СПОСОБ ПОСТРОЕНИЯ БЕСПРОВОДНОЙ СИСТЕМЫ ДОСТУПА К СЕТЯМ СВЯЗИ Российский патент 2003 года по МПК H04B10/10 

Предлагаемое изобретение относится к области беспроводной связи и предназначено для использования в сетях связи на основе сотового беспроводного абонентского доступа.

Известен способ построения системы абонентского доступа на основе спутниковых систем связи (Журнал Сети и системы связи, 5, 2000, стр. 74-76), заключающийся в том, что арендуют полосу частот спутникового ретранслятора, устанавливают одну центральную станцию (ЦС) и несколько периферийных земных станций (ЗС), ЦС подсоединяют к сетевому концентратору и передают от ЦС в сторону ЗС всю информацию на одной несущей, а каждая ЗС передает данные в сторону ЦС на своей несущей. Эта технология построения систем доступа экономически эффективна при удаленном расположении абонентов одной корпорации в пределах зоны обслуживания одного спутника, однако отличается негибкостью, требует большого времени на инсталляцию и изменение конфигурации. Данное техническое решение по экономическим соображениям практически недоступно рядовым абонентам.

Наиболее близким по технической сути к предложенному является способ построения беспроводной системы доступа к сетям связи, в частности к IP сетям (журнал Мир Связи - Connect, 2000, 7, стр. 93), включающий создание зон обслуживания по сотовому принципу, соединение сот высокоскоростными каналами и организацию абонентам базовой станции (соты) беспроводного доступа к сетевым ресурсам, при этом сигналы от базовой станции передают абонентам через один или несколько направленных базовых передатчиков, прием сигналов со стороны абонентов ведут абонентскими индивидуальными или микрогрупповыми (кластерными) приемниками, передачу сигналов от абонентов ведут индивидуальными или кластерными абонентскими передатчиками, а прием сигналов от абонентов осуществляют базовыми групповыми приемниками с зонами покрытия, которые определяют исходя из условия нахождения базового группового приемника в зоне прямой видимости соответствующих абонентских передатчиков. В данном способе построения системы реализуется беспроводный доступ в радиодиапазоне 2.4 ГГц. Базовая станция образуется несколькими устройствами доступа, работающими соответственно на несколько направленных антенн с секторной диаграммой, покрывающей соответствующий сектор обслуживания базовой станции. Передатчики и приемники системы поддерживают радиоинтерфейс FH-CDMA и работают в режиме временного уплотнения Time Division Duplex.

Основными недостатками этого способа построения системы, как и других известных способов создания систем на основе беспроводного доступа (там же, стр. 90-95), является высокий уровень первичных инвестиций и жесткость формируемой сотовой структуры. Формируемая по известному способу система доступа не может быть оперативно переконфигурирована сообразно изменениям концентрации абонентов и их потребностей в предоставляемых услугах связи.

Решаемая предлагаемым изобретением задача - обеспечение возможности экономичного развития и оперативного изменения зон обслуживания и объема предоставляемых услуг при одновременном расширении функциональных возможностей систем беспроводного доступа к сетям связи.

Технический результат, который может быть достигнут при осуществлении способа, - снижение капитальных затрат как на этапе первоначального строительства системы, так и при ее дальнейшем развитии, обеспечение возможности оперативного увеличения или при необходимости уменьшения зон обслуживания и предельных объемов предоставляемых абонентам услуг. Дополнительно достигается ряд технических результатов за счет расширения функциональных возможностей систем. В частности, обеспечивается возможность оптимизации расположения базовых станций и зон их обслуживания в условиях разноэтажной застройки, а также обеспечивается возможность использования одного диапазона длин волн для предоставления на одной территории различных видов сервиса, в том числе различными компаниями, за счет расположения соответствующих базовых станций, покрывающих эту территорию, на различной высоте.

Для решения поставленной задачи с достижением ожидаемого технического результата, в известном способе построения системы доступа к сетям связи, включающем создание зон обслуживания по сотовому принципу, соединение сот высокоскоростными каналами и организацию абонентам базовой станции (соты) беспроводного доступа к сетевым ресурсам, при котором сигналы от базовой станции передают абонентам через один или несколько направленных базовых передатчиков, прием сигналов со стороны абонентов ведут индивидуальными или микрогрупповыми (кластерными) приемниками, передачу сигналов от абонентов ведут индивидуальными или кластерными абонентскими передатчиками, а прием сигналов от абонентов осуществляют базовыми групповыми приемниками с зонами покрытия, которые определяют, исходя из условия нахождения базового группового приемника в зоне прямой видимости соответствующих абонентских передатчиков, базовые приемники и передатчики каждой соты размещают внутри воздухоплавающих объектов, текущие базовые зоны обслуживания (соты) формируют путем изменения положения упомянутых воздухоплавающих объектов относительно поверхности земли и фиксируют их в этих положениях до следующего изменения конфигурации сот, а подзоны обслуживания, соответствующие отдельным базовым передатчикам внутри соты, формируют для каждого расположения воздухоплавающего объекта путем изменения расположения и/или мощности базовых передатчиков внутри воздухоплавающего объекта.

Возможен дополнительный вариант осуществления способа, в котором целесообразно, чтобы излучение от абонентских передатчиков фокусировали на базовые приемники при помощи части внутренней поверхности воздухоплавающего объекта.

Суть предлагаемого изобретения и его варианта поясняется чертежом, на котором представлена одна зона обслуживания системы доступа, построенной в соответствии с предложенным способом.

Доступ к сети связи 1 (например, к телефонной сети общего пользования или сети Интернет) осуществляется в системе, построенной и развиваемой согласно предложенному способу, через сетевой концентратор соты 2. Поток информации от концентратора передается абонентам 3 через направленные базовые передатчики 4. Абонентские приемники 5 принимают сигналы от базовых передатчиков 4, а абонентские передатчики 6 направляют сигналы от абонентов на базовые приемники (на чертеже показан один из них - 7). Базовые передатчики и приемник(и) размещены внутри воздухоплавающего объекта 8, укрепленного относительно поверхности земли (например, как показано на чертеже, посредством тросов 9, закрепленных на крыше здания 10). Передача информации от сетевого концентратора 2 к базовым передатчикам 4 и от базового приемника (приемников) 7 к концентратору 2 осуществляется через канал связи 11, который может быть организован на базе кабеля связи или быть также беспроводным каналом.

На этапе первоначально развития системы беспроводного доступа, согласно предлагаемому изобретению, формируют первичное разделение всей зоны обслуживания на соты сообразно прогнозу путем установки базовых передатчиков 4 и приемников 7 в воздухоплавающих объектах 8 в соответствующих точках стояния. По мере развития сервиса и завоевания рынка конфигурацию базовых зон обслуживания изменяют, например, укрупняя зоны обслуживания (соты) там, где спрос оказался ниже прогнозируемого, и размножая там, где плотность и/или объемные (в части трафика) потребности клиентов растут быстрее. Предложенный способ позволяет оперативно изменять размер сот путем изменения (снижения, подъема) находящихся в воздухоплавающих объектах 8 базовых станций с соответствующим изменением положения базовых передатчиков 4. При этом может требоваться дополнительная юстировка пространственного положения абонентских приемопередающих устройств. В случае коммерческой необходимости способ позволяет произвести смещение центра базовой зоны (соты) за счет переноса точки крепления воздухоплавающего объекта в горизонтальном направлении.

При оперативном изменении зон и объема обслуживания предлагаемый способ позволяет высвобождать неэффективно используемые базовые передатчики и приемники, которые могут быть установлены на вновь образуемые соты или добавлены на расширяемые.

В варианте предложенного способа излучение от абонентских передатчиков 6 фокусируют на базовый приемник (приемники) 7 при помощи внутренней поверхности 12 воздухоплавающего объекта 8. Это позволяет снизить требования к точности юстировки абонентских передатчиков за счет увеличения апертуры приема, что облегчает или полностью исключает операцию корректировки положения абонетских приемопередающих комплектов при изменениях конфигурации сот.

Таким образом, предложенный способ решает поставленную задачу - обеспечение возможности экономичного развития и оперативного изменения зон обслуживания и объема предоставляемых услуг при одновременном расширении функциональных возможностей систем беспроводного доступа к сетям. При этом достигается искомый технический результат в части снижения капитальных затрат как на этапе первоначального строительства системы, так и при ее дальнейшем развитии, обеспечивается возможность оперативного увеличения или при необходимости уменьшения зон обслуживания и предельных объемов предоставляемых абонентам услуг. Одновременно обеспечивается достижение дополнительного технического результата в части возможности оптимизации расположения базовых станций и зон их обслуживания в условиях разноэтажной застройки, а также возможности использования одного диапазона длин волн для предоставления на одной территории различных видов сервиса за счет расположения соответствующих базовых станций, покрывающих эту территорию, на различной высоте, с различным углом распространения направленного излучения от базовых передатчиков.

Изобретение относится к радиотехнике связи и может быть использовано в сетях передачи данных. Технический результат заключается в снижении капитальных затрат за счет расширения диапазона предоставляемых услуг. В способе для передачи данных между базовой станцией и абонентами используют электромагнитное излучение оптического диапазона. В качестве базовых передатчиков используют передающие оптические устройства в количестве, соответствующем количеству абонентских приемников. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Способ построения системы доступа к сетям связи, включающий создание зон обслуживания по сотовому принципу, соединение базовых станций сот высокоскоростными каналами и организацию абонентам каждой базовой станции беспроводного доступа к сетевым ресурсам, при этом сигналы от базовой станции передают абонентам через один или несколько направленных базовых передатчиков, прием сигналов со стороны абонентов ведут абонентскими индивидуальными или микрогрупповыми, т. е. кластерными, приемниками, передачу сигналов от абонентов ведут индивидуальными иди кластерными абонентскими передатчиками, а прием сигналов от абонентов осуществляют базовыми групповыми приемниками с зонами покрытия, которые определяют, исходя из условия нахождения базового группового приемника в зоне прямой видимости соответствующих абонентских передатчиков, отличающийся тем, что базовые приемники и передатчики каждой соты размещают внутри воздухоплавающих объектов, текущие базовые зоны обслуживания - соты - формируют путем изменения положения упомянутых воздухоплавающих объектов относительно поверхности земли и фиксируют их в этих положениях до следующего изменения конфигурации сот, а подзоны обслуживания, соответствующие отдельным базовым передатчикам внутри соты, формируют для каждого расположения воздухоплавающего объекта путем изменения расположения и/или мощности базовых передатчиков внутри воздухоплавающего объекта. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что излучение от абонентских передатчиков фокусируют на базовые приемники при помощи части внутренней поверхности воздухоплавающего объекта.