СПОСОБ УСТАНОВКИ РАЗМЕРА ОКНА ПОИСКА ДЛЯ МОБИЛЬНОЙ СТАНЦИИ В СОТОВОЙ СИСТЕМЕ Российский патент 2000 года по МПК H04Q7/10 

Изобретение относится к способу установки размера окна поиска мобильной станции в сотовой системе, более конкретно к способу для оценки размера окна поиска, в котором мобильная станция осуществляет поиск пилот-сигнала, передаваемого из базовой приемопередающей станции (БПС) в сотовой системе.

Сотовая мобильная телекоммуникационная система делит всю зону обслуживания на множество зон радиосвязи БПС. Зона БПС, также называемая ячейкой, представляет собой малую зону обслуживания. Различные БПС могут управляться централизованно центром коммутации мобильных станций (ЦКМ), который обеспечивает возможность продолжения связи для абонентов при перемещении между ячейками.

Фиг. 1 иллюстрирует конфигурацию структуры сотовой системы, использующей технологию множественного доступа с кодовым разделением (МДКР). Как показано на фиг. 1, сотовая система включает мобильную станцию (МС) 40, которая обеспечивается мобильным телекоммуникационным обслуживанием; базовые приемопередающие станции (БПС) 30, 31, которые обслуживают мобильную станцию 40, контроллер 20 базовых станций (КБС), управляющий базовыми приемопередающими станциями 30, 31; и центр коммутации мобильных станций (ЦКМ) 10, соединяющий контроллер 20 базовых станций с коммутируемой телефонной сетью общего пользования (КТСОП) 11. ЦКМ 10 обеспечивает обслуживание при получении информации о мобильной станции 40 из регистра исходного местоположения (РИМ) 12 и регистра местоположения "визитеров" (РМВ) 13.

В системе МДКР, выполненной, как описано выше, линия связи от базовой приемопередающей станции к мобильной станции называется прямой линией связи, а линия связи от мобильной станции к базовой приемопередающей станции называется обратной линией связи. Все прямые линии связи в базовой приемопередающей станции имеют один и тот же временной сдвиг последовательности псевдослучайного шума (ПШ). Сдвиг ПШ сигнала передается по каналу пилот-сигнала в виде пилот-сигнала в качестве одного из каналов прямой линии связи. Пилот-сигнал является идентификационным сигналом, который идентифицирует множество базовых приемопередающих станций в системе МДКР.

Мобильная станция МДКР постоянно контролирует пилот-сигнал для того, чтобы получать сигнал хорошего качества по каналу прямой линии связи. Мобильная станция, расположенная внутри зоны обслуживания базовой приемопередающей станции, использует пилот-сигнал для синхронизации. Мобильная станция может запрашивать синхронизацию канала прямой линии связи МДКР из пилот-сигнала и получать опорную фазу для когерентной демодуляции.

Мобильная станция МДКР может одновременно связываться с множеством базовых приемопередающих станций путем различения кода. Вышеупомянутая функция описывает гибкое переключение каналов связи, причем устройство поиска используется для выбора маршрута наилучшего качества среди множества маршрутов базовой приемопередающей станции. То есть каждая из базовых приемопередающих станций передает пилот-сигнал, имеющий свой собственный сдвиг ПШ, так что мобильная станция отыскивает временное местоположение, из которого принимаются пилот-сигналы с наибольшим уровнем мощности. Этот этап определяется как обнаружение пилот-сигнала.

После того как мобильная станция примет пилот-сигнал от базовой приемопередающей станции, базовая приемопередающая станция продолжает подавать команды мобильной станции, осуществлять поиск передаваемых пилот-сигналов от других базовых приемопередающих станций, также используя конкретное временное местоположение для каждой базовой приемопередающей станции. Система МДКР использует схемы разнесения передачи, используя множество цифровых приемников для приема отраженных сигналов, приходящих от базовой приемопередающей станции по множеству маршрутов. Множество таких цифровых приемников представляют отводы многоканального приемника.

Мобильная станция имеет временной интервал для поиска пилот-сигналов, а базовая приемопередающая станция обеспечивает мобильную станцию отдельным временным интервалом для каждого пилот-сигнала, т.е. размером окна, через пейджинговый канал. Когда мобильная станция первоначально соединяется с базовой приемопередающей станцией, базовая приемопередающая станция передает соответствующее окно поиска для активного множества/ соседнего множества/ потенциального множества/ оставшегося множества в мобильную станцию. Окно поиска, передаваемое из базовой приемопередающей станции, фиксируется для соответствующей базовой приемопередающей станции.

Устройство поиска мобильной станции обнаруживает самый мощный пилот-сигнал по его сдвигу ПШ, непрерывно внутри окна поиска среди текущего множества пилот-сигналов. Если окно поиска слишком большое, требуется слишком много времени для поиска самого мощного пилот-сигнала, а если оно слишком мало, трудно получить точный результат поиска. Следовательно, очень важно устанавливать подходящий размер окна поиска для того, чтобы получать сигнал хорошего качества в канале прямой линии связи.

Двумя способами установки размера окна поиска, в соответствии с предшествующим уровнем техники, являются способ моделирования и способ измерения. Способ моделирования оценивает размер окна поиска посредством модели многолучевого распространения. Однако окно поиска является переменным, в соответствии с моделью многолучевого распространения, что создает практическое ограничение, основанное на условиях окружающей среды.

В способе измерения приемник измеряет задержку, распределенную на профиле мощности для получаемого на выходе непрерывного колебания. Этот способ более надежен, чем способ моделирования. Однако недостатком является то, что способ не учитывает характеристику самой мобильной станции.

В Патенте США N 5726982 описан способ получения фазовой информации для последовательности ПШ через мобильную станцию в системе МДКР путем предварительного установления размера окна. Способ устанавливает центр окна поиска в активном /потенциальном/ соседнем/ оставшемся множестве и устанавливает окно поиска добавлением верхнего и нижнего ограничений, которые обеспечиваются из базовой станции, к центру окна поиска. Недостатком является то, что способ не учитывает характеристики мобильной станции или характеристики осуществления радиосвязи.

Недостатки предшествующего уровня техники, как указывалось выше, преодолены в настоящем изобретении, относящемся к способу установления размера поискового окна для мобильной станции в сотовой системе, имеющей данную морфологию радиосвязи. В одном из предпочтительных вариантов осуществления способа, в соответствии с настоящим изобретением, мобильная станция обеспечивается коммуникационным обслуживанием от множества базовых приемопередающих станций (БПС), каждая из множества БПС имеет собственный пилот-сигнал, а мобильная станция осуществляет поиск пилот-сигнала в каждой позиции устройства поиска, имеющего постоянный временной интервал в пределах поискового окна по оси времен, при этом способ включает нахождение значения корреляции энергии в каждой позиции устройства поиска, с помощью которого устройство поиска мобильной станции осуществляет поиск пилот-сигналов, принимаемых от множества БПС в каждой позиции устройства поиска в пределах заранее определенного первого поискового окна, и вывод результата поиска; сбор результата поиска, выданного устройством поиска мобильной станции с использованием диагностического монитора (ДМ), соединенного с мобильной станцией, и оценку размера второго окна поиска, применимого для данной морфологии радиосвязи, на основе собранного результата поиска и использование размера второго окна поиска для мобильной станции.

В другом предпочтительном варианте осуществления способа, в соответствии с настоящим изобретением, согласно которому мобильная станция обеспечивается коммуникационным обслуживанием от множества базовых приемопередающих станций (БПС), каждая из множества БПС имеет собственный пилот-сигнал, а мобильная станция осуществляет поиск пилот-сигнала в каждой позиции устройства поиска, имеющего постоянный временной интервал в пределах поискового окна по оси времен, при этом способ включает нахождение значения корреляции энергии в каждой позиции устройства поиска, с помощью которого устройство поиска мобильной станции осуществляет поиск пилот-сигналов, принимаемых от множества БПС в каждой позиции устройства поиска в пределах заранее определенного первого окна поиска, сбор выборок указателя максимума из устройства поиска мобильной станции диагностическим монитором (ДМ), соединенным с мобильной станцией, причем выборки указателя максимума включают информацию, обозначающую местоположение позиции устройства поиска от центра первого окна поиска, в котором позиция устройства поиска имеет максимальное значение корреляции энергии в первом окне поиска, установку значения p доверительного уровня для собранных выборок указателя максимума; вычисление среднего значения m и стандартного отклонения σ для собранных выборок указателя максимума; вычисление доверительного интервала для собранных выборок указателя максимума с использованием установленного значения p доверительного уровня, вычисленного среднего значения m и стандартного отклонения σ, оценку размера второго окна поиска, применяемого к данной морфологии радиосвязи с использованием вычисленного доверительного интервала, и использование оцененного размера второго окна поиска для мобильной станции.

Изобретение поясняется на примерах осуществления, иллюстрируемых чертежами, на которых показано следующее:
Фиг.1 - блок-схема, иллюстрирующая конфигурацию сотовой системы, использующей традиционную технологию множественного доступа с кодовым разделением (МДКР);
Фиг. 2 - блок-схема, иллюстрирующая блок приемника мобильной станции МДКР, в соответствии с настоящим изобретением;
Фиг.3 - блок-схема, иллюстрирующая способ для установки размера окна поиска мобильной станции, в соответствии с настоящим изобретением.

В настоящем изобретении мобильная станция использует данные результата поиска из устройства поиска и оценивает окно поиска из полученных данных.

Фиг. 2 иллюстрирует структуру приемного блока мобильной станции МДКР, которая используется в настоящем изобретении.

Сотовый радиосигнал сотовой системы радиосвязи, принимаемый антенной 120, вводится в приемный блок 130. Принятый сигнал подается на множество цифровых приемников (отводов) 140, 142, 144 и устройство поиска 134. Три цифровых приемника 140, 142, 144 и управляющие логические схемы 146 составляют отвод демодуляции, который демодулирует информацию многолучевого распространения. Информация многолучевого распространения затем посылается в объединитель разнесения 150. Объединенный сигнал вводится в центральный процессор (ЦП) 160 через устройство 152 устранения чередования и декодер 154. ЦП 160 посылает сигнал, введенный из декодера 154, в вокодер 170 для подачи его на цифроаналоговый (Ц/А) преобразователь и громкоговоритель 172.

Информация управляющих логических схем 146 используется устройством поиска для поиска пилот-сигнала. Если поиск завершается устройством 134 поиска, информация результата поиска выводится в ЦП 160. ЦП 160 запоминает результат поиска в памяти 190.

Если пилот-сигнал (сигналы) принимается (принимаются) от одной или от множества базовых приемопередающих станций, мобильная станция запоминает принятый пилот-сигнал (сигналы) в буфере для каждого устройства поиска, имеющего постоянный временной интервал по оси времени. Пилот-сигналы, запомненные в буфере, отыскиваются устройством поиска мобильной станции в каждой позиции устройства поиска.

То есть устройство поиска определяет значение корреляции энергии в каждой позиции устройства поиска путем сравнения энергии пилот-сигнала, запомненного в буфере, с заранее определенной стандартным значением энергии. Устройство поиска сравнивает друг с другом значения корреляции энергии, определенные в каждой позиции устройства поиска и отыскивает позицию устройства поиска, которой соответствует самая сильная корреляция или самое высокое значение корреляции энергии. Результат поиска запоминается в памяти 190. Если позиция устройства поиска с максимальным значением корреляции энергии найдено, то мобильная станция фиксирует отвод демодуляции в найденной позиции устройства поиска.

Для информации результата поиска, запоминаемой в памяти, существует указатель максимума (указатель_максимума_поиска) и максимальная энергия (макс_ энергия_поиска). Указатель максимума представляет позицию устройства поиска, которой соответствует самая высокая энергия в результате поиска, а максимальная энергия представляет обнаруженное значение энергии. Указатель максимума используется в настоящем изобретении.

Мобильная станция, в соответствии с настоящим изобретением, устанавливает окно поиска, используя указатель максимума, получаемый из устройства поиска. Указатель максимума выводится блоком 1/2 элементарного сигнала, и он представляет информацию для фазы ПШ, имеющей максимальную энергию для соответствующего сдвига ПШ, то есть временное местоположение τ. Следовательно, указатель максимума тесно связан с окном поиска, определенным в настоящем изобретении.

Указатель максимума является информацией, которая обозначает местоположение позиции устройства поиска (т.е. указатель) от центра первого окна поиска, имеющего обнаруженную фазу ПШ. Если указатель максимума мал, окно поиска может становиться меньше. Наоборот, если он большой, можно увеличить окно поиска устройства поиска, чтобы получить более точный результат поиска.

Например, когда окно поиска для активного множества, принимаемого от базовой приемопередающей станции, равно ± 14 элементарным сигналам, а размер памяти, установленный в мобильной станции равен ± 12 элементарным сигналам, центр окна поиска равен 0 (нулю). В это время устройство поиска выдает фазу ПШ, продетектированную в диапазоне ± 12 элементарных сигналов блоком 1/2 элементарного сигнала, поскольку максимальное допустимое окно поиска в мобильной станции равно 1/2 элементарного сигнала.

Настоящее изобретение использует определение доверительного уровня для оценки окна поиска из информации указателя максимума, поскольку последовательность ПШ представляет логарифмически нормальное распределение, основанное на ортогональности характеристики автокорреляции.

На фиг. 3 показана блок-схема, иллюстрирующая способ установки размера окна поиска мобильной станции, в соответствии с настоящим изобретением. Как показано на фиг. 3, способ включает регистрацию (т.е. сбор) данных поиска на этапе 210, установку доверительного уровня для указателей максимума из зарегистрированных (собранных) данных на этапе 220, вычисление среднего значения для указателей максимума на этапе 230, вычисление доверительного интервала для указателей максимума на этапе 240 и установки окна поиска из вычисленного доверительного интервала на этапе 250.

Далее будут описаны предпочтительные варианты осуществления настоящего изобретения со ссылками на чертежи.

Пользователь подключает диагностический монитор (ДМ) к мобильной станции и получает на этапе 210 регистрируемые данные результата поиска, в частности, выборки указателя максимума, периодически из мобильной станции посредством диагностического монитора. Диагностический монитор на этапе 220 устанавливает требуемый доверительный уровень p из зарегистрированных выборок указателя максимума.

Здесь доверительный уровень представляет вероятность средней выборки в определенном интервале, который называется доверительным интервалом, как хорошо известно в области статистики. Задачей настоящего изобретения является нахождение такого интервала, для которого высока вероятность плотных выборок. Соответственно, изобретение устанавливает необходимый доверительный уровень и определяет соответствующий доверительный интервал в качестве окна поиска.

Ниже описан способ установки доверительного интервала, то есть окна поиска из установленного доверительного уровня.

Если выборки образуют логарифмическое нормальное распределение, заранее определенный доверительный уровень p может быть представлен с использованием следующего уравнения (1):

Здесь Q(k) -Q-функция, которая может быть приблизительно представлена как

где k - переменная, которая изменяется в соответствии с количеством выборок N указателя максимума.

Если переменная k определена, то на этапе 230 находят среднее значение для выборок указателя максимума m и стандартное отклонение σ. Используя m и σ, затем можно определить статистическое распределение для выборок указателя максимума.

Затем на этапе 240 вычисляют доверительный интервал данных для среднего значения выборок указателя максимума с использованием уравнения (2), с учетом числа N выборок x указателя максимума
m-kσ≤x≤m+kσ (2)
Средняя выборка m указателя максимума имеет положительное или отрицательное значение, так что она должна учитываться как абсолютное значение. Учитывая вероятность того, что выборки указателя максимума отделяются от установленного центра окна поиска, сначала устанавливается максимальный сдвиг S' выборок указателя максимума в соответствии с доверительным уровнем. Поэтому окончательное окно поиска S находится увеличением максимального сдвига S' в два раза, причем максимальный сдвиг представляет значение, на которое выборки указателя максимума отделены от центра окна поиска.

То есть окно поиска S оценивается с использованием следующего уравнения (3), через доверительный интервал, вычисленный на этапе 250.

S = S'
Как указано выше, настоящее изобретение может устанавливать доверительный интервал из результата поиска, полученного мобильной станцией, и оценивать окно поиска. Следовательно, характеристика мобильной станции и/или текущая морфология радиосвязи могут быть в достаточной степени учтены, в том числе переменная морфология радиосвязи.

Настоящее изобретение предусматривает сбор данных, относящихся к устройству поиска, из устройства поиска мобильной станции непосредственно и анализирует их для оценки окна поиска. Следовательно, возможно устанавливать окно поиска согласно морфологии радиосвязи. Также возможно улучшать качество вызова уменьшением перегрузки мобильных станций за счет использования подходящего окна поиска и увеличения среднего времени обнаружения, необходимого для обнаружения пилот-сигнала, и увеличения вероятности обнаружения.

Несмотря на то что изобретение показано и описано со ссылками на определенный предпочтительный вариант осуществления, специалистам в данной области техники должно быть ясно, что различные изменения по форме и деталям могут быть сделаны без изменения сущности и объема изобретения, как определяется формулой изобретения.

Изобретение относится к сотовой системе связи. Техническим результатом является улучшение способа установки размера окна поиска для мобильной станции в сотовой системе. Это достигается тем, что для мобильной станции, осуществляющей поиск пилот-сигнала базовой приемопередающей станции (БПС), собирают информацию указателя максимума, полученную от мобильной станции, причем указателем максимума является указатель, при котором в пределах окна заранее определенного размера обнаруживается самый мощный сигнал. Для собранных указателей максимума устанавливается доверительный уровень и вычисляется среднее значение, а затем вычисляется доверительный интервал для собранных указателей уровня и вычисленного среднего значения. Максимальный сдвиг окна поиска, применимого к данной морфологии радиосвязи в сотовой системе, вычисляется из вычисленного доверительного интервала, и окно поиска, применимое к данной морфологии радиосвязи, оценивается увеличением максимального сдвига в два раза. Таким образом, изобретение применимо для характеристики мобильной станции и морфологии радиосвязи сотовой системы при оценке окна поиска с использованием данных результатов поиска, полученных от мобильной станции. 2 с. и 6 з.п.ф-лы, 3 ил.

1. Способ установки размера окна поиска для мобильной станции в сотовой системе, имеющей заданную морфологию радиосвязи, причем мобильная станция обеспечивается коммуникационным обслуживанием от множества базовых приемопередающих станций (БПС), каждая из которых имеет собственный пилот-сигнал, причем мобильная станция осуществляет поиск пилот-сигнала в каждой позиции устройства поиска, имеющего постоянный временной интервал внутри окна поиска по оси времен, отличающийся тем, что определяют значение корреляции энергии в каждой позиции устройства поиска, с помощью которого устройство поиска мобильной станции осуществляет поиск пилот-сигналов, принимаемых от множества БПС в каждой позиции устройства поиска в пределах заранее определенного первого окна поиска, и выдают результаты поиска, собирают результаты поиска, выданные из устройства поиска мобильной станции с использованием диагностического монитора, соединенного с мобильной станцией, и оценивают размер второго окна поиска, применяемого для данной морфологии радиосвязи, на основе полученного результата поиска и используют размер второго окна поиска в мобильной станции. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что при сборе результатов поиска периодически собирают выборки указателя максимума, причем упомянутые выборки указателя максимума включают в себя информацию, обозначающую конкретное положение устройства поиска относительно центра первого окна поиска, причем указанное конкретное положение устройства поиска имеет наибольшее значение корреляции энергии в пределах первого окна поиска. 3. Способ по п.2, отличающийся тем, что при оценке размера второго окна поиска и использовании размера второго окна поиска мобильной станции учитывают распределение полученных выборок указателя максимума для нахождения максимально допустимого значения сдвига из выборок указателя максимума от центра первого окна поиска, определяют размер второго окна поиска путем увеличения максимально допустимого сдвига в два раза и используют полученный размер второго окна поиска в мобильной станции. 4. Способ по п.3, отличающийся тем, что при учете распределения полученных выборок указателя максимума для нахождения максимально допустимого значения сдвига преобразуют распределение полученных выборок указателя максимума в логарифмическое нормальное распределение, устанавливают допустимое значение доверительного уровня для выборок указателя максимума, преобразованных в логарифмически нормальное распределение, определяют доверительный интервал для выборок указателя максимума из установленного допустимого значения доверительного уровня и определяют максимально допустимый сдвиг из полученного доверительного интервала. 5. Способ установки размера окна поиска для мобильной станции в сотовой системе, имеющей заданную морфологию радиосвязи, причем мобильная станция обеспечивается коммуникационным обслуживанием от множества базовых приемопередающих станций (БПС), каждая из которых имеет собственный пилот-сигнал, причем мобильная станция осуществляет поиск пилот-сигнала в каждой позиции устройства поиска, имеющего постоянный временной интервал внутри окна поиска по оси времен, отличающийся тем, что определяют значение корреляции энергии в каждом положении устройства поиска, с помощью которого устройство поиска мобильной станции осуществляет поиск пилот-сигналов, принимаемых от множества БПС в каждом положении устройства поиска в пределах заранее определенного первого окна поиска, собирают выборки указателя максимума от устройства поиска мобильной станции с использованием диагностического монитора, созданного с мобильной станцией, причем выборки указателя максимума включают в себя информацию, которая обозначает положение устройства поиска относительно центра первого окна поиска, причем позиция устройства поиска имеет наибольшее значение корреляции энергии в пределах первого окна поиска, устанавливают величину p доверительного уровня для собранных выборок указателя максимума, вычисляют среднее значение m и стандартное отклонение σ для получения выборок указателя максимума, вычисляют доверительный интервал для полученных выборок указателя максимума с использованием установленного значения p доверительного уровня, вычисленного среднего значения m и стандартного отклонения σ, и оценивают размер второго окна поиска, принимаемого для данной морфологии радиосвязи, с использованием вычисленного доверительного интервала, и используют оцененный размер второго окна поиска для мобильной станции. 6. Способ по п.5, отличающийся тем, что при вычислении доверительного интервала преобразуют распределение собранных выборок указателя максимума в нормализованное логарифмически-нормальное распределение, определяют значение k, удовлетворяющее соотношению 1 - 2Q(k)=p, где Q (k) является Q-функцией для любой переменной k, и определяют интервал в качестве упомянутого доверительного интервала, в соответствии со значениями m, k и σ, причем упомянутый интервал больше или равен значению m-kσ и меньше или равен значению m+kσ.
7. Способ по п.6, отличающийся тем, что при оценке размера второго окна поиска и использовании оцененного размера второго окна поиска в мобильной станции определяют значение максимального сдвига из выборок указателя максимума от центра первого окна поиска в соответствии с определенным доверительным интервалом, и определяют размер второго окна поиска увеличением значения максимального сдвига в два раза. 8. Способ по п.7, отличающийся тем, что при определении значения максимального сдвига определяют значение S' в качестве значения максимального сдвига, определяемого согласно уравнению