СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫПОЛНЕНИЯ ПЕРЕКЛЮЧЕНИЯ В СОСТОЯНИИ ОЖИДАНИЯ В СИСТЕМЕ СВЯЗИ С МНОЖЕСТВЕННЫМ ДОСТУПОМ Российский патент 2002 года по МПК H04B7/26 H04Q7/38 

Область техники
Настоящее изобретение относится к системам связи. Более конкретно, настоящее изобретение относится к новому и усовершенствованному способу и устройству для выполнения переключения в состоянии ожидания в системе связи с множественным доступом. Кроме того, настоящее изобретение относится к усовершенствованному способу для назначения канала трафика в системе связи с множественным доступом. Изобретение также относится к способу уменьшения количества требуемых переключений, которые происходят в то время, когда мобильная станция поставлена в очередь и ожидает канал передачи в системе связи с множественным доступом.

Предшествующий уровень техники
Обычно системы связи запрещают переключения в то время, когда мобильная станция находится в состоянии доступа к системе. Состояние доступа к системе - это состояние, в котором связь инициализируется или мобильной станцией посредством передач по каналу доступа или базовой станцией посредством передач по пейджинговому каналу. В наилучшем варианте осуществления сообщения посылают в соответствии с форматом связи с множественным доступом с кодовым разделением каналов (МДКР, СDМА), который подробно раскрыт в патенте США 4,901,307 "Spread Spectrum Multiple Access Communication System Using Satellite or Terrestrial Repeaters" и патенте США 5,103,459 "System and Method for Generating Waveforms in a CDMA Cellular Telephone System". Использование пейджингового канала и канала доступа для инициализации вызова хорошо известно и подробно описано во временном стандарте Ассоциации изготовителей средств связи/Ассоциации электронной промышленности (TIA/EIA) IS-95-A "Mobile Station-Base Station Compatibility Standard for Dual Mode Wideband Spread Spectrum Cellular System".

Одна из особенностей систем МДКР заключается в том, что одна и та же частота повторно используется в каждой ячейке. Объединение разнесения является способом, при котором приемник, принимающий сигналы, несущие одну и ту же информацию, объединяет те сигналы, которые распространяются по различным каналам, для обеспечения улучшенной оценки передаваемого сигнала. Конструкция приемника для использования преимуществ сигналов с разнесением, несущих одну и ту же информацию, но распространяющихся по различным каналам распространения или передаваемых различными передатчиками, подробно описана в патенте США 5,109,390 "Diversity Receiver in a CDMA Cellular Telephone System".

Мягкое переключение - способ, при котором мобильная станция, перемещающаяся из одной ячейки в другую, принимает информацию от базовых станций, обслуживающих две или больше ячеек в граничной области, до тех пор пока мобильная станция располагается вблизи границы. Сигналы, которые посланы базовыми станциями, объединяют в приемнике мобильной станции способом объединения разнесения, указанным выше. Способ и система для осуществления мягкого переключения в системе связи МДКР, где множество базовых станций находится в связи с мобильной станцией вблизи или на границах ячейки, раскрыты в патенте США 5,101,501 "Method and System for Providing a Soft Handoff in a CDMA Cellular Telephone System" и патенте США 5,267,261 "Mobile Station Assisted Soft Handoff in a CDMA Cellular Communication System". При жестком переключении, в отличие от мягкого переключения, мобильная станция, перемещающаяся от одной ячейки к другой, удаляется из покидаемой ячейки прежде, чем будет воспринята ячейкой, в которую она входит.

Использование одной и той же частоты в каждой ячейке и использование мягкого переключения приводит к высокой пропускной способности МДКР системы. Повторное использование одной и той же частоты в соседствующей ячейке вызывает довольно быстрые изменения отношения сигнала прямой связи к шуму вблизи границ ячейки. Это происходит потому, что сигнал от ячейки, принимаемый мобильной станцией, может замирать, а сигнал соседствующей ячейки может увеличиваться по мощности (антизамирание).

Вообще, когда мобильная станция принимает сигнал от двух ячеек, принятая энергия канала трафика на элемент сигнала распространения к общей спектральной плотности шума для сигнала, переданного ячейкой 1, задается уравнением (1):

А принятая энергия канала трафика на элемент сигнала распространения к общей спектральной плотности шума для сигнала, переданного ячейкой 2, задается уравнением (2):

где I_oc является общим тепловым шумом,
- часть мощности канала трафика, переданная ячейкой 1 и ячейкой 2, соответственно; и
- часть мощности канала трафика, принятая в мобильной станции из ячейки 1 и ячейки 2, соответственно.

Рассмотрим, когда I_oc должен быть мал по сравнению с и Когда сигнал ячейки 1 замирает относительно сигнала ячейки 2, становится малым по сравнению с (отношение становится большим). Таким образом, становится малым. Если мобильная станция не находится в состоянии мягкого переключения, то это изменение в отношении сигнал/шум может вызвать проблемы. Однако, если мобильная станция находится в состоянии мягкого переключения на соседнюю ячейку, то изменение отношения сигнал/шум не является проблемой, так как мобильная станция выполняет объединение разнесения каналов прямой передачи от обеих ячеек. В то время, как сигнал первого канала, заданный выражением становится малым, сигнал второго канала, заданный становится большим. Таким образом, замирание одной ячейки увеличивает отношение сигнал/шум от другой ячейки.

Пейджинг (передача системы поискового вызова) - способ передачи информации к мобильной станции, указывающей инициирование услуги, завершающейся в мобильной станции, или для приема индикации новой непроизводительной (избыточной) информации. Способ инициализации вызова, инициализированного базовой станцией, подробно описан в патенте США 5,392,287 "Apparatus and Method for Reducing Power Consumption in a Mobile Communications Receiver". Настоящее изобретение в равной степени применимо к вызовам, инициализированным мобильной станцией.

В пейджинговой системе с выделением квантов времени мобильная станция управляет пейджинговым каналом в течение короткого заранее определенного интервала времени, а затем не управляет пейджинговым каналом снова до следующего заранее определенного интервала времени. В IS-95-A этот способ периодического управления пейджинговым каналом называют режимом с выделением квантов времени, и мобильная станция может управлять пейджинговым каналом в течение 80 мс каждые 1,28 с. Период между управляющими интервалами может быть увеличен по желанию пользователя. Перед каждым заранее определенным интервалом времени, когда мобильная станция может быть в режиме поискового вызова, мобильная станция "пробуждается" (становится активной) и повторно синхронизирует или уточняет синхронизацию с базовой станцией. Мобильная станция затем управляет для осуществления поискового вызова или других сообщений в интервале времени. По истечении некоторого интервала времени мобильная станция может стать неактивной и не управлять пейджинговым каналом до момента времени непосредственно перед следующим назначенным промежутком времени.

До момента времени, когда мобильная станция активно обменивается информацией трафика с системой связи с мобильными объектами, и после момента времени, когда мобильная станция осуществила синхронизацию с системой связи, мобильная станция находится в состоянии, называемом состоянием ожидания. В состоянии ожидания мобильная станция может принимать сообщения, принимать входящий вызов, инициализировать вызов, инициализировать регистрацию или инициализировать передачу сообщения. Когда мобильная станция находится в состоянии ожидания, IS-95-A разрешает мобильной станции выполнять переключение в состоянии ожидания в любое время, отличное от интервала, когда требуется, чтобы мобильная станция управляла заданным интервалом времени.

Однако, когда мобильная станция инициирует вызов или принимает поисковый вызов, мобильная станция входит в состояние доступа к системе, чтобы послать инициирующее сообщение или ответное сообщение поискового вызова. Находясь в состоянии доступа к системе, мобильная станция в соответствии с IS-95-A не функционирует в режиме с выделением квантов времени. Это называется работой без выделения квантов времени. Конкретно, мобильная станция непрерывно управляет пейджинговым каналом до тех пор, пока не будет переведена базовой станцией в другое состояние или не появится условие ошибки, разрешающее мобильной станции выйти из состояния доступа к системе. Наилучший вариант осуществления описан ниже в контексте инициирующей операции и инициирующего сообщения, но концепции непосредственно применимы к завершающемуся в мобильной станции процессу вызова и ответному сообщению поискового вызова. После того, как мобильная станция посылает инициирующее сообщение и принимает подтверждение, мобильная станция ожидает сообщение о назначении канала, которое указывает, по какому каналу будет осуществляться передача данных от базовой станции к мобильной станции.

После получения сообщения о назначении канала мобильная станция настраивается на назначенный канал передачи, принимает информацию по каналу прямой передачи и начинает передавать по каналу обратной передачи. Канал прямой передачи - канал, по которому передают информацию от базовой станции к мобильной станции, а канал обратной передачи - канал передачи, по которому передают информацию от мобильной станции к базовой станции.

Интервал между моментом времени, когда мобильная станция посылает инициирующее сообщение, и моментом времени, когда мобильная станция принимает сообщение о назначении канала, зависит от реализации продавца конкретной внутренней структуры. Он может изменяться от менее половины секунды до нескольких секунд. Пока мобильная станция принимает сообщение о назначении канала, мобильная станция находится в состоянии доступа к системе.

Пейджинговый канал обычно не поддерживает мягкое переключение. Таким образом, имеют место описанные выше проблемы замирания. Им обычно противопоставляют поддержание излучаемой мощности пейджингового канала на более высоком уровне, чем для канала передачи. Так как один пейджинговый канал может обрабатывать инициирование вызова и прерывание многих каналов передачи, потери в пропускной способности с использованием этой более высокой мощности минимальны. Чтобы поддерживать мягкое переключение на пейджинговом канале, система, по существу, должна посылать одну и ту же информацию по пейджинговому каналу во всех ячейках, таким образом существенно снижая общую пропускную способность пейджингового канала.

В то время как мобильная станция находится в состоянии ожидания, ей разрешается выполнять переключения. Обычно мобильная станция выполняет переключение всякий раз, когда уровень принятого сигнала от одной ячейки становится в достаточной степени выше, чем от другой ячейки. Это переключение в состоянии ожидания обычно выполняется прежде, чем мобильная станция начинает управлять интервалом времени. Однако, могут иметь место случаи, когда мобильная станция не способна выбрать правильную ячейку прежде, чем начинается интервал времени, и мобильная станция должна продолжать управлять существующей ячейкой. В то время как мобильная станция находится в состоянии доступа к системе, ей не разрешено выполнять переключения в состоянии ожидания.

Однако, когда мобильная станция находится в состоянии доступа к системе, могут быть случаи, когда изменение отношения сигнал/шум, происходят так быстро, что частота ошибочных сообщений становится настолько высокой, что мобильная станция не может правильно принимать сигнальные сообщения, посланные по пейджинговому каналу. В результате мобильная станция может не принять сообщение о назначении канала. Это означает, что инициирующий вызов не был успешен. IS-95-A разрешает мобильной станции выходить из состояния доступа к системе и возвращаться в состояние ожидания мобильной станции, если она не приняла никаких сообщений по пейджинговому каналу в течение 1 с. Это означает, что мобильная станция не принимает сообщение о назначении канала, и инициирующий вызов был неудачен.

Подобная проблема существует, когда мобильная станция впервые назначена каналу передачи. IS-95-A разрешает назначать только одну базовую станцию мобильной станции. Если сигнал от другой ячейки является мощным или усиливается, мобильная станция может быть не способна успешно принять сигнал по каналу прямой передачи. В результате вызов может быть неудачен. Проблема состоит в том, что мобильная станция назначена на канал передачи с одним элементом активного набора и не находится в состоянии мягкого переключения.

В соответствии с IS-95-A, чтобы мобильной станции войти в мягкое переключение, должны быть осуществлены следующие этаны. Во-первых, мобильная станция определяет, что пилот-сигнал другой базовой станции выше предопределенного порогового значения энергии. Во-вторых, мобильная станция посылает сообщение измерения мощности пилот-сигнала. В-третьих, внутренняя структура устанавливает переключение, и внутренняя структура посылает мобильной станции сообщение о направлении переключения. В зависимости от обстоятельств и реализации, это может занимать от нескольких сотен миллисекунд до промежутка времени, значительно большего 1 с.

Таким образом, мягкое переключение, в целом, поддерживается в IS-95-A системах. Однако, мягкое переключение не поддерживается, когда мобильная станция находится в состоянии доступа к системе. Таким образом, существует потребность в системе, которая разрешает мягкое переключение в то время, как мобильная станция находится в состоянии доступа к системе, чтобы обеспечить улучшенную надежность в процессе доступа к системе и другие выгоды.

Краткое изложение существа изобретения
Настоящее изобретение описывает несколько изменений, которые могут улучшить работу пейджингового канала и канала доступа. Первой особенностью настоящего изобретения является то, что оно разрешает переключения в то время, когда мобильная станция находится в состоянии доступа к системе. Это позволяет мобильной станции принимать сигнал базовой станции, отношение сигнал/шум которого является таким высоким, что частота ошибочных сообщений является низкой. Это позволяет избежать установок отключенных вызовов из-за неспособности принять пейджинговый канал. Разрешая переключение, базовая станция должна послать сообщение о назначении канала по пейджинговому каналу через множество базовых станций.

Вторая особенность настоящего изобретения заключается в том, что оно разрешает внутренней структуре знать, какие базовые станции должны послать сообщение мобильной станции о назначении канала. К тому же, оно гарантирует, что мобильная станция будет способна переключаться на другую базовую станцию и иметь канал передачи, назначенный ей на новой базовой станции, без задержки.

Третья особенность настоящего изобретения заключается в том, что оно позволяет внутренней структуре знать, какие базовые станции должны быть в активном наборе мобильной станции прежде, чем мобильная станция будет назначена каналу передачи. Активный набор - набор базовых станций, которые обеспечивают самые мощные сигналы к мобильной станции в заданный момент времени. Это позволяет внутренней структуре определять прежде, чем мобильная станция будет назначена на канал передачи, имеются ли достаточные ресурсы, чтобы перевести мобильную станцию в мягкое переключение. Это полезно, так как мобильная станция вблизи границы ячейки может немедленно запрашивать перевод в состояние мягкого переключения после того, как она назначена каналу передачи. Кроме того, это минимизирует отключение вызовов из-за быстрых изменений в отношении сигнал/шум, указанных выше.

Кроме того, с третьей возможностью настоящего изобретения связано включение множества элементов активного набора в сообщение о назначении канала, позволяя мобильной станции быть назначенной каналу передачи в состоянии мягкого переключения.

Наконец, особенности, указанные выше, обеспечивают специальную возможность при работе с приоритетным доступом и распределением каналов (ПДРК), которая обеспечивает пользователям возможность получать доступ к ограниченным ресурсам связи в соответствии с назначенными приоритетами пользователя.

Хотя изобретение описано в терминах системы МДКР, изобретение применимо к любой сотовой или спутниковой системе связи.

Краткое описание чертежей
Возможности, задачи и преимущества настоящего изобретения станут более очевидными из подробного описания, изложенного ниже, со ссылками на сопровождающие чертежи, на которых:
фиг. 1 изображает блок-схему мобильной станции, поддерживающей связь с базовой станцией из группы базовых станций, согласно изобретению;
фиг. 2 изображает расположение ячеек, соответствующих базовым станциям, согласно изобретению;
фиг. 3 изображает отношение пилот-сигнала для мобильной станции, перемещающейся между двумя базовыми станциями, согласно изобретению.

Подробное описание предпочтительных вариантов осуществления изобретения
После включения питания (фиг.1) мобильная станция 2 входит в подсостояние определения системы. Процессор определения системы (не показан) выбирает систему, в соответствии с которой следует выполнить попытку захвата и выдать необходимую информацию о частоте на приемник (ПР) 8. Процессор определения системы (не показан отдельно) может быть выполнен внутри управляющего процессора 18. Управляющий процессор 18 может быть выполнен в виде микропроцессора или микроконтроллера, работающего под управлением программы, записанной в памяти.

В наилучшем варианте осуществления, выбрав систему для определения системы, мобильная станция 2 переходит в подсостояние захвата пилот-сигнала, в котором она пытается демодулировать пилот-сигнал на основании параметров захвата, отысканных в подсостоянии определения системы.

В наилучшем варианте осуществления мобильная станция 2 пытается захватить пилот-сигнал МДКР в соответствии с параметрами захвата. Сигналы (если присутствуют) принимаются на антенну 4 и проходят через антенный переключатель 6 на приемник 8. Приемник 8 преобразует с понижением частоты, усиливает принятый сигнал, преобразует аналоговый сигнал в цифровой и передает сигнал на искатель 10. Искатель 10 пытается захватить пилот-сигнал, проверяя PN смещения. PN смещение проверяют, демодулируя сигнал в соответствии с гипотезой о PN смещении и измеряя энергию сигнала демодулированного сигнала. Конструкция и реализация аппаратных средств искателя для захвата МДКР известны и подробно описаны в вышеуказанном патенте США 5,109,390.

Когда искатель 10 обнаруживает пилот-сигнал с энергией выше предопределенного порогового значения, мобильная станция 2 входит в подсостояние захвата канала синхронизации и делает попытку захвата канала синхронизации. Обычно канал синхронизации, который вещается базовыми станциями, включает в себя основную информацию о системе, такую как идентификационная информация системы (СИД) и идентификационная информация сети (СтИД), но, что является наиболее важным, передает информацию синхронизации к мобильной станции 2. Мобильная станция 2 корректирует свой сигнал синхронизации в соответствии с информацией синхронизации канала, а затем вводит мобильную станцию в состояние ожидания.

После успешного захвата канала синхронизации мобильная станция 2 начинает управлять пейджинговым каналом в соответствии с предопределенным форматом поискового вызова. Мобильная станция 2 демодулирует сигнал на основании заранее определенной последовательности Уолша, которая зарезервирована для передач пейджингового канала. Например, если пилот-сигнал, который был захвачен, был передан базовой станцией 26а, мобильная станция 2 управляет пейджинговым каналом в соответствии с информацией синхронизации, выданной каналом синхронизации, и используя заранее определенную последовательность Уолша. Базовая станция 26а периодически передает непроизводительную информацию по пейджинговому каналу.

В наилучшем варианте осуществления непроизводительная информация включает в себя список, известный как список соседей. В IS-95-A этот список передается мобильной станции 2 базовыми станциями 26а-26n в сообщении списка соседей. Этот список называют NGHBR_LIST_BASE. NGHBR_LIST_BASE - список базовых станций, находящихся вблизи базовой станции 26а, которые могут выдавать мощные сигналы к мобильной станции 2 и, таким образом, являются кандидатами на переключение в состоянии ожидания. В наилучшем варианте осуществления базовые станции 26a-26k на фиг.1 соответствуют ячейкам 36a-36k на фиг.2, соответственно. Таким образом, базовая станция 26а обеспечивает охват ячейки 36а.

В наилучшем варианте осуществления базовые станции 26b-26k (фиг.1) присутствуют в списке NGHBR_LIST_BASE, переданном мобильной станции 2. Следует отметить, что настоящее изобретение в равной степени применимо в случае, когда некоторые из базовых станций, присутствующие в списке соседей, не управляются одним и тем же контроллером базовой станции (КБС) 32. Контроллер 32 базовой станции ответственен за передачу информации между базовыми станциями 26а-26о, за избирательную передачу информации из главного центра коммутации телефонов (ГЦКТ) (не показан) к базовым станциям 26а-26о и за передачу на базовые станции 26а-26о внутренне сформированных сообщений.

Если захваченный пилот-сигнал был передан базовой станцией 26а, то после приема непроизводительной информации мобильная станция 2 может регистрироваться в базовой станции 26а, передавая свой мобильный идентификационный номер (ИНМ) к базовой станции 26а. Мобильная станция 2 затем входит в состояние ожидания и управляет своим распределенным пейджинговым каналом в пейджинговом режиме с выделением квантов времени после успешной регистрации в базовой станции 26а. Если регистрация не выполняется, мобильная станция также входит в состояние ожидания и управляет в пейджинговом режиме с выделением квантов времени своим распределенным пейджинговым каналом, который передан базовой станцией 26а.

В пейджинговом режиме с выделением квантов времени базовая станция 26а передает любую информацию поискового вызова или сигнальную информацию, направленную к мобильной станции 2, в предопределенные интервалы времени, называемые квантами времени. В наилучшем варианте осуществления кванты времени и пейджниговый канал определены в соответствии с функцией хеширования мобильного идентификационного номера (ИНМ), который после регистрации известен базовой станции 26а и мобильной станции 2.

В настоящем изобретении базовая станция 26а передает мобильной станции 2 список базовых станций, на которые мобильной станции 2 разрешено выполнить переключение в состоянии ожидания, находясь в состоянии обращения к системе. Этот список называют LIST_BASE. Базовые станции, указанные в LIST_BASE, обычно составляют подмножество базовых станций, указанных в NGHBR_LIST_BASE, и обычно могут использовать один и тот же контроллер базовой станции (КБС). Так, например, на фиг. 1 NGHBR_ LIST_BASE может состоять из всех базовых станций 26b-26k, но LIST_BASE может состоять из подмножества базовых станций 26b, 26с (не показана), 26g (не показана) и 26h (не показана).

Нижеследующее описание приводится в терминах инициирования вызова, и обсуждение осуществляется вокруг инициирующего сообщения. Те же самые процедуры применимы к завершению вызова с ответным сообщением поискового вызова, заменяющим инициирующее сообщение.

Когда мобильная станция 2 инициирует вызов, генератор сообщений 20 формирует инициирующее сообщение и передает это сообщение на канал доступа. Генератор сообщений 20 может быть выполнен в виде микропроцессора, запрограммированного для выполнения описанных функций. Хотя показано, что генератор 20 сообщений может быть выполнен в виде отдельного элемента внутри управляющего процессора 18. Это сообщение принимается и демодулируется базовой станцией 26а, которая в настоящее время управляет мобильной станцией. В ответ на прием инициирующего сообщения каждая из базовых станций 26а-26i, указанных в LIST_BASE, передает сообщение о назначении канала, указывающее канал передачи, по которому будет осуществляться связь. Следует отметить, что обычно канал Уолша, используемый для связи с первой базовой станцией из LIST_ BASE, не будет тем же каналом Уолша, используемым для связи со второй базовой станцией из LIST_BASE. Так как множество базовых станций посылает сообщение о назначении канала, мобильная станция 2 является свободной для выполнения переключения в состоянии ожидания, в то же время находясь в состоянии доступа к системе и после посылки инициирующего сообщения к любой базовой станции, которая указана в LIST_BASE, и все еще способна принять сообщение о назначении канала.

В альтернативном варианте осуществления мобильная станция 2 посылает инициирующее сообщение к базовой станции 26а и затем ждет подтверждения инициирующего сообщения. Пока мобильная станция не примет подтверждение, мобильной станции не разрешается выполнить переключение. Однако, после того, как мобильная станция принимает подтверждение, мобильная станция становится свободной для осуществления переключения в состоянии ожидания на любую базовую станцию из LIST_BASE.

В другом альтернативном варианте осуществления мобильная станция 2 посылает инициирующее сообщение, используя процедуры, описанные в IS-95-A. Если в течение заранее определенного времени перерыва (блокировки) от базовой станции 26а подтверждение не получено, мобильная станция увеличивает мощность передачи и пытается послать сообщение снова. Если мобильная станция 2 не способна принять подтверждение от базовой станции 26а после некоторого числа попыток, и сигнал от другой базовой станции, например, базовой станции 26b, является более сильным, мобильной станции 2 разрешается выполнить переключение в состоянии ожидания на базовую станцию 26b и повторно начать передачу инициирующего сообщения.

В одном варианте осуществления каждая из базовых станций, указанных в LIST_ BASE, передает сообщение о назначении канала, только указывающее канал передачи для связи с этой конкретной базовой станцией. В альтернативном варианте осуществления каждая из базовых станций 26a-26i из LIST_BASE передает идентичное сообщение о назначении канала, которое указывает не только канал передачи, который нужно использовать для связи с этой конкретной базовой станцией, но также указывает канал передачи, который должен быть использован для связи со всеми базовыми станциями, указанными в LIST_BASE. Это может потребовать, чтобы базовые станции 26a-26i, указанные в LIST_BASE, сообщали доступные каналы передачи через контроллер базовой станции 32. Выдавая сообщения о назначении канала от множества базовых станций, доля успеха в процессе назначения канала значительно увеличивается.

Вышеуказанный способ разрешает внутренней структуре устанавливать мягкое переключение и включать в себя более одного элемента активного набора в сообщении о назначения канала. Вместо обмена сначала с одной базовой станцией и последующего перехода в мягкое переключение, можно для мобильной станции 2 немедленно переходить в состояние мягкого переключения и немедленно осуществлять прием данных от двух или более базовых станций. Это ускоряет процесс перехода мобильной станции 2 в мягкое переключение, что улучшает эффективность системы и минимизирует отключения вызова из-за низкого отношения сигнала прямого канала передачи к шуму.

В одном варианте осуществления этого способа базовая станция устанавливает мягкое переключение со всеми базовыми станциями, указанными в LIST_ BASE. В альтернативном варианте осуществления этого способа базовая станция устанавливает мягкое переключение с подмножеством базовых станций, указанных в LIST_ BASE, и посылает информацию в сообщении назначения канала, необходимом для мобильной станции 2, чтобы перейти в состояние мягкого переключения.

Эта информация включает идентификационную информацию этого подмножества базовых станций. В IS-95-A PN смещение пилот-сигнала идентифицирует базовую станцию.

Пейджинговые сообщения, посланные базовыми станциями 26a-26i, принимаются на антенну 4 мобильной станции 2. Принятое сообщение затем передается через антенный переключатель 6 на приемник 8, где принятый сигнал преобразуют с понижением частоты и усиливают. Преобразованные с понижением частоты сообщения подают на демодуляторы 12a-12j, которые демодулируют принятые сообщения. Управляющий процессор 18 в соответствии с информацией от искателя 10 выбирает пейджинговый канал или каналы, чтобы мобильная станция 2 демодулировала поступающие данные пейджингового канала. В одном варианте осуществления демодуляторы 12a-12j управляют только одной базовой станцией.

Искатель 10 вместе с процессором управления 18 определяет, что другая базовая станция лучше (сигнал от другой станции сильнее). Тогда управляющий процессор 18 заставляет демодуляторы начать демодулировать принятый сигнал от этой другой базовой станции. Так как мобильная станция 2 будет принимать сообщение о назначении от более чем одной базовой станции, мобильная станция 2 освобождается для выполнения переключения в состоянии ожидания, в то время как она находится в состоянии обращения к системе. В другом варианте осуществления мобильная станция 2 управляет всеми базовыми станциями из LIST_BASE и демодулирует сигналы, идентифицированные в LIST_BASE.

В предпочтительном варианте осуществления LIST_BASE не передается отдельно от сообщения списка соседей, а вместо этого передается индикация, указывающая, какие элементы списка соседей (NGHBR_LIST_BASE) являются элементами LIST_BASE, наряду с сообщением списка соседей. В наилучшем варианте осуществления используется одно из зарезервированных значений в непроизводительном сообщении, чтобы указать, какие из систем, определенных в сообщении списка соседей, присутствуют в LIST_BASE. В наилучшем варианте осуществления IS-95-A базовой станции используются зарезервированные значения в непроизводительном сообщении, чтобы определить, какие элементы LIST_BASE являются значениями NGHBR_CONFIG в сообщении списка соседей.

В наилучшем варианте осуществления сообщение списка соседей IS-95-A включает в себя смещения PN пилот-сигнала для базовых станций из NGHBR_LIST_ BASE и индикацию, какие из базовых станций в сообщении списка соседей присутствуют в LIST_BASE. PN последовательность пилот-сигнала для текущей базовой станции передают, чтобы обеспечить опорный сигнал для мобильной станции 2, с которым она может использоваться, чтобы идентифицировать другие PN смещения базовой станции.

Как описано выше, все базовые станции из LIST_BASE могут потребовать послать сообщения о назначении канала мобильной станции 2. Наряду с тем, что это может разрешить мобильной станции 2 переключение и, таким образом, увеличить долю успеха в процессе назначения канала, это требует дополнительной пропускной способности пейджингового канала для всех установок вызовов.

Изменение этой процедуры, которая может уменьшить влияние на пропускную способность пейджингового канала, заключается в том, чтобы мобильная станция 2 посылала список пилот-сигналов, которые имеют мощность выше предопределенного порога мощности. Этот список называют LIST_MOBILE. В одном варианте осуществления искатель 10 демодулирует пилот-сигналы с предпочтением для PN смещений базовых станций из LIST_BASE, затем для PN смещений базовых станций из NGHBR_LIST_BASE и затем в соответствии с оставшимися PN смещениями. Способ оптимизированного поиска с учетом приоритетов описан в вышеуказанном патенте США 5,267,261.

В наилучшем варианте осуществления искатель 10 демодулирует принятые сигналы в соответствии с PN смещением пилот-сигнала и измеряет энергию демодулированного пилот-сигнала. Значения энергии подаются на управляющий процессор 18. Управляющий процессор 18 сравнивает энергию демодулированного сигнала с пороговым значением и составляет список PN смещений, которые имеют значение выше указанного порога. Этот список назван LIST_MOBILE. Как только LIST_ MOBILE создан, он передается по каналу доступа и принимается базовой станцией 26а, которая управляет мобильной станцией 2. В наилучшем варианте осуществления LIST_MOBILE включают в инициирующее сообщение.

В другом варианте осуществления LIST_MOBILE принимается более чем одной из базовых станций 26а-26о. LIST_MOBILE передают на контроллер 32 базовой станции. В предпочтительном варианте осуществления порог, используемый мобильной станцией 2 для определения, включена ли базовая станция в LIST_MOBILE, передают как часть непроизводительных сообщений базовыми станциями 26а-26о. В предпочтительном варианте осуществления этот порог может иметь значение Т_ ADD, переданном в IS-95-A сообщении параметров системы. Это значение T_ADD в настоящее время используется IS-95-A мобильными станциями для определения, послано ли IS-95-A сообщение измерения мощности пилот-сигнала по каналу передачи в базовую станцию, указывающее, что мобильная станция обнаружила пилот-сигнал, превышающий T_ADD.

Фиг. 3 иллюстрирует отношение E_c/I_o для вещания IS-95-A канала пилот-сигнала базовыми станциями 26а и 26b, когда мобильная станция 2 перемещается от базовой станции 26а по направлению к базовой станции 26b. Когда мобильная станция 2 находится полностью в области охвата базовой станции 26а, которая обозначена областью 38, канал пилот-сигнала базовой станции 26b имеет уровень ниже уровня T_ADD. Аналогично, когда мобильная станция 2 находится полностью в области охвата базовой станции 26b, которая обозначена областью 41, канал пилот-сигнала базовой станции 26а имеет уровень ниже уровня Т_ADD. Когда мобильная станция 2 находится в области 38, она не извещает в инициирующем сообщении базовую станцию 26b. Аналогично, когда мобильная станция 2 находится в области 41, она не извещает в инициирующем сообщении базовую станцию 26а.

Когда мобильная станция 2 находится в области 39, E_c/I_o пилот-сигнала для базовой станции 26b имеет уровень выше указанного T_ADD, и мобильная станция извещает 26b в инициирующем сообщении. Аналогично, когда мобильная станция 2 находится в области 40, E_c/I_o пилот-сигнала для базовой станции 26а имеет уровень выше указанного T_ADD, и мобильная станция извещает 26а в инициирующем сообщении. Предпочтительный вариант осуществления использует Е_c/I_o, который задан в IS-95-A для этих измерений, однако в равной степени применимы альтернативные хорошо известные измерения мощности сигнала или отношения сигнал/шум.

В предпочтительном варианте осуществления мобильной станции 2 могут разрешить выполнить переключение в состоянии ожидания только на те базовые станции, которые присутствуют и в LIST_MOBILE, и в LIST_BASE. Осуществляют вызов набора базовых станций, присутствующих в обоих списках LIST_BOTH. Это предоставляет два преимущества. Во-первых, внутренняя структура должна только послать сообщение о назначении канала в те базовые станции, которые идентифицированы мобильной станцией в качестве возможных кандидатов на переключение в состоянии ожидания, и к которым мобильной станции разрешено переключиться. Этот набор базовых станций задан в LIST_BOTH. Это значительно уменьшит дополнительную передачу требуемых сообщений. Во-вторых, LIST_MOBILE предоставляет список пилот-сигналов с уровнем выше T_ADD контроллеру 32 базовой станции, который позволяет внутренней структуре идентифицировать, какие базовые станции могут быть элементами активного набора мобильных станций. Таким образом, если контроллер 32 базовой станции желает установить мягкое переключение, когда мобильная станция назначена на канал передачи, требуется только установить мягкое переключение с теми базовыми станциями, которые присутствуют в LIST_MOBILE.

В альтернативном варианте осуществления мобильная станция 2 посылает базовой станции в своем инициирующем сообщении данные о таких базовых станциях в LIST_BOTH. Это уменьшает количество информации, которое должно быть передано из мобильной станции 2.

Кроме того, это разрешает внутренней структуре устанавливать мягкое переключение и включать более одного элемента активного набора в сообщение о назначении канала. Сообщение о назначении канала может включать в себя PN смещения пилот-сигналов базовых станций, которые находятся в активном наборе. Это возможно для мобильной станции 2, чтобы немедленно перейти в мягкое переключение и немедленно осуществить прием сообщения по каналу передачи от двух или более базовых станций, вместо обмена сначала с одной базовой станцией и последующего перехода в мягкое переключение, которое может быть невозможно из-за пропускной способности или других ограничений.

Например, если мобильная станция 2 находится в ячейке 36а вблизи границы с ячейкой 36b в положении 37, как показано на фиг.2, то LIST_MOBILE будет идентифицировать PN смещения пилот-сигнала базовой станции 26b. Сообщение о назначении канала, которое будет передано обеими базовыми станциями 26а и 26b, будет идентифицировать канал передачи для использования мобильной станцией 2 для выделенных связей между базовыми станциями 26а и 26b и мобильной станцией 2. По меньшей мере, один из демодуляторов 12a-12j должен будет настроиться для приема информации канала передачи от базовых станций 26а, а другой один из демодуляторов 12a-12j должен настроиться, чтобы принять информацию канала передачи от базовых станций 26b. Множество демодуляторов 12a-12j начнет демодулировать сигналы канала передачи, передаваемые базовыми станциями 26а и 26b. Демодулированные сигналы должны быть поданы на объединитель разнесения 34, который объединяет принятые сигналы для получения улучшенной оценки переданных данных.

Существует несколько других вопросов, которые важны для настоящего изобретения. Первый заключается в том, что мобильной станции 2 нельзя разрешать выполнять переключение в состоянии ожидания, пока она не примет подтверждение переданного сообщения или истекло время перерыва для получения подтверждения. Это должно разрешить мобильной станции 2 принимать подтверждение в ответ на ее попытки получить канал доступа. Это также разрешает базовой станции 26а, к которой мобильная станция посылает попытки получить канал доступа, формировать подтверждение вместо формирования подтверждения контроллером 32 базовой станции. Это дает преимущество, заключающееся в уменьшении задержки, таким образом ускоряя процесс установки вызова. Кроме того, если мобильная станция 2 находится в состоянии доступа к системе и выполняет переключение в состоянии ожидания после того, как истекло время перерыва (для получения) подтверждения, мобильная станция 2 должна повторно запустить процедуру передачи попытки получить канал доступа. Это аналогично тому, как мобильная станция 2 передает новое инициирующее сообщение.

В альтернативном варианте осуществления мобильная станция 2 может выполнять переключение в состоянии ожидания к базовым станциям из LIST_BASE перед получением подтверждения. Однако, это означает, что все базовые станции, указанные в LIST_BASE, должны послать подтверждение, и, таким образом, контроллер 32 базовой станции должен включиться в формирование подтверждений. В модификации этого альтернативного варианта осуществления мобильная станция 2 может выполнять переключение в состоянии ожидания на базовые станции, указанные в LIST_MOBILE, перед получением подтверждения. Аналогично, это означает, что все базовые станции, указанные в LIST_MOBILE, должны послать подтверждение и, таким образом, контроллер 32 базовой станции должен включиться в формирование подтверждений.

В предпочтительном варианте осуществления настоящее изобретение предусматривает случай, когда сообщение о назначении канала было передано базовой станцией 26а, но не принято мобильной станцией 2. Базовая станция 26а может принять инициирующее сообщение от мобильной станции 2, но мобильная станция 2 может не принять сообщение о назначении канала, подтверждающее получение инициирующего сообщения от базовой станции 26а. Даже при отсутствии приема сообщения подтверждения мобильная станция 2 может выполнить переключение в состоянии ожидания, например, к базовой станции 26b.

Базовая станция 26b может послать сообщение о назначении канала мобильной станции 2, в то время как мобильная станция 2 повторно передает инициирующее сообщение. В наилучшем варианте осуществления, когда сообщение подтверждения послано, его сопровождает индикация такого подтверждения сообщения. Мобильная станция 2 игнорирует сообщение о назначении канала, если индикатор не соответствует последнему недавно посланному инициирующему сообщению. Настоящее изобретение предоставляет несколько способов исправить эту проблему. Один из очевидных способов заключается в том, чтобы базовая станция 26b использовала тот же индикатор подтверждения, который был в инициирующем сообщении, принятом базовой станцией 26а. Это может быть выполнено, передавая значения индикатора подтверждения от базовой станции 26а к базовой станции 26b через контроллер 32 базовой станции. В альтернативном варианте осуществления мобильная станция 2 может прекратить передачу попыток доступа, если она принимает сообщение о назначении канала и настраивается на канал, определенный сообщением о назначении канала.

В улучшенном варианте осуществления конфигурация пейджингового канала всех базовых станций, на которые мобильной станции 2 разрешено переключаться (базовые станции, указанные в LIST_ BASE), является одинаковой. Базовые станции, не обеспечивающие эти возможности, не должны быть включены в LIST_ BASE.

Вышеуказанная схема может также использоваться для поддержки приоритетного доступа и распределения каналов (ПДРК). Возможность ПДРК хорошо известна и описана подробно в "TIA/EIA./IS-53-A Cellular Features Description". Когда вызывается ПДРК, мобильная станция 2 имеет заданный приоритет перед другими мобильными станциями в получении канала передачи, когда канал передачи недоступен. В частности, мобильная станция 2 посылает инициирующее сообщение, содержащее код признака ПДРК и набранный номер. Если канал передачи доступен немедленно, мобильную станцию 2 назначают на канал передачи. Если канал передачи не является сразу доступным, и мобильная станция 2 авторизована использовать ПДРК, базовая станция, управляющая мобильной станцией 2, скажем, базовая станция 26а, помещает запрос мобильной станции 2 в очередь ПДРК. В качестве альтернативы эта очередь ПДРК может управляться контроллером 32 базовой станции. Положение в очереди зависит от приоритета запроса ПДРК и порядка поступления запроса. Когда канал передачи становится доступным, запрос, находящийся во главе очереди ПДРК, назначается каналу передачи.

Когда запрос мобильной станции 2 находится в очереди ПДРК, мобильная станция 2 может посылать периодические сообщения, информирующие пользователя мобильной станции 2 о состоянии очереди. Одна из проблем, связанных с ПДРК, заключается в том, что внутренняя структура должна знать ячейку, которую мобильная станция 2 в настоящее время использует, чтобы определить, является ли канал свободным. Для большинства систем это подразумевает, что мобильная станция 2 должна регистрировать или повторно посылать инициирующее сообщение каждый раз, когда мобильная станция 2 выполняет переключение в состоянии ожидания. Из-за внезапности переходов между МДКР базовыми станциями мобильная станция 2 может регистрировать или повторно посылать инициирующее сообщение несколько раз при пересечении границы между базовыми станциями. Вторая проблема, связанная с МДКР, заключается в том, что мобильная станция 2 должна быть переведена в мягкое переключение вскоре после того, как она назначена на канал передачи. Если ресурсы не доступны для множества базовых станций, чтобы поддерживать вызов, назначение может быть неудачным.

С помощью измененного инициирующего сообщения, описанного выше, мобильная станция 2 указывает другие базовые станции, которые могут быть в активном наборе мобильной станции, набор базовых станций, от которых мобильная станция 2 обнаружила сильные пилот-сигналы. В одном варианте осуществления мобильная станция 2 посылает LIST_MOBILE, а базовая станция определяет LIST_ BOTH. В другом варианте осуществления мобильная станция 2 посылает LIST_BOTH. Это разрешает внутренней структуре определять, являются ли ресурсы свободными во всех базовых станциях, необходимых для вызова ПДРК. Чтобы уменьшать частоту посылки инициирующего сообщения, базовые станции, указанные в LIST_ BOTH, являются теми, между которыми мобильная станция может перемещаться без необходимости повторной передачи инициирующего сообщения. Когда запрашивается эта возможность, внутренняя структура должна послать информацию о состоянии очереди во все базовые станции, указанные в LIST_ BOTH. Если мобильная станция 2 выходит из зоны охвата базовых станций, указанных в LIST_BOTH, мобильная станция 2 снова посылает инициирующее сообщение.

Способ и устройство, которое разрешает переключения, в то время как мобильная станция находится в состоянии доступа к системе. Это достигается выдачей сообщений о назначении канала, которые должны быть посланы по пейджинговому каналу множества базовых станций, что увеличивает вероятность получения одного из сообщений. Это гарантирует, что мобильная станция будет способна переключаться на другую базовую станцию и получать канал передачи, назначенный ей на новой базовой станции, без задержки. Кроме того, способ и устройство позволяют мобильной станции немедленно переходить в состояние мягкого переключения после назначения канала передачи, что является техническим результатом. 3 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Способ передачи сообщения о назначении канала связи базовым станциям, используемый в мобильной системе связи, включающей мобильную станцию, способную обмениваться с множеством базовых станций, отличающийся тем, что передают от множества базовых станций к мобильной станции, находящейся в состоянии доступа к системе, список базовых станций, к которой мобильной станции разрешено осуществить передачу канала связи в режиме ожидания, передают сообщение о назначении канала от, по меньшей мере, одной из множества базовых станций в указанном списке базовых станций к мобильной станции и осуществляют передачу канала связи в режиме ожидания мобильной станции от первой базовой станции ко второй базовой станции, причем указанную передачу канала связи в режиме ожидания осуществляют во время доступа мобильной станции к мобильной системе связи. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что список базовых станций включает список активных базовых станций, причем активная базовая станция - это базовая станция, к которой только указанная мобильная станция может осуществить передачу канала связи в режиме ожидания согласно назначению. 3. Способ по п. 2, отличающийся тем, что список базовых станций передают не по каналу графика. 4. Способ по п. 2, отличающийся тем, что список базовых станций передают по каналу доступа или пейджинговому каналу.