СПОСОБ ПОИСКА ЯЧЕЕК В СИСТЕМЕ МОБИЛЬНОЙ СВЯЗИ Российский патент 2002 года по МПК H04B7/26 

1. Область изобретения
Настоящее изобретение в целом относится к системе радиосвязи с мобильной станцией и более конкретно - к способу поиска ячеек, используя PN коды при включении питания.

2. Описание предшествующего уровня техники
Обычно система мобильной связи использует сотовую конфигурацию для поддержки многих пользователей с ограниченными радиочастотными ресурсами (РЧ). То есть зону обслуживания для радиосвязи разделяют на несколько малых зон или ячеек и для ячейки назначают РЧ ресурсы. Фиг.1 изображает идеальную сотовую конфигурацию, применяемую для типовой системы мобильной связи. В системе мобильной связи, использующей такую сотовую конфигурацию, необходимо определить местоположение мобильной станции (или сотового терминала), чтобы установить вызов, для которого мобильная станция рассматривается в качестве адресата вызова. Процесс определения местоположения мобильной станции называют "регистрацией местоположения". Регистрация местоположения вообще может быть разделена на регистрацию местоположения при включении питания, регистрацию местоположения при отключении питания, регистрацию местоположения на основании времени, регистрацию местоположения на основании расстояния, регистрация местоположения в связи с изменением параметра, регистрация местоположения на основании команды, неявная регистрация местоположения и регистрация местоположения канала вызова.

Регистрацию местоположения при отключении питания выполняют, когда пользователь выключает переключатель питания мобильной станции. Однако, когда это происходит, подача питания к мобильной станции фактически не отключается, пока не закончена регистрация местоположения при отключении питания. Далее мобильная станция не выполняет регистрацию местоположения при отключении питания, если текущее местоположение не зарегистрировано. Если мобильная станция в состоянии при отключенном питании находится вне эффективного расстояния для ее текущего зарегистрированного местоположения, регистрация местоположения при отключении питания не может быть выполнена правильно. Если регистрация местоположения при отключении питания, несмотря на ненадежность, выполнена правильно, можно избавить центр коммутации мобильных телефонов от излишней передачи сигнала поискового вызова мобильной станции.

Регистрацию местоположения при включении питания выполняют, когда пользователь включает переключатель питания мобильной станции. Для регистрации местоположения при включении питания мобильная станция поддерживает и контролирует таймер включения питания/инициализации и не пытается осуществить соединение с целью регистрации местоположения в то время, когда таймер активизирован. Кроме того, чтобы предотвратить осуществление непрерывных процедур регистрации местоположения из-за повторного включения/отключения переключателя питания мобильной станции в течение короткого времени, процедура регистрации местоположения начинается после истечения, например, 20 секунд.

Для регистрации местоположения мобильная станция определяет соседнюю ячейку, которая должна быть зарегистрирована, и посылает сообщение регистрации, включающее в себя информацию о регистрации местоположения, к базовой станции для определенной соседней ячейки по каналу доступа. Это сообщение регистрации является фактическим сообщением о регистрации местоположения, в котором информация регистрации местоположения включает в себя тип регистрации местоположения, индекс временного интервала, номер модификации протокола мобильной станции, индикатор класса мобильной станции и индикатор входящего вызова. После приема сообщения о регистрации базовая станция посылает информацию о системе и сети и сообщение о параметрах системы, включающее в себя регистрацию местоположения, переключение канала связи (или перераспределение) и параметры управления мощностью для мобильной станции по каналу поисковой связи.

Мобильная станция выполняет операцию синхронизации PN (псевдослучайного) кода, чтобы отыскать соседнюю ячейку, до выполнения регистрации местоположения при включении питания, следующей за включением переключателя питания. Операция синхронизации PN кода включает в себя два этапа; этап захвата синхронизации и этап отслеживания синхронизации. На этапе захвата синхронизации принятый PN сигнал и локально сформированный PN сигнал регулируют так, чтобы они попали в интервал одного элемента сигнала или меньше. Далее на этапе отслеживания синхронизации указанные выше два PN сигнала точно корректируют так, чтобы фазы PN сигналов совпадали друг с другом.

Фиг. 3 является блок-схемой, которая иллюстрирует обычную процедуру поиска PN кода в мобильной станции. Нижеследующее описание представлено для обычного способа поиска PN кода со ссылкой на фиг.1 и 3.

Мобильная станция определяет, этап 310, принят ли запрос на отключение питания от пользователя. После обнаружения запроса на отключение питания мобильная станция выполняет регистрацию местоположения при отключении питания на этапе 312. После завершения регистрации местоположения при отключении питания мобильная станция определяет, этап 314, принят ли запрос на включение питания от пользователя. После обнаружения запроса на включение питания мобильная станция ищет группу ячеек, где в настоящее время расположена мобильная станция, используя принятый сигнал с расширенным спектром на этапе 316. После поиска группы ячеек, этап 318, мобильная станция последовательно ищет PN коды для соседних соответствующих ячеек в заданном порядке. После захвата синхронизации PN кода для определенной ячейки в процессе поиска ячейки мобильная станция выполняет регистрацию местоположения при включении питания, чтобы регистрировать себя в ячейке с захваченной синхронизацией, этап 320. Со ссылкой на фиг.1 ниже подробно описано, как мобильная станция ищет PN коды для соответствующих ячеек. Предполагается, что мобильная станция синхронизирована с группой ячеек, к которой она принадлежит в настоящее время.

Когда мобильная станция включает питание в местоположении В на фиг.1 после выключения питания в местоположении А, мобильная станция первоначально ищет PN код (РН_КА) для ячейки, где было осуществлено выключение питания, то есть ячейки "А". После поиска начального PN кода мобильная станция ищет PN коды в предопределенном порядке, например, PN_KB, PN_KC, PN_KD, PN_KE, PN_KF и PN_KG. В процессе поиска PN кода мобильная станция сравнивает уникальные PN коды для соответствующих ячеек с PN кодами, включенными в цикл синхронизации, принятый от базовой станции, для поиска PN кода, имеющего самый высокий уровень мощности принимаемого сигнала. То есть обнаружение PN кода, имеющего самую высокую мощность принимаемого сигнала, означает, что мобильная станция обнаружила ячейку (или базовую станцию), от которой она будет принимать обслуживание.

Другими словами, после обнаружения запроса на включение питания мобильная станция сначала ищет группу ячеек, а затем последовательно ищет PN коды для соответствующих ячеек в группе ячеек в предопределенном порядке.

При таком способе поиска PN кода, когда пользователь перемещается к ячейке, которая является последней в списке ячеек, которые должны быть исследованы в соответствии с предопределенным порядком, время установления связи будет увеличиваться. Например, когда мобильная станция переходит к ячейке, использующей PN код РN_KG мобильная станция осуществляет излишний поиск PN кодов PN_KB, PN_KC, PN_KD, PN_KE и PN_KF, таким образом тратя впустую время поиска на неподходящие PN коды. Это неизбежно увеличивает время установления связи.

Краткое описание изобретения
Задача настоящего изобретения состоит в том, чтобы создать способ быстрого поиска ячейки, используя PN код в мобильной станции.

Другой задачей настоящего изобретения является создание способа быстрого поиска ячейки, использующей PN код, в мобильной станции, используя уровни мощности принятых сигналов соседних ячеек, которые измеряют для выполнения переключения канала связи.

В соответствии с одним аспектом настоящего изобретения предлагается способ поиска ячейки для системы мобильной связи. После обнаружения запроса на отключение питания мобильная станция сохраняет в памяти PN информацию соседних ячеек вместе с уровнями мощности принятых сигналов соседних ячеек. После включения питания определяют, расположена ли мобильная станция в настоящее время в той же группе ячеек, где она была расположена при отключении питания. Если мобильная станция расположена в той же группе ячеек, она последовательно считывает PN информацию из памяти по порядку уровней мощности принятого сигнала, чтобы найти соседние ячейки. Перед поиском соседних ячеек, однако, мобильная станция сначала исследует ячейку, зарегистрированную во время отключения питания до поиска соседних ячеек.

В соответствии с другим аспектом настоящего изобретения предлагается способ поиска ячейки для системы мобильной связи с мобильными объектами. Мобильная станция измеряет уровни мощности принимаемых сигналов соседних ячеек для выполнения переключения во время вызова и контролирует появление запроса на отключение питания от пользователя. После обнаружения запроса на отключение питания мобильная станция сохраняет в памяти PN информацию для соседних ячеек вместе с измеренными уровнями мощности принимаемых сигналов до отключения питания. После обнаружения последующего запроса на включение питания от пользователя мобильная станция подает требуемое питание и затем определяет, расположена ли мобильная станция в данный момент в той же группе ячеек, где мобильная станция была расположена во время отключения питания. Если мобильная станция расположена в той же группе ячеек, она ищет ячейку, чье местоположение было зарегистрировано во время отключения питания. Однако при неудачном поиске начальной ячейки мобильная станция последовательно считывает PN информацию из памяти по порядку уровней мощности принятого сигнала, чтобы найти соседние ячейки.

Краткое описание чертежей
Вышеуказанные и другие задачи, особенности и преимущества настоящего изобретения станут более очевидными из нижеследующего подробного описания совместно с сопроводительными чертежами, на которых:
фиг. 1 является диаграммой, иллюстрирующей идеальную сотовую конфигурацию, которая используется в обычной системе связи с мобильными объектами;
фиг. 2 является блок-схемой, иллюстрирующей обычную структуру приемника для мобильной станции, которая осуществляет поиск PN кодов;
фиг.3 изображает последовательность операций процедуры поиска PN кодов в мобильной станции для обычной системы связи с мобильными объектами; и
фиг.4 изображает последовательность операций процедуры поиска PN кодов в мобильной станции для системы связи с мобильными объектами в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.

Подробное описание предпочтительного варианта осуществления
Предпочтительный вариант осуществления настоящего изобретения описан ниже со ссылкой на сопроводительные чертежи.

Вообще, приемник в мобильной станции включает в себя блок захвата PN синхронизации, блок отслеживания PN синхронизации, блок восстановления/отслеживания несущей и блок сжатия/демодуляции, как показано на фиг.2.

Блок 210 захвата PN сигнала (фиг.2) ищет фазы принятых сигналов с расширенным спектром для определения значения, имеющего наивысшую корреляцию с принятым PN сигналом. Блок 212 отслеживания PN сигнала синхронизирует фазу определенного значения с фазой PN сигнала для принятого сигнала с расширенным спектром, используя контур обратной связи. Блок 214 восстановления/отслеживания несущей выделяет несущую из принятого сигнала с расширенным спектром. Блок 216 сжатия/демодуляции выполняет операцию демодуляции/сжатия, используя сигнал несущей, выданный из блока 214 восстановления/отслеживания несущей и PN сигнал, выданный из блока 212 отслеживания PN сигнала так, чтобы получить значение оценки данных из сигнала с расширенным спектром. Сигнал несущей и PN сигнал, выданные из блока 214 восстановления/отслеживания несущей и из блока 212 отслеживания PN сигнала используют, чтобы способствовать осуществлению взаимных функций, как представлено пунктирами. Это называют "направляемое решением восстановление и синхронизация несущей". Далее, хотя и не показано на фиг.2, полосовой фильтр, использующий несущую в качестве средней частоты, обычно используют на каскаде, предшествующем приемнику, для осуществления с помощью полосового фильтра фильтрации сигнала с расширенным спектром так, чтобы удалить шумы и сигналы помех. Кроме того, хотя и не показано на чертеже, вариант осуществления включает в себя запоминающее устройство для сохранения PN информации совместно с уровнями мощности соседних ячеек.

В образцовом варианте осуществления приемник со структурой, изображенной на фиг.2, выполняет операцию поиска PN кода в соответствии с процедурой, показанной на фиг.4. Вкратце процедура, показанная на фиг.4, включает в себя первый этап измерения уровней мощности принимаемого сигнала от соответствующих соседних ячеек после обнаружения запроса на отключение питания и сохранение измеренных значений уровня мощности. Процедура далее включает в себя второй этап поиска группы ячеек после приема последующего запроса на включение питания и последовательный поиск соответствующих соседних ячеек в порядке сохраненных значений мощности, когда найденная группа ячеек соответствует группе ячеек с измеренным уровнем мощности.

Ниже приведено подробное описание предпочтительного варианта осуществления настоящего изобретения со ссылкой на фиг.2 и 4.

Мобильная станция определяет на этапе 410, принят ли запрос на отключение питания от пользователя. В это время пользователь может делать запрос на отключение питания, используя переключатель питания. После обнаружения запроса на отключение питания мобильная станция измеряет принимаемые уровни мощности от соседних базовых станций (то есть, соседних ячеек), выполняя регистрацию местоположения при отключении питания, и сохраняет значения измеренного уровня мощности в таблице в памяти во внутренней флэш-памяти, назначая приоритеты в соответствии с измеренными значениями уровня мощности. После сохранения подачу писания затем прекращают, этап 412. Мобильная станция также сохраняет в таблице в памяти PN информацию для обозначения группы ячеек, связанную с измеренными уровнями мощности.

Таблица изображает таблицу в памяти, сформированную во внутренней флэш-памяти, в которой измеренные значения мощности принимаемых сигналов сохранены со ссылкой на идеальную сотовую конфигурацию, изображенную на фиг.1.

Хотя описание приведено со ссылкой на случай, когда мобильная станция измеряет мощность принятого сигнала соответствующих соседних ячеек после обнаружения запроса на отключение питания от пользователя (этапы 410 и 412), также возможно определить данные, которые должны быть сохранены в таблице в памяти, используя уровни мощности принятых сигналов, измеренные с целью выполнения переключения. Обычно мобильная станция периодически контролирует уровни мощности принимаемых сигналов от соседних ячеек, чтобы выполнить переключения между базовыми станциями во время вызова.

Если питание выключают во время переключения, мобильная станция не может обеспечивать обслуживание вызова. В этом состоянии потребление энергии минимально. В состоянии с минимальным потреблением энергии даже при том, что мобильная станция не обеспечивает обслуживание вызова, она еще потребляет минимальную рабочую мощность. Аналогично для операций согласно настоящему изобретению требуется минимальная энергия даже при том, что питание отключено.

В состоянии с отключенным питанием мобильная станция определяет, на этапе 414, принят ли запрос на включение питания от пользователя. В это время пользователь может осуществить запрос на включение питания, используя переключатель питания на клавиатуре мобильной станции. После обнаружения запроса на включение питания мобильная станция ищет группу ячеек, этап 416, и определяет, является ли найденная группа ячеек идентичной группе ячеек, сохраненной в таблице в памяти на этапах 410 и 412. Группа ячеек, сохраненная в таблице в памяти, означает группу ячеек, где мобильная станция была расположена во время отключения питания. Поэтому, когда на этапе 416 определено, что найденная группа ячеек идентична сохраненной группе ячеек, это означает, что мобильная станция осталась в той же группе ячеек с момента времени отключения питания до момента времени включения питания. Иначе, если найденная группа ячеек не идентична сохраненной группе ячеек, это означает, что мобильная станция переместилась из зарегистрированной группы ячеек после отключения питания.

Хотя и не показано на фиг.4, когда определено на этапе 416, что найденная группа ячеек не идентична сохраненной группе ячеек, мобильная станция выполняет операцию поиска существующего PN кода. Однако, когда определено на этапе 416, что найденная группа ячеек идентична сохраненной группе ячеек, процедура продолжается в соответствии с этапом 418, где мобильная станция ищет PN коды в соответствии с приоритетами, сохраненными в таблице в памяти вместе с соответствующими ячейками в группе ячеек. Для случая таблицы в памяти, изображенной на фиг.1, PN коды поиск осуществляют в порядке PN_KA, PN_KE, PN_KC, PN_KD, PN_KG, PN_KF и PN_KB.

Операция поиска, выполненная на этапах 416 и 418, является той же, что и операция, описанная со ссылкой на фиг.2. Кроме того, операция поиска хорошо известна. Поэтому подробного описания здесь не приводится.

После захвата синхронизации PN кода для базовой станции посредством поиска PN кода на этапах 416 и 418 мобильная станция выполняет регистрацию местоположения при включении питания для базовой станции (то есть ячейки), соответствующей PN коду захваченной синхронизации, этап 420. Другими словами, мобильная станция имеет захваченный сигнал синхронизации ячейки для конкретной базовой станции.

Ниже описана процедура поиска нового PN кода со ссылкой на случай, когда мобильная станция выключает питание в местоположении А и включает питание в местоположении В во время перемещения от ячейки PN_KA к ячейке РN_KE, как изображено на фиг.1. Здесь предполагается, что мобильная станция имеет таблицу в памяти в соответствии с таблицей для случая отключения питания в местоположении А.

Мобильная станция зарегистрирована в базовой станции (на фиг.1), обслуживающей ячейку PN_KA. Мощность PN_KE принятого сигнала ячейки увеличивается при перемещении мобильной станции к ячейке PN_KE, которая использует PN код PN_KE. Мобильная станция может обнаружить увеличение уровня мощности принимаемого сигнала посредством измерения уровня мощности принимаемого сигнала для переключения. Запрос на отключение питания происходит, когда пользователь выключает переключатель питания в местоположении А. Когда это происходит, мобильная станция выполняет регистрацию местоположения при отключении питания и прерывает подачу питания, требуемого для вызова. Тем временем, мобильная станция сохраняет группу ячеек и уровни мощности принимаемого сигнала от соседних ячеек из группы ячеек при отключении питания в таблице в памяти, иллюстрированной таблицей. Уровни мощности принимаемого сигнала могут быть сохранены в таблице в памяти, используя или уровни мощности принимаемого сигнала, измеренные для выполнения переключения, или уровни мощности принимаемого сигнала, измеренные для выполнения регистрации местоположения при отключении питания. Можно видеть из таблицы, что уровни мощности принимаемого сигнала, измеренные в местоположении А, упорядочены следующим образом PN_KA, PN_KE, PN_KC, PN_KD, PN_KG, PN_KF и PN_KB. Например, даже если уровень мощности принимаемого сигнала ячейки РN_KE выше, чем уровень мощности принимаемого сигнала ячейки PN_KA, более высокий приоритет будет назначен ячейке PN_KA, так как ячейка PN_KA была последней зарегистрированной ячейкой.

Между тем, когда пользователь впоследствии включает переключатель питания, чтобы осуществить запрос на включение питания, в местоположении В, мобильная станция выполняет поиск PN кода. После включения питания мобильная станция сравнивает PN код для сигнала с расширенным спектром, принятого во время включения питания, с одним из кодов PN, сохраненных в таблице в памяти, чтобы определить, являются ли они идентичными. Если обнаружено, что два PN кода идентичны, мобильная станция ищет PN коды для соседних базовых станций в порядке PN_KA, PN_KE, PN_KC, PN_KD, PN_KG, PN_KF и PN_KB в соответствии с уровнями мощности принятого сигнала, сохраненными в таблице в памяти согласно таблице.

Как описано выше, при включении питания новая мобильная станция выполняет поиск PN кода, начиная с PN кода для ячейки, имеющей самую высокую вероятность, где может быть расположена мобильная станция. Таким образом, можно уменьшить время поиска PN кода мобильной станции, посредством этого обеспечивая быструю установку вызовов.

В целом, новая мобильная станция измеряет уровни мощности принимаемых сигналов от соответствующих соседних ячеек во время отключения питания, и после включения питания выполняет операцию PN синхронизации в соответствии с измеренными уровнями мощности принимаемых сигналов, обеспечивая следующие преимущества:
(1) сокращение времени PN синхронизации, таким образом обеспечивая быстрое обслуживание вызовов; и
(2) сокращение времени установления вызова, посредством этого уменьшая плату за пользование телефоном.

Хотя изобретение описано со ссылкой на некоторый предпочтительный вариант его осуществления, специалистам понятно, что могут быть осуществлены различные изменения в форме и конкретных деталях без отрыва от объема и контекста изобретения, которое определяется в соответствии с прилагаемой формулой изобретения.

Раскрыт способ быстрого поиска ячейки для мобильной станции в мобильной системе связи, что является техническим результатом. После обнаружения запроса на отключение питания мобильная станция сохраняет в памяти PN информацию соседних ячеек вместе с уровнями мощности принимаемого сигнала соседних ячеек. После включения питания определяют, расположена ли мобильная станция в данный момент в той же группе ячеек, где она была расположена во время отключения питания. Когда мобильная станция расположена в той же группе ячеек, она последовательно считывает PN информацию из памяти по порядку уровня мощности принятого сигнала, чтобы найти соседние ячейки. Далее мобильная станция ищет ячейку, зарегистрированную во время отключения питания, перед поиском соседних ячеек. 3 с. и 1 з.п. ф-лы, 4 ил, 1 табл.

1. Способ поиска ячеек в мобильной станции, содержащий этапы, при которых после обнаружения запроса от пользователя на отключение питания, измеряют уровни мощности принимаемого сигнала от соответствующих соседних ячеек, сохраняют в таблице внутренней памяти для множества соседних ячеек псевдослучайные коды (PN) и значения измеренных уровней мощности, назначая приоритеты в соответствии с измеренными значениями уровня мощности и отключают питание, после обнаружения запроса от пользователя на включение питания, включают питание и определяют, расположена ли мобильная станция в данный момент в той же группе ячеек, где мобильная станция была расположена во время отключения питания и осуществляют поиск соседних ячеек при помощи последовательного считывания PN кодов из таблицы в памяти по порядку уровня мощности принятого сигнала. 2. Способ по п. 1, дополнительно содержащий этап поиска ячейки, зарегистрированной во время отключения питания до поиска соседних ячеек. 3. Способ поиска ячеек в мобильной станции, содержащий этапы, при которых осуществляют обнаружение запроса от пользователя на отключение питания, после обнаружения запроса на отключение питания измеряют уровни мощности принятого сигнала соседних ячеек, сохраняют в таблице памяти псевдослучайные коды (PN) для соседних ячеек вместе с измеренным уровнем мощности принимаемого сигнала, назначая приоритеты в соответствии с измеренными значениями уровня мощности и отключают питание, после обнаружения запроса от пользователя на включение питания, включают питание, определяют, расположена ли мобильная станция в данный момент в той же группе ячеек, где мобильная станция была расположена во время отключения питания, осуществляют поиск начальной ячейки, чье местоположение было зарегистрировано во время отключения питания, когда мобильная станция расположена в той же группе ячеек, и после неудачного поиска начальной ячейки, осуществляют поиск соседних ячеек посредством последовательного считывания PN кодов из таблицы памяти по порядку уровня мощности принятого сигнала. 4. Способ поиска ячеек в мобильной станции, содержащий этапы, при которых осуществляют измерение уровней мощности принимаемого сигнала от соседних ячеек для выполнения переключения во время вызова, осуществляют обнаружение запроса от пользователя на отключение питания, после обнаружения запроса на отключение питания, сохраняют в таблице в памяти псевдослучайные коды (PN) для соседних ячеек вместе с измеренным уровнем мощности принимаемого сигнала, назначая приоритеты в соответствии с измеренными значениями уровня мощности и отключают питание, после обнаружения запроса от пользователя на включение питания осуществляют подачу питания, определяют, расположена ли мобильная станция в данный момент в той же группе ячеек, где мобильная станция была расположена во время отключения питания, осуществляют поиск начальной ячейки, чье местоположение было зарегистрировано во время отключения питания, когда мобильная станция расположена в той же группе ячеек и после неудачного поиска соседних ячеек, посредством последовательного считывания PN кодов из таблицы в памяти по порядку уровня мощности принятого сигнала.