано близким к максимальному значению REGID (т. е. 220). Например, предположим, что мобильная станция не смогла принять сообщение REGID, которое больше, чем NEXTREG, прежде чем REGID достигло максимального значения (220), и затем REGID запускается с переходом через нуль. Сдвиг между REGID и NEXTREG создает ситуацию, при которой неравенство, которое должно быть удовлетворено для регистрации, не может быть удовлетворено по меньшей мере до тех пор, пока значение REGID не изменится циклически, возвратясь к своему пиковому значению спустя месяц или два месяца.
Эту трудность можно преодолеть в традиционных системах за счет обеспечения проверки непротиворечивости, при которой мобильная станция сравнивает значение NEXTREG с значением REGID + REGINCR + 5. Добавление "5" в этом равенстве позволяет слегка сместить отсчет REGID для различных каналов управления, что в ином случае может вызвать излишние регистрации, когда мобильная станция перемещается из одной ячейки в другую. Если значение NEXTREG больше или равно величине REGID + REGINCR + 5, то мобильная станция будет заменять значение для NEXTREG на большее из 0 и NEXTREG - 220.
Хотя это позволяет преодолеть конкретную проблему, описанную выше, однако другие трудности реально вызываются выполнением проверки на непротиворечивость, предусмотренной в традиционной системе в целях обеспечения периодической регистрации. Например, предположим, что мобильная станция использует значение, устанавливаемое по умолчанию (например, 450), для REGINCR при первой регистрации, и затем принимает переданное значение REGINCR, например 225. В такой ситуации проверка на непротиворечивость, осуществляемая так, как описано выше, покажет, что значение NEXTREG в действительности выше, чем REGID + REGINCR + 5 (в предположении, что значение REGID увеличилось менее чем на 220 за соответствующее время). Затем значение NEXTREG будет сброшено, как описано выше, и установлено, например в нуль. Соответственно, когда оценивается равенство, которое определяет, следует ли осуществлять регистрацию или нет, то вероятно, что значение REGID будет больше или равно NEXTREG. И затем мобильной станцией будет осуществляться вторая, причем не являющаяся необходимой, регистрация.
В соответствии с настоящим изобретением, указанное затруднение преодолевается тем, что передается сообщение REGINCR, за которым следует сообщение REGID в одной и той же последовательности служебных сообщений, если значение REGINCR отличается (например, меньше) от устанавливаемого по умолчанию значения REGINCR. Таким путем можно избежать при проверке непротиворечивости ошибок, приводящих к сбросу значения NEXTREG и вызывающих двойную регистрацию. Другое возможное решение проблемы вышеописанной двойной регистрации состоит в том, чтобы подстроить частоту передачи и/или нарастания значения REGID так, чтобы передаваемое значение REGINCR всегда было больше или равно устанавливаемому по умолчанию значению REGINCR. Благодаря этому проверка непротиворечивости не будет ошибочной в тех случаях, когда мобильная станция во время не примет переданное значение REGINCR. Поскольку настоящее изобретение может быть использовано в системе радиосвязи любого типа, конкретная структура базовой станции или мобильной станции не является принципиально необходимой для данного обсуждения.
На фиг. 9 представлена блок-схема примера осуществления сотовой мобильной системы радиотелефонной связи в соответствии с одним из вариантов осуществления изобретения. Система содержит базовую станцию 110 и мобильную станцию 120. Базовая станция содержит блок управления и обработки 130, который соединен с центром коммутации 140 мобильных станций, который, в свою очередь, соединен с коммутируемой телефонной сетью общего пользования (не показана).
Базовая станция 110 ячейки сотовой системы включает в себя множество речевых каналов, обрабатываемых приемопередатчиком 150 речевых каналов, который управляется блоком управления и обработки 130. Кроме того, каждая базовая станция включает в себя приемопередатчик 160 каналов управления, который может обеспечивать обработку более чем одного канала управления. Приемопередатчик 160 каналов управления управляется блоком управления и обработки 130. Приемопередатчик 160 каналов управления и обработки транслирует управляющую информацию по каналу управления базовой станции ячейки к мобильным станциям, настроенным на этот канал управления. Эта информация канала управления может включать в себя последовательности служебных сообщений ОМТ и управляющие сообщения-заполнители CF, как описано выше.
Когда мобильная станция 120 впервые входит в режим ожидания, она периодически сканирует каналы управления базовых станций, подобных базовой станции 110, для определения того, с какой ячейкой следует синхронизироваться или в какую из ячеек перейти. Мобильная станция 120 принимает информацию абсолютного и относительного характера, транслируемую по каналу управления и принимаемую приемопередатчиком 170 речевого канала и канала управления. Затем блок обработки 180 оценивает принятую информацию канала управления, которая включает в себя характеристики возможных ячеек сотовой системы и определяет, с какой ячейкой должна синхронизироваться мобильная станция. Принятая информация канала управления не только содержит абсолютную информацию, касающуюся ячейки, с которой она связана, но и относительную информацию, относящуюся к другим ячейкам вблизи данной ячейки, с которой связан канал управления. Эти соседние ячейки периодически сканируются при постоянном контроле основного канала управления, для того чтобы иметь возможность определить, нет ли более подходящей ячейки-кандидата на использование.
Вышеописанные варианты осуществления предназначены только для иллюстрации различных аспектов изобретения, но не для его ограничения. Таким образом, настоящее изобретение при его осуществлении допускает различные видоизменения и модификации, которые очевидны для специалистов из представленного описания. Все такие видоизменения и модификации должны рассматриваться как входящие в объем изобретения в соответствии с его сущностью в том виде, как представлено в пунктах формулы изобретения.
Изобретение относится к системам радиосвязи, в которых передаются служебные сообщения, предназначенные для приема удаленными устройствами. Технический результат - повышение пропускной способности без снижения качества связи. Сущность изобретения заключается в том, что за счет десинхронизации информации, передаваемой в двух потоках по каналу управления, нагрузка в обратном канале управления распределяется более равномерно, что позволяет минимизировать ситуации перегрузки. Аналогичным образом блокировку вызовов можно предотвратить путем предлагаемого хронирования передачи управляющих сообщений-заполнителей относительно последовательностей служебной информации. Описано также относительное хронирование передачи различных регистрационных параметров в целях сокращения избыточных процедур регистрации. 10 с. и 13 з.п. ф-лы, 9 ил.
| Система линейной дуплексной радиосвязи с подвижными объектами | 1983 |
|
SU1290546A1 |
| Система радиосвязи с доступом по запросу | 1986 |
|
SU1411985A1 |
| Способ получения производных циклопентана | 1972 |
|
SU582754A3 |
| US 4775999 A, 04.10.1988 | |||
| US 5420911 A, 30.05.1995 | |||
| US 5404355 A, 04.04.1995 | |||
| US 5274843 A, 28.12.1993 | |||
| US 5260943 A, 09.11.1993. | |||
