УСТРОЙСТВО И СПОСОБ СЛОЖЕНИЯ РАЗНЕСЕННЫХ СИГНАЛОВ НА ОБЩЕМ КАНАЛЕ В СИСТЕМЕ СВЯЗИ МДКР Российский патент 2002 года по МПК H04Q7/00 

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к устройству и способу обмена сообщениями для системы мобильной связи и, более конкретно, к устройству и способу передачи и приема сообщений на общем канале в системе связи множественного доступа с кодовым разделением каналов (МДКР).

Уровень техники
Для передачи и приема данных между базовой и мобильной станциями до осуществления телефонного разговора системы связи стандарта TIA/E1A/IS-95 в типичном случае используют общие каналы. Например, базовая станция может использовать канал поискового вызова для передачи сообщений мобильной станции, а мобильная станция может использовать канал доступа для передачи на базовую станцию. После передачи сообщения по каналу поискового вызова мобильной станции базовая станция должна принять ответ мобильной станции по каналу доступа. После передачи сообщения по каналу доступа базовой станции мобильная станция должна принять ответ базовой станции по каналу поискового вызова. Может существовать множество каналов поискового вызова и доступа. Каналы поискового вызова различаются друг от друга по кодам Уолша, а каналы доступа - по длинным псевдошумовым (ПШ) кодам. Для присвоения различных длинных псевдошумовых кодов соответствующим каналам доступа используют различные маски длинного кода.

На фиг. 1А представлен генератор длинного кода в системе связи IS-95, а на фиг. 1В представлены маски длинного кода, которые присваиваются каналам доступа.

Для передачи сообщения базовой станции мобильная станция выбирает любой канал, устанавливает соответствующую мощность передачи, передает сообщение и ожидает ответа от базовой станции. Если в то же самое время тот же канал выбирает другая мобильная станция, на одном канале будут конкурировать два сообщения и базовая станция может не принять сообщение. После того, как ответное сообщение не принято в течение заранее определенного периода времени, мобильная станция повторно передает сообщение с более высокой, чем прежде мощностью передачи и снова ожидает ответного сообщения, переданного от базовой станции.

На канале графика, если, по меньшей мере, две базовые станции захватывают сигнал, переданный мобильной станцией, этот сигнал может быть эффективно принят с использованием эффекта разнесения. На канале доступа, даже если, по меньшей мере, две базовые станции захватывают один и тот же сигнал, базовым станциям трудно определить, передан ли сигнал от одного пользователя или от разных.

В системе связи IS-95, если одна сотовая ячейка разделена на множество секторов, соответствующие сектора используют различные расширенные последовательности, каждую со своим собственным смещением псевдошумового кода. Однако остается по-прежнему трудным определить, одним или различными пользователями передан один и тот же сигнал, захваченный по одному каналу доступа антеннами в различных секторах.

Эта проблема поясняется на фиг.2. Одна базовая станция разделена на три сектора α, β и γ. Если Пользователь 1 и Пользователь 2 одновременно передают сигналы по одному и тому же каналу доступа R_ACH1, антенна сектора α может захватить сигнал на канале доступа, переданный от первого пользователя, а антенна сектора β может захватить сигнал на канале доступа, переданный от второго пользователя. Если приемник базовой станции суммирует сигналы, принятые посредством двух антенн, невозможно принять эти сигналы из-за возникающей между ними интерференции. Таким образом, это явление конкуренции вызывает трудности при применении разнесенного приема для канала доступа на базовой станции.

Общее описание изобретения
Следовательно, задачей настоящего изобретения является обеспечение устройства и способа, с помощью которых базовая станция может суммировать сигналы на общем канале, переданные от мобильной станции, с использованием разнесенного приема в системе связи МДКР.

Другой задачей настоящего изобретения является обеспечение устройства и способа, с помощью которых базовая станция назначает канал доступа для мобильной станции, и множество базовых станций принимают сигналы по этому каналу доступа, чтобы повысить вероятность успешного приема сигналов по каналу доступа в системе связи МДКР.

Для решения этих и других задач настоящего изобретения предложен способ сложения разнесенных сигналов на общем канале в системе связи МДКР, включающий в себя этапы:
1) предоставления мобильной станции выделенного общего канала на первой базовой станции;
2) передачи с первой базовой станции информации о предоставленном выделенном общем канале на контроллер базовой станции, соединенный с первой базовой станцией; и
3) передачи с контроллера базовой станции упомянутой информации на, по меньшей мере, одну вторую базовую станцию, которая соединена с контроллером базовой станции и расположена рядом с первой базовой станцией.

Перечень фигур чертежей
Вышеописанные и другие задачи, существенные признаки и преимущества настоящего изобретения очевидны из нижеследующего подробного описания, представленного совместно с чертежами, на которых:
фиг. 1А - структура генератора длинного кода на обратной линии в обычной системе связи;
Фиг 1В - примеры масок длинного кода;
фиг. 2 - схема, представляющая недостатки сложения разнесенных сигналов на обратном общем канале в обычной системе связи МДКР;
фиг.3А - схема процесса назначения базовой станцией обратного общего канала для мобильной станции согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения;
фиг. 3В - схема процесса запрашивания мобильной станцией базовой станции о назначении мобильной станции обратного общего канала согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения;
фиг. 4 - схема мобильной станции согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения;
фиг. 5 - схема приемника базовой станции согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения; и
фиг. 6 - схема структуры для сложения разнесенных сигналов, принятых от множества базовых станций, согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения.

Далее со ссылкой на сопровождающие чертежи раскрыты предпочтительные варианты осуществления настоящего изобретения.

Настоящее изобретение направлено на обеспечение сложения разнесенных сигналов на канале доступа от секторных антенн базовой станции или от различных базовых станций путем предоставления мобильной станции уникального канала доступа на заранее определенный период времени. Схема для предотвращения конкуренции на канале доступа путем предоставления мобильной станции назначенного канала доступа на заранее определенный период времени описана, например, в корейских заявках на выдачу патентов 98-03125 и 98-04099, права на которые принадлежат владельцу прав на настоящее изобретение. В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения технология предотвращения вышеописанной конкуренции позволяет схеме сложения разнесенных сигналов использовать разнесение между секторными антеннами в пределах одной базовой станции или между базовыми станциями. Для предпочтительного варианта осуществления настоящего изобретения описание будет приведено исходя из предположения, что общий канал представляет собой канал доступа на обратной линии.

На фиг.3А и фиг.3В представлены процессы назначения канала, который должен быть использован в качестве канала доступа в течение заранее определенного периода времени для того, чтобы предотвратить конкуренцию.

Как показано на фиг.3А, базовая станция (БС) передает сообщение А, которое включает в себя идентификатор канала, мобильной станции (МС). Этот идентификатор канала указывает канал доступа, который мобильная станция будет использовать для связи с базовой станцией. После того, как мобильная станция приняла сообщение А, которое содержит идентификатор канала, от базовой станции, мобильная станция передает ответное сообщение В по каналу доступа, назначенному базовой станцией. Идентификатор канала является идентификацией (ИД) расширенного кода конкретного канала доступа, который может быть использован как выделенный канал. Этот канал может быть использован отдельной мобильной станцией или как квази-выделенный канал несколькими мобильными станциями. Расширенный код может быть длинным кодом. Соответственно в предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения, базовая станция и конкретная мобильная станция генерируют заранее определенный, выделенный расширенный код мобильной станции, используемый для обратного общего канала. Выделенный расширенный код может быть маской длинного кода или маской общепринятого длинного кода, который создается с использованием ЭСН (электронного серийного номера), присвоенного мобильной станции как уникальный номер, либо одним из специальных длинных кодов, которые предназначены для использования общего канала как выделенного канала. В настоящем изобретении предполагается, что идентификатор канала является идентификатором длинного кода. Так как ответное сообщение В передастся по выделенному каналу доступа, мобильная станция может избежать конкуренции с другими мобильными станциями.

На фиг.3В представлено, что мобильная станция запрашивает базовую станцию о назначении канала доступа. Чтобы начать этот процесс, мобильная станция передает базовой станции сообщение "а", которое содержит флаг сообщения и флаг запроса о назначении канала, по общему каналу доступа. Флаг сообщения указывает, существует ли сообщение, следующее за данным. Флаг запроса о назначении канала служит для запроса базовой станции о предоставлении специального кода канала доступа, в результате чего мобильная станция будет иметь назначенный канал доступа для передачи сообщения базовой станции.

Базовая станция принимает сообщение "а" с флагом запроса о назначении канала и затем решает, назначить ли канал. Когда это решение принято, базовая станция передает мобильной станции сообщение "b", содержащее флаг назначения канала и идентификатор канала. Флаг назначения канала указывает, приняла ли базовая станция решение о назначении канала, как того запрашивала мобильная станция. Идентификатор канала является идентификатором расширенного кода для канала доступа, который был описан выше.

После того, как мобильная станция принимает сообщение "b", содержащее флаг назначения канала и идентификатор канала, она передает сообщение "с" по каналу доступа, назначенному базовой станцией. Это предполагает, что базовая станция приняла решение о назначении канала мобильной станции. При передаче данных по назначенному каналу доступа сообщение "с", переданное от мобильной станции, может избежать конкуренции.

На фиг. 4 представлена схема мобильной станции, обеспечивающей передачу сообщения но каналу доступа. Имея структуру по фиг.4, мобильная станция принимает и анализирует сообщение, поступившее от базовой станции, и генерирует управляющее сообщение для назначения канала.

Как показано на фиг.4, приемник 411 преобразует ВЧ (радиочастота) сигнал на прямой линии, принятый посредством антенны, в несущий сигнал. Демодулятор 413 демодулирует несущий сигнал, поступивший из приемника 411 в исходный сигнал. Контроллер 421 генерирует сообщения, которые должны быть переданы по каналу доступа и анализирует информацию полей управляющего сообщения, поступившего от демодулятора 413, для того, чтобы создать идентификатор длинного кода для назначенного канала доступа.

Память 423 хранит информацию по длинным кодам для назначения общего канала доступа. Соответственно, если управляющее сообщение содержит идентификатор длинного кода для назначения канала доступа в качестве выделенного канала, контроллер 421 решает использовать соответствующий идентификатор длинного кода. Однако, если управляющее сообщение не содержит идентификатор длинного кода, контроллер 421 выбирает идентификатор длинного кода, хранящийся в памяти 423, и предоставляет выбранный идентификатор длинного кода генератору длинного кода 425.

Когда сообщение передается мобильной станции по каналу доступа в первый раз (как показано на фиг.3А), контроллер 421 выбирает идентификатор длинного кода, хранящийся в памяти 423. В каждом случае, когда принятое управляющее сообщение не содержит идентификатор длинного кода, контроллер 421 может использовать идентификатор длинного кода, хранящийся в памяти 423. Однако, если идентификатор длинного кода назначен принятым управляющим сообщением, контроллер 421 всегда будет использовать этот идентификатор. Когда контроллер 421 располагает идентификатором длинного кода, он дает указание генератору длинного кода 425 создать длинный код назначенного канала доступа.

Соответственно идентификаторы длинного кода, хранящиеся в памяти 423, могут быть использованы для длинных кодов общего канала доступа, который обычно используется многочисленными мобильными станциями. Идентификатор длинного кода, поступивший от контроллера 421, может представлять собой идентификатор длинного кода, использующийся для канала доступа как выделенного канала отдельной мобильной станцией или как квази-выделенного канала нескольких мобильных станций.

Блок 431 кодирования, повторения и ортогонального расширения кодирует, повторяет, уплотняет и ортогонально расширяет сигнал канала доступа из сообщения, поступившего от контроллера 421. Схемы 427 и 429 умножения умножают короткие псевдошумовые последовательности ПШ и ПШК на длинный код, поступивший от генератора длинного кода 425, чтобы вывести расширенные коды для дополнительного расширения уже ортогонально расширенного сигнала канала доступа. Схема 433 расширения псевдошумового сигнала умножает расширенные коды синфазного канала (С-канала) и квадратурного канала (К-канала), поступившие от схем 427 и 429 умножения на ортогонально расширенный или ортогонально модулированный сигнал канала доступа. Передатчик 435 преобразует расширенный сигнал канала доступа, поступивший от схемы 433 расширения псевдошумового сигнала в ВЧ- сигнал. Блок 431 кодирования, повторения и ортогонального расширения является структурой передатчика канала доступа, структуры передатчиков других каналов на обратной линии не показаны.

Контроллер базовой станции (КБС) назначает канал, который должен быть использован мобильной станцией в качестве канала доступа, и информирует базовую станцию о назначенном канале. В другом случае базовая станция может назначить мобильной станции канал доступа и проинформировать контроллер базовой станции о назначенном канале доступа, в результате чего контроллер базовой станции может уведомить другие базовые станции, которые должны демодулировать соответствующий сигнал доступа назначенного канала доступа. Базовые станции демодулируют сигналы, переданные от мобильной станции по назначенному каналу доступа. Множество базовых станций демодулируют сигналы, переданные по назначенному каналу доступа, согласно информации о мобильной станции, принятой от контроллера базовой станции. Базовыми станциями, демодулирующими сигнал канала доступа от мобильной станции, могут быть только те станции, которые передают сообщение соответствующей мобильной станции по прямой линии, или это могут быть все базовые станции.

Сигнал канала доступа от мобильной станции, демодулированный множеством базовых станций, суммируется с использованием разнесенного приема. Эта операция сложения разнесенных сигналов сходна с операцией во время более мягкой передачи обслуживания или мягкой передачи обслуживания, используемой в системе связи стандарта IS-95. Хотя обычная система связи выполняет операцию сложения разнесенных сигналов во время более мягкой передачи обслуживания или мягкой передачи обслуживания только на канале графика, настоящее изобретение позволяет применять эту операцию на канале доступа, передаваемом как назначенный канал. К сигналам, демодулированным множеством базовых станций, операция сложения разнесенных сигналов может применяться разными путями.

На фиг.5 показан приемник только одной базовой станции. Предполагается, что одна сотовая ячейка разделена на множество секторов, и что базовая станция передает и принимает сигналы посредством направленных антенн, относящихся к соответствующим секторам. Для простоты описания также предполагается, что существует только одна базовая станция в одной сотовой ячейке, демодулирующая назначенный канал доступа от мобильной станции. Операция демодулирования по фиг.5 подобна операции демодулирования сигнала на обратном канале графика во время более мягкой передачи обслуживания на канале графика в системе связи IS-95.

На фиг.5 приемник базовой станции демодулирует сигналы, принятые посредством двух секторных антенн. Приемник содержит множество выводов для демодулирования сигналов, принятых посредством секторных антенн. Схемы 510 и 520 обнаруживают групповые сигналы, принятые посредством антенн 501 и 506, ищут положения групповых составляющих сигналов и затем присваивают эти позиции соответствующим отводам 511-51N и 521-52N. Отводы 511-51N и 521-52N, получающие сигналы, принятые посредством антенн 501 и 506, демодулируют групповые составляющие. Схема 530 сложения суммирует выходные сигналы отводов 511-51N и 521-52N с использованием разнесенного приема.

На фиг. 6 представлена структура, в которой базовые станции в различных сотовых ячейках принимают и затем суммируют сигналы, переданные от мобильной станции по назначенному каналу доступа. Предполагается, что базовые станции в двух различных ячейках демодулируют сигналы, переданные от мобильной станции по назначенному каналу доступа. Каждая из базовых станций имеет структуру приемника, показанную на фиг. 5. Каждая базовая станция демодулирует сигнал, переданный от мобильной станции по назначенному каналу доступа, и посылает демодулированный сигнал контроллеру базовой станции по проводным линиям. Контроллер базовой станции имеет схему сложения разнесенных сигналов для сложения разнесенных сигналов, переданных от соответствующих базовых станций, в результате чего получается коэффициент усиления.

Существуют различные методы сложения сигналов, переданных от базовых станций контроллеру базовой станции. Ниже приведены несколько примеров.

По первому примеру приемник каждой базовой станции суммирует и затем декодирует групповые сигналы соответствующих секторных антенн. Приемник каждой базовой станции вычисляет надежность декодированного сигнала. Надежность декодированного сигнала может быть определена из метрики декодирования декодера, уровня принятого сигнала или их комбинации. Каждая базовая станция передает декодированный сигнал и надежность принятого сигнала контроллеру базовой станции по проводным линиям. Контроллер базовой станции принимает сигнал, декодированный базовыми станциями, и выбирает сигнал, декодированный базовой станцией, который имеет самую высокую надежность, чтобы быть принятым сообщением.

По второму примеру приемник каждой базовой станции демодулирует групповые сигналы соответствующих секторных антенн и производит сложение разнесенных демодулированных сигналов. В этом случае поканальное декодирование не производится. Каждая базовая станция передает надежность принятого сигнала, например, каждого символа, поступившего от схемы сложения, на контроллер базовой станции. Схема сложения разнесенных сигналов контроллера базовой станции суммирует надежности символов, переданных от соответствующих базовых станций, с использованием разнесенного приема и затем поканально декодирует суммарный результат. То есть, надежности символов могут быть суммированы с использованием разнесенного приема КБС. Поканально декодированный сигнал выводится как результирующее принятое сообщение.

Если сигнал по каналу доступа удачно принят, базовая станция передает мобильной станции подтверждающее сообщение по прямому каналу.

Как описано выше, базовые станции демодулируют сообщения, переданные мобильной станцией по назначенному каналу доступа в течение определенного периода времени, и производят сложение разнесенных демодулированных сигналов, в результате чего получается коэффициент усиления.

Хотя изобретение раскрыто со ссылкой на конкретный предпочтительный вариант его осуществления, для специалистов в данной области очевидным является, что в изобретении могут быть произведены различные изменения как в общей форме, так и в деталях, которые не будут выходить за пределы сущности и объема изобретения, определенные в нижеследующей формуле.

Согласно изобретению первая базовая станция назначает мобильной станции выделенный общий канал в пределах ее области обслуживания. Первая базовая станция представляет информацию о назначенном выделенном общем канале контроллеру базовой станции, с которым первая базовая станция соединена. Контроллер базовой станции предоставляет информацию, по меньшей мере, одной второй базовой станции, которая соединена с контроллером базовой станции и расположена рядом с первой базовой станцией, что и является достигаемым техническим результатом. 4 с. и 14 з.п. ф-лы, 8 ил.

1. Способ сложения сигналов общего канала в системе связи множественного доступа с кодовым разделением каналов (МДКР), содержащей первую базовую станцию для связи с отдельной мобильной станцией, вторую базовую станцию, расположенную рядом с упомянутой первой базовой станцией, и контроллер базовой станции (КБС), предназначенный для управления упомянутыми первой и второй базовыми станциями и содержащий схему сложения разнесенных сигналов, заключающийся в том, что выполняют этапы назначения упомянутой мобильной станции выделенного общего канала на первой базовой станции, передачи с первой базовой станции информации о назначенном выделенном общем канале на контроллер базовой станции, соединенный с первой базовой станцией, и передачи с контроллера базовой станции упомянутой информации о выделенном общем канале на, по меньшей мере, одну вторую базовую станцию, которая соединена с контроллером базовой станции и расположена рядом с первой базовой станцией, демодулирования на упомянутых первой и второй базовых станциях сигналов, принятых по упомянутому назначенному выделенному каналу, передачи упомянутых демодулированных сигналов на упомянутый КБС и сложения в упомянутой схеме сложения разнесенных сигналов упомянутого КБС демодулированных сигналов упомянутого назначенного выделенного канала, причем упомянутые демодулированные сигналы выдаются первой и второй базовыми станциями. 2. Способ по п.1, дополнительно содержащий этап демодулирования, на, по меньшей мере, одной второй базовой станции, сигнала общего канала, переданного от мобильной станции по обратной линии связи путем сложения сигнала общего канала с использованием разнесенного приема. 3. Способ по п.2, в котором выделенный общий канал представляет собой канал доступа. 4. Способ по п.1, в котором на упомянутом этапе назначения используют идентификатор канала для назначения выделенного общего канала. 5. Способ по п.4, в котором идентификатор канала для назначения выделенного общего канала представляет собой электронный серийный номер (ЭСН) мобильной станции. 6. Способ по п.4, в котором идентификатор канала для назначения выделенного общего канала представляет собой идентификатор общепринятого длинного кода. 7. Способ по п.4, в котором идентификатор канала для назначения выделенного общего канала представляет собой идентификатор специального длинного кода, заранее определенный в первой базовой станции и мобильной станции. 8. Устройство сложения сигналов с использованием разнесенного приема на общем канале в системе связи множественного доступа с кодовым разделением каналов (МДКР), содержащей первую базовую станцию для передачи идентификатора канала для назначения выделенного общего канала на отдельную мобильную станцию, причем упомянутая первая станция передает идентификатор канала контроллеру базовой станции (КБС) и демодулирует сигналы, полученные по упомянутому назначенному выделенному общему каналу для передачи демодулированных сигналов упомянутому КБС, контроллер базовой станции, содержащий схему сложения разнесенных сигналов, для приема информации о выделенном общем канале от первой базовой станции и передачи упомянутой информации о выделенном общем канале, по меньшей мере, на одну вторую базовую станцию, расположенную рядом с первой базовой станцией, сложения в упомянутой схеме сложения разнесенных сигналов упомянутых принятых демодулированных сигналов упомянутого выделенного общего канала и определения коэффициента усиления при приеме разнесенных сигналов и упомянутую вторую базовую станцию для назначения соответствующего общего канала при помощи идентификатора канала, выданного контроллером базовой станции, в качестве выделенного общего канала, демодулирования сигналов упомянутого назначенного выделенного общего канала и передачи упомянутых демодулированных сигналов на упомянутый КБС. 9. Устройство по п.8, в котором выделенный общий канал представляет собой канал доступа. 10. Устройство по п.8, в котором идентификатор канала представляет собой электронный серийный номер (ЭСН) мобильной станции. 11. Устройство по п.8, в котором идентификатор канала представляет собой идентификатор общепринятого длинного кода. 12. Устройство по п.8, в котором идентификатор канала представляет собой идентификатор специального длинного кода, заранее определенного в первой базовой станции и мобильной станции. 13. Способ сложения сигналов с использованием разнесенного приема на общем канале в системе связи множественного доступа с кодовым разделением каналов (МДКР), в которой сотовая ячейка разделена на множество секторов и базовая станция содержит направленные антенны, относящиеся к соответствующим секторам, заключающийся в том, что содержит этапы передачи идентификатора канала для назначения отдельной мобильной станции выделенного общего канала на упомянутой базовой станции и назначения упомянутого выделенного общего канала приемникам, по меньшей мере, двух смежных секторов в качестве выделенного общего канала при помощи идентификатора канала, демодулирования приемниками соответствующих секторов в базовой станции сигналов упомянутого выделенного общего канала, принятых от соответствующих упомянутых секторных антенн, и сложения сигналов, принятых по выделенному общему каналу, по меньшей мере, двух смежных секторов с использованием разнесенного приема. 14. Способ по п.13, в котором выделенный общий канал представляет собой канал доступа. 15. Способ по п.14, в котором идентификатор канала представляет собой электронный серийный номер (ЭСН) мобильной станции. 16. Устройство сложения разнесенных сигналов с использованием разнесенного приема на общем канале в системе связи множественного доступа с кодовым разделением каналов (МДКР), в которой сотовая ячейка разделена на множество секторов и базовая станция содержит направленные антенны, относящиеся к соответствующим секторам, и осуществляется передача идентификатора канала для назначения отдельной мобильной станции выделенного общего канала на упомянутой базовой станции, приемник каналов первого сектора для назначения выделенного общего канала посредством упомянутого идентификатора канала и демодулирования сигнала, принятого посредством антенны первого сектора сигнала на упомянутом назначенном выделенном общем канале, приемник каналов второго сектора для назначения выделенного общего канала посредством упомянутого идентификатора канала и демодулирования сигнала, принятого посредством антенны второго сектора сигнала на упомянутом назначенном выделенном общем канале, и схему сложения для сложения сигналов от указанной определенной мобильной станции, выданных приемниками каналов первого и второго секторов, с использованием разнесенного приема. 17. Устройство по п.16, в котором выделенный общий канал представляет собой канал доступа. 18. Устройство по п.16, в котором идентификатор канала представляет собой электронный серийный номер (ЭСН) мобильной станции.