СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ПЕРЕКЛЮЧЕНИЯ КАНАЛОВ СВЯЗИ В МОБИЛЬНОЙ СИСТЕМЕ СВЯЗИ Российский патент 2003 года по МПК H04Q7/38 

Область техники
Настоящее изобретение относится к системам связи, а более конкретно к способу и устройству для осуществления переключения каналов связи.

Предшествующий уровень техники
В условиях мобильной связи, например при перемещении пользователя из зоны действия одной базовой станции в зону действия другой базовой станции, должна осуществляться процедура переключения с одной базовой станции на следующую. Решение о переключении каналов связи обычно принимается на основе измерений мобильными станциями уровня пилот-сигналов, передаваемых соответствующими базовыми станциями. Если измеренный уровень пилот-сигнала текущей базовой станции спадает ниже порога, мобильная станция передает сообщение об измерении уровня пилот-сигнала (ИУПС), которое направляется в блок приемопередатчика и селектора (БПС) контроллера базовых станций (КБС). Контроллер базовых станций затем определяет, какой тип процедуры переключения каналов связи следует выполнить.

Процедуры переключения каналов связи обычно классифицируются по двум типам. Первый тип известен как режим гибкого переключения каналов связи. В режиме гибкого переключения каналов связи мобильная станция МС одновременно поддерживает соединение с двумя или более базовыми станциями по принципу установления нового соединения перед разъединением предыдущего соединения. То есть когда мобильная станция перемещается из своей текущей ячейки сотовой системы связи (исходной ячейки) в следующую ячейку (целевую ячейку), канал трафика одновременно поддерживается с обеими ячейками. Режим гибкого переключения каналов связи обычно имеет место в том случае, когда мобильная станция перемещается из одной ячейки в другую ячейку, которая обслуживается тем же самым КБС, причем базовая станция второй ячейки использует то же самое распределение частоты, что и первая.

Второй тип процедуры переключения каналов связи представляет собой режим жесткого переключения каналов связи, при котором мобильная станция не управляется одновременно двумя или более базовыми станциями. В отличие от режима гибкого переключения каналов связи канал вызова, поддерживающий соединение с мобильной станцией, не поддерживается непрерывно, а вместо этого отключается от базовой станции, расположенной в исходной ячейке, и затем за очень короткий промежуток времени повторно устанавливается с базовой станцией из целевой ячейки, реализуя принцип разъединения предыдущего соединения перед установлением нового соединения.

Ниже, со ссылкой на фиг.1 описывается известная процедура переключения каналов связи в мобильной системе связи.

Перед описанием известной процедуры переключения каналов связи необходимо определить термины, используемые в настоящем изобретении.

Режим 0 (режим 0 передачи БС и режим 0 приема МС): БС обычным способом передает данные в течение всего периода кадра и МС принимает данные.

Режим 1 (режим 1 передачи БС и режим 1 приема МС); БС передает данные в течение части периода кадра и МС принимает данные.

Режим 2 (режим 2 передачи БС и режим 2 приема МС): в течение части периода кадра, в которой БС не передает данные, МС осуществляет поиск соседней БС.

Защитный интервал, необходимый для перехода из режима 1 в режим 2, обозначен как а, и защитный интервал, необходимый для перехода из режима 2 в режим 1 или в режим 0, обозначен как b.

Первый кадр - это первый кадр, передаваемый в МС с помощью БС после запроса на переключение каналов связи.

Второй кадр - это кадр, следующий за первым кадром.

Режим разделения временных интервалов (режим сжатия): режим работы БС, в котором БС делит период кадра на временные интервалы и передает данные только в выбранных временных интервалах. Период передачи данных называется активным периодом в режиме разделения временных интервалов, а период отсутствия передачи данных называется неактивным периодом в режиме разделения временных интервалов.

На фиг.1А и 1В схематично представлена известная процедура переключения каналов связи в режиме 1 с разделением временных интервалов и в режиме 2 с разделением временных интервалов соответственно.

Как показано на фиг.1, БС поддерживает связь с МС в режиме 0 на этапе 100. Режим 0 характеризуется схемой передачи, в которой данные, передаваемые со скоростью передачи R_D, расширяют по спектру с помощью ортогонального кода m-уровня и передают в течение периода Т кадра. После запроса на переключение каналов связи БС удваивает скорость передачи данных, расширяет по спектру данные с помощью ортогонального кода (m-1)-уровня в течение первой половины периода кадра, предназначенной для передачи, и не передает данные в течение второй половины периода кадра на этапах 110 и 120. Поэтому МС принимает данные от БС в течение первой половины периода кадра с удвоенной скоростью передачи данных и осуществляет поиск соседней целевой БС, на которую должно происходить переключение канала связи, в течение второй половины периода кадра. Затем на этапах 130 и 140 БС передает данные, расширенные по спектру с помощью ортогонального кода (m-1)-уровня, с удвоенной скоростью передачи данных в течение первой половины периода кадра и затем не передает данные в течение второй половины периода кадра. МС снова принимает данные из БС в течение первой половины периода кадра и затем осуществляет поиск соседней БС, на которую должно происходить переключение канала связи, в течение второй половины периода кадра.

Как установлено выше, после запроса на переключение каналов связи БС передает данные в течение первой половины первого и второго периодов кадра и не передает никаких данных к МС в течение второй половины первого и второго периодов кадра, позволяя МС проводить поиск соседней БС в режиме разделения временных интервалов. После работы в режиме разделения временных интервалов БС и МС работают в режиме 0 (период 150), как в периоде 100. То есть спустя два периода кадра для поиска целевой БС последняя на этапе 150 передает данные, которые расширяют по спектру с помощью ортогонального кода m-уровня, а МС принимает данные.

Согласно фиг.1В, БС поддерживает связь с МС в режиме 0 на этапе 200. Режим 0 характеризуется схемой передачи, в которой данные, передаваемые со скоростью передачи данных R_D, расширяют по спектру с помощью ортогонального кода m-уровня и передают в течение периода Т кадра. После запроса на переключение каналов связи БС удваивает скорость передачи данных, расширяет по спектру данные с помощью ортогонального кода (m-1)-уровня в течение первой половины первого периода кадра для передачи на этапе 210 и не передает данные в течение второй половины первого периода 220 кадра. БС не передает данные в течение первой половины второго периода 220 кадра и удваивает скорость передачи данных и расширяет данные с помощью ортогонального кода (m-1)-уровня в течение второй половины второго периода 230 кадра. Поэтому МС принимает данные от БС в течение первой половины первого периода 210 кадра и осуществляет поиск соседней целевой БС в течение второй половины первого периода кадра и первой половины второго периода 220 кадра. Затем на этапе 230 БС не передает данные в течение первой половины второго периода кадра и передает данные, расширенные по спектру с помощью ортогонального кода (m-1)-уровня, с удвоенной скоростью передачи данных в течение второй половины второго периода 230 кадра. То есть после запроса на переключение каналов связи БС передает данные в течение первой половины первого периода кадра и второй половины второго периода кадра, а МС осуществляет поиск соседней БС во второй половине первого периода кадра и в первой половине второго периода кадра без приема данных в режиме 2 разделения временных интервалов.

На фиг.2 изображены уровни ортогональных кодов, которые имеют переменные коэффициенты расширения и поддерживают ортогональность между каналами.

Как показано на фиг.2, ортогональные коды на одном и том же уровне являются взаимно ортогональными, а ортогональные коды вдоль одной линии не являются ортогональными кодами. Поэтому ортогональный код верхнего уровня (m+k) (k=0, 1, 2,...) или ортогональный код нижнего уровня (m-k) (k=0, 1, 2, . . . , m), относящиеся к одной линии, не могут обеспечивать ортогональность между каналами по отношению к ортогональному коду m-уровня (m = 0, 1, 2,... ).

На фиг. 3А и 3В изображены уровни ортогональных кодов для описания способа присвоения ортогонального кода верхнего уровня при выполнении традиционной процедуры переключения каналов связи с одной частоты на другую. На фигурах ортогональные коды, отмеченные прямоугольниками (уровень 3), представляют собой текущего кандидата на переключение каналов связи (то есть требующего переключения каналов связи), а ортогональные коды, отмеченные овальными кружками, присвоены каналам в текущем состоянии связи.

Как показано на фиг.3А и 3В, предполагается, что когда БС осуществляет передачу с использованием ортогонального кода 00000000, происходит переключение каналов связи. Если ортогональный код 0000 в прямом верхнем уровне является доступным, как показано на фиг.3А, БС передает данные с использованием ортогонального кода 0000. Однако, если ортогональный код 0000 не может быть присвоен ввиду текущего использования ортогонального кода 00001111 (фиг.3В), БС определяет доступный ортогональный код среди других ортогональных кодов в прямом верхнем уровне. Напомним, что ортогональный код 0000 (фиг.3В) не может быть присвоен, так как этот ортогональный код находится на прямой линии с кодом 00001111 и не является с ним ортогональным. Затем БС определяет, что доступен ортогональный код 0011, не расположенный на прямой линии с кодом 00001111, и передает данные с использованием ортогонального кода 0011. В этом случае на этапах 100 и 150 (фиг.1А) и на этапах 200 и 240 (фиг. 1В) можно использовать различные ортогональные коды. Вероятность использования ортогонального кода, который отличается от ортогонального кода в предыдущем периоде, выше на фиг.3В, чем на фиг.3А, так как исходный ортогональный код можно использовать все время благодаря использованию ортогонального кода в прямом верхнем уровне в случае, показанном на фиг.3А. С другой стороны, если исходный ортогональный код присваивается другому каналу в режиме разделения временных интервалов, невозможно вернуть исходный ортогональный код в случае по фиг.3В.

Ниже, со ссылкой на фиг.4 приводится описание известной процедуры режима жесткого переключения каналов связи.

Текущая БС (БС₀) передает данные в течение полного периода Т кадра на этапе 411, а мобильная станция (МС) принимает данные на этапе 413. БС продолжает поддерживать связь с МС на этапе 415. МС на этапе 417 проводит измерение уровня сигнала, принятого от БС, и на этапе 419 уведомляет БС о результатах измерения, если уровень сигнала находится на уровне порога или ниже. Затем БС определяет по результатам измерения на этапе 421, требуется ли переключение каналов связи. После запроса на переключение каналов связи БС переходит на этап 423. С другой стороны, если БС определяет, что переключение каналов связи не требуется, БС возвращается на этап 411, на котором она снова передает данные в течение периода Т. На этапе 423 БС определяет, имеется ли доступный ортогональный код на прямом верхнем уровне. Если ортогональный код, который используется в текущий момент времени, находится на уровне 2, БС определяет, имеется ли какой-либо доступный ортогональный код на уровне 1. При наличии доступного ортогонального кода БС переходит на этап 425, в противном случае БС на этапе 423 ожидает выработки доступного ортогонального кода на прямом верхнем уровне. То есть переключение каналов связи нельзя выполнить до тех пор, пока не будет выработан доступный ортогональный код. На этапе 425 БС передает в МС различные параметры (например, ортогональный код, период передачи и период отсутствия передачи), которые необходимы для перераспределения каналов связи. Затем МС на этапе 427 принимает информацию, которая относится к переключению каналов связи, и уведомляет БС о статусе приема посредством сигнала АСК подтверждения на этапе 429. БС определяет на этапе 431, был ли принят сигнал АСК подтверждения от МС. После приема сигнала АСК БС переходит на этап 433, а в противном случае БС возвращается на этап 425 для возобновления передачи информации, которая относится к переключению каналов связи. На этапе 433 БС расширяет по спектру данные при удвоенной скорости передачи, Т/Т_on, где T_on равно Т/2 и таким образом Т/Т_on равно 2, с использованием ортогонального кода на верхнем уровне и передает расширенные данные в течение времени T_on в первой половине периода D1 первого кадра. Затем МС на этапе 435 принимает расширенные данные в течение первой половины периода D1 и сигнал от соседней БС в течение второй половины периода D2 первого кадра для поиска новой БС для реализации процедуры переключения каналов связи.

Как показано на фиг.5, проблема известной процедуры переключения каналов связи, которая описана выше, заключается в том, что ортогональный код на верхнем уровне нельзя присвоить в случае, когда канал, использующий ортогональный код 00000000 в уровне 3, временно увеличивает свою скорость передачи данных для реализации переключения каналов связи. Например, ортогональный код 0000 на уровне 2 недоступен из-за того, что ортогональный код 00001111 занят на уровне 3. Аналогично ортогональный код 00110011 на уровне 2 не доступен из-за того, что ортогональный код 00110011 занят на уровне 3. Ортогональный код 0101 на уровне 2 в текущий момент используется, а ортогональный код 0110 на уровне 2 нельзя присвоить из-за того, что ортогональный код 01101001 занят на уровне 3. То есть на уровне 2 отсутствуют доступные ортогональные коды для поддержания ортогональности. Поэтому переключение каналов связи невозможно выполнить до тех пор, пока не будет выработан доступный ортогональный код на уровне 2. Эту проблему можно решить путем отдельного резервирования ортогональных кодов на верхнем уровне для переключения каналов связи. Однако резервирование ортогональных кодов уменьшает эффективность использования канала в случаях, когда частота реализации процедуры переключения каналов связи низка, и является недостаточным в системе, поддерживающей переменную скорость передачи данных, поскольку при различных скоростях передачи данных необходимы различные ортогональные коды.

Фиг.6 иллюстрирует другой известный способ реализации переключения каналов связи. Как показано на фиг. 6, если ортогональный код 00001111 на уровне 3 присвоен каналу, используемому в текущий момент времени, ортогональный код 0000 в прямом верхнем уровне (то есть на уровне 2) не является доступным, то ортогональный код 00111100 или 01100110, доступный на том же самом уровне, будет затем присвоен каналу, в котором используется ортогональный код 00001111. То есть ортогональный код 00001111 возвращается, а ортогональный код 0000 присваивается каналу для выполнения процедуры переключения каналов связи. Чтобы гарантировать надежное переключение каналов, в этом способе между БС и МС необходимо использовать сигнал управления. Если переключение каналов связи осуществляется с использованием ортогонального кода 00110011 в процессе осуществления вызова с вновь присвоенным ортогональным кодом 00111100, то вышеприведенную процедуру необходимо выполнить снова.

Сущность изобретения
Задача настоящего изобретения заключается в создании способа и устройства для осуществления жесткого переключения каналов связи в мобильной системе связи, в которых период кадра делится на период передачи и период отсутствия передачи, и данные кадра расширяют по спектру с помощью мультикода для передачи в периоде передачи, если нельзя выполнить присвоение ортогонального кода верхнего уровня.

Указанный результат достигается в способе и устройстве для осуществления переключения каналов связи в мобильной системе связи. Устройство для осуществления переключения каналов связи включает в себя передатчик базовой станции и приемник мобильной станции. Передатчик базовой станции делит заданный период кадра на период передачи и период отсутствия передачи, разделяет данные кадра в периоде передачи на первые и вторые данные, расширяет первые и вторые данные с помощью различных ортогональных кодов и передает оба расширенных по спектру сигнала в течение периода передачи. Приемник мобильной станции принимает первые и вторые данные, расширенные с помощью различных ортогональных кодов, на периоде передачи, объединяет первые и вторые данные в данные кадра и осуществляет поиск соседней базовой станции, на которую переключается вызов в период отсутствия передачи.

Краткое описание чертежей
Вышеуказанные и другие задачи, признаки и преимущества настоящего изобретения поясняются в последующем детальном описании со ссылками на иллюстрирующие чертежи, на которых представлено следующее:
фиг.1А и 1В - схематичное представление известной процедуры переключения каналов связи в режимах разделения временных интервалов в мобильной системе связи;
фиг. 2 - представление ортогональных кодов, имеющих переменные коэффициенты расширения в множестве уровней;
фиг. 3А и 3В - диаграммы, поясняющие случаи, когда ортогональные коды на верхнем уровне можно присваивать для осуществления переключения каналов связи в известной мобильной системе связи;
фиг. 4 - блок-схема известной процедуры переключения каналов связи с использованием только переменных коэффициентов расширения в мобильной системе связи;
фиг.5 - диаграмма, поясняющая случай, когда ортогональный код на верхнем уровне нельзя присвоить для переключения каналов связи в известной мобильной системе связи;
фиг. 6 - диаграмма, поясняющая присвоение другого ортогонального кода каналу, использующему ортогональный код на том же самом уровне, для присвоения ортогонального кода верхнего уровня для переключения каналов в известной мобильной системе связи;
фиг. 7 - диаграмма, поясняющая мультикодовую схему в мобильной системе связи, согласно настоящему изобретению, в которой другой ортогональный код на том же самом уровне присваивается для переключения каналов связи;
фиг. 8А и 8В - иллюстрации примеров переключения каналов связи с использованием мультикодовой схемы в режимах разделения временных интервалов в мобильной системе связи, согласно настоящему изобретению;
фиг. 9 - блок-схема передатчика БС, использующего мультикодовую схему, в мобильной системе связи, согласно возможному варианту осуществления настоящего изобретения;
фиг.10 - блок-схема процедуры осуществления переключения каналов связи с использованием мультикодовой схемы в мобильной системе связи, согласно варианту осуществления настоящего изобретения;
фиг. 11 - блок-схема другого варианта осуществления переключения каналов связи с использованием мультикодовой схемы в мобильной системе связи; и
фиг. 12 - блок-схема приемника мобильной станции, соответствующего передатчику БС.

Подробное описание предпочтительных вариантов осуществления
Ниже приводится описание предпочтительных вариантов осуществления настоящего изобретения со ссылками на фиг. 1-12. В следующем ниже описании хорошо известные функции или конструкции не описываются подробно, чтобы не усложнять описание изобретения излишними деталями.

Фиг. 7 иллюстрирует способ осуществления переключения каналов связи с использованием мультикодовой схемы в мобильной системе связи, согласно настоящему изобретению.

Как показано на фиг.7, после запроса на переключение каналов в процессе вызова, использующего ортогональный код 00000000 уровня 3, на том же самом уровне дополнительно присваивается доступный ортогональный код 00111100 или 01100110, и дополнительный ортогональный код используется только в режиме разделения временных интервалов в мультикодовой схеме. В этом случае, когда заканчивается режим разделения временных интервалов, начальный код 00000000 можно использовать снова. Следовательно, для повторного присвоения исходного ортогонального сигнала дополнительный сигнал управления не требуется, за исключением того, что сигнал управления необходимо иметь для дополнительного присвоения ортогонального кода. Хотя в настоящем изобретении описывается мультикодовая схема с двумя ортогональными кодами, режим разделения временных интервалов можно активизировать в мультикодовой схеме, использующей более двух ортогональных кодов.

Вышеприведенная реализация процедуры переключения каналов связи в мультикодовой схеме воплощена в режиме 1 разделения временных интервалов (фиг. 8А) или в режиме 2 разделения временных интервалов (фиг.8В). Как показано на фиг. 8А, базовая станция поддерживает связь с МС на этапе 300. В этом случае режим 0 является режимом, в котором данные, передаваемые со скорости R_D передачи, расширяют с помощью ортогонального кода m-уровня и передают в течение периода Т. На этапе 310, после запроса на переключение каналов связи БС передает данные с удвоенной скоростью передачи в течение первой половины периода кадра и не передает данные в течение второй половины периода кадра. В этом случае БС присваивает два ортогональных кода m-уровня для передачи данных в мультикодовой схеме в течение первой половины периода кадра. МС принимает данные от базовой станции в течение первой половины периода кадра и осуществляет поиск соседней БС. На этапах 310 и 330 БС передает данные с удвоенной скоростью передачи в течение первой половины периода кадра и не передает данные в течение второй половины периода кадра. В этом случае базовая станция присваивает два ортогональных кода уровня 3 для передачи данных с использованием мультикодовой схемы в течение первой половины периода кадра. МС принимает данные от базовой станции в течение первой половины периода кадра. МС принимает данные из базовой станции в течение первой половины периода кадра и осуществляет поиск соседней БС, на которую переключается вызов в течение второй половины периода кадра.

Как установлено выше, после запроса на переключение каналов связи БС присваивает два ортогональных кода на том же самом уровне (то есть тот же самый ортогональный код, что и используемый в режиме 0, и дополнительный ортогональный код на том же уровне) и передает данные с использованием мультикодовой схемы в течение первой половины первого периода кадра и первой половины второго периода кадра. МС осуществляет поиск соседней БС в течение второй половины первого периода кадра и второй половины второго периода кадра. Другими словами, два ортогональных кода на том же самом уровне присваиваются без использования ортогонального кода на верхнем уровне благодаря изменению (то есть удвоению) скорости передачи данных для передачи данных с использованием мультикодовой схемы.

Согласно фиг.8В, БС поддерживает связь с МС в режиме 0 на этапе 400. Режим 0 представляет собой схему передачи, в которой данные со скоростью R_d передачи данных расширяют с помощью ортогонального кода m-уровня и передают в течение периода Т кадра. После запроса на переключение каналов связи БС удваивает скорость передачи данных, расширяет данные с помощью двух ортогональных кодов m-уровня в течение первой половины первого периода 410, 414 кадра для передачи с использованием мультикодовой схемы и не передает данные в течение второй половины первого периода кадра на этапе 420. БС не передает данные в течение первой половины второго кадра, удваивает скорость передачи данных и расширяет данные с помощью двух ортогональных кодов m-уровня в течение второй половины второго периода 430, 434 кадров. Поэтому МС принимает данные от БС в течение первой половины первого периода кадра и осуществляет поиск соседней новой БС, на которую происходит переключение каналов связи в течение второй половины периода кадра. Затем БС не передает данные в течение первой половины периода кадра и передает данные, расширенные с помощью двух ортогональных кодов m-уровня, с удвоенной скоростью передачи данных в течение первой половины периода кадра на этапах 430 и 440.

Как описано выше, после запроса на переключение каналов связи БС передает данные в течение первой половины первого периода кадра и второй половины второго периода кадра и МС осуществляет поиск соседней БС во второй половине первого периода кадра и первой половине второго периода кадра без приема данных в режиме 2 разделения временных интервалов. Другими словами, после запроса на переключение каналов связи БС присваивает два ортогональных кода на том же самом уровне для передачи данных с использованием мультикодовой схемы без применения ортогонального кода на верхнем уровне благодаря изменению скорости передачи данных.

Согласно настоящему изобретению, рассматриваются два случая увеличения скорости передачи данных при поддержании ортогональности между каналами: в первом случае ортогональный код на верхнем уровне можно присвоить, а во втором случае ортогональный код на верхнем уровне присвоить нельзя. В первом случае существует два варианта: либо просто присваивается ортогональный код на верхнем уровне, либо используется мультикодовая схема. Во втором случае, когда ортогональный код на верхнем уровне нельзя присвоить, необходимо использовать мультикодовую схему. Хотя описание варианта осуществления настоящего изобретения ограничивается режимом жесткого переключения каналов связи, следует иметь в виду, что настоящее изобретение применимо и к системе связи для поддержания ортогональности между сигналами, несмотря на изменение скорости передачи данных в течение вызова, например, с использованием схемы селективного кодирования канала в соответствии с состоянием канала.

Кроме того, как указано выше, настоящее изобретение позволяет увеличить скорость передачи данных в два раза, однако скорость передачи данных можно изменять в число раз, определяемое как степень двух, в случае, когда присваивается ортогональный код с переменным коэффициентом расширения, и изменять скорость передачи данных в целое число раз при использовании мультикодовой схемы.

На фиг. 9 изображена блок-схема передатчика БС, работающего с использованием мультикодовой схемы, согласно возможному варианту осуществления настоящего изобретения. В этом случае использование ортогональных кодов показано в качестве примера.

Как показано на фиг.9, канальный кодер/перемежитель 911 является типичным канальным кодером/перемежителем и служит для увеличения надежности сигнала, принимаемого по каналу связи. Демультиплексор 912 выполняет функцию коммутатора и предназначен для раздельного вывода четных и нечетных символов из входных символов и для передачи данных с множеством кодов. Хотя в настоящем варианте осуществления для передачи данных в качестве примера выбрано использование двух ортогональных кодов, следует иметь в виду, что можно получить мультикодовую схему, в которой присваивают более двух ортогональных кодов. Устройства отображения 913 и 914 сигнала принимают четные и нечетные символы из демультиплексора 912 и отображают логические сигналы "0" и "1" для реальной передачи сигналов "+1" и "-1". Генератор 915 ортогональных кодов вырабатывает ортогональные коды для обеспечения ортогональности между множеством каналов передачи. Генератор 915 ортогональных кодов вырабатывает в смесителях 916 и 917 первый ортогональный код ОС1 и второй ортогональный код ОС2, взаимно ортогональные на том же самом уровне. Генератор 915 ортогональных кодов предназначен для выработки ортогональных кодов с элементами +1, -1. Смеситель 916 производит умножение выходного сигнала устройства отображения 913 сигнала на первый ортогональный код ОС1. Смеситель 917 производит умножение выходного сигнала устройства отображения 914 сигнала на второй ортогональный код ОС2. Генератор 918 псевдослучайных шумовых (ПШ) кодов вырабатывает два ПШ-кода PN_I и PN_Q. Комплексный ПШ расширитель 919 выполняет комплексное умножение выходных сигналов смесителей 916 и 918 на ПШ-коды PN_ I и PN_Q, которые поступают из генератора 918 ПШ-кодов. Фильтры нижних частот (ФНЧ) 920 и 921 являются обычными ФНЧ, которые ограничивают сигнал передачи конкретной шириной полосы частот. Генератор 924 несущей частоты вырабатывает несущую частоту для передаваемого сигнала. Фазовращатель 925 на 90^o производит сдвиг фазы выходного сигнала генератора 924 несущей частоты на 90^o для того, чтобы обеспечить ортогональность между синфазным (I) каналом и квадратурным (Q) каналом. Смеситель 922 производит умножение выходных сигналов ФНЧ 920 и генератора 924 несущей частоты. Смеситель 923 производит умножение выходных сигналов ФНЧ 921 и фазовращателя 925 на 90^o. Сумматор 926 производит сложение выходных сигналов смесителей 922 и 923 и передает суммарный сигнал через антенну.

На фиг.12 изображен приемник МС, соответствующий передатчику БС (фиг.9).

Согласно фиг. 12, генератор 1203 несущей частоты вырабатывает несущую принимаемого сигнала. Фазовращатель1204 осуществляет сдвиг фазы выходного сигнала генератора 1203 несущей частоты на 90^o. Смеситель 1201 производит умножение полученного сигнала на выходной сигнал генератора 1203 несущей частоты. Смеситель 1202 производит умножение полученного сигнала на выходной сигнал фазовращателя 1204. ФНЧ 1205 и 1206 выполняют низкочастотную фильтрацию выходных сигналов смесителей 1201 и 1202 соответственно. Генератор 1207 ПШ-кодов вырабатывает два ПШ-кода PN_I и PN_Q. Устройство сжатия 1208 выполняет комплексное умножение выходных сигналов ФНЧ 1205 и 1206 на ПШ-коды PN_ I и PN_Q, полученный от генератора 1207 ПШ-кодов для осуществления сжатия. Генератор 1209 ортогональных кодов вырабатывает первый и второй ортогональные коды ОС1 и ОС2 на том же самом уровне, который использовался и в передатчике. Смеситель 1210 производит умножение выходного сигнала устройства сжатия 1208 ПШ-кодов на первый ортогональный код ОС1. Смеситель 1211 производит умножение выходного сигнала устройства сжатия 1208 ПШ-кода на второй ортогональный код ОС2. Накопители 1212 и 1213 накапливают выходные сигналы смесителей 1210 и 1211 в единицах символов. Блоки 1214 и 1215 принятия решений определяют знаки выходных сигналов накопителей 1212 и 1213. Если в канальном декодере 1217 используется мягкое декодирование, то блоки 1214 и 1215 принятия решений не обязательны. Мультиплексор 1216 мультиплексирует выходные сигналы блоков 1214 и 1215 принятия решений. Обратный перемежитель/канальный декодер 1217 выполняет удаление перемежения и декодирование канала для выходного сигнала мультиплексора 1216.

Ниже, со ссылками на фиг.10 и 11 приводится подробное описание процедуры осуществления переключения каналов связи, согласно настоящему изобретению.

На фиг.10 изображена блок-схема процедуры осуществления переключения каналов связи с использованием переменных коэффициентов расширения и мультикодовой схемы, согласно варианту осуществления настоящего изобретения. На фиг. 10 D1 обозначает первую половину периода кадра и D2 обозначает вторую половину периода кадра. T_on - это период времени, когда БС передает данные к МС, и T_off - это период времени, когда БС не передает данные.

Как показано на фиг. 10, БС передает данные в течение периода времени T_on= Т на этапе 1011, и МС принимает данные на этапе 1013. БС продолжает поддерживать связь с МС на этапе 1015. МС производит измерение уровня сигнала, принимаемого от БС, на этапе 1017 и уведомляет БС о результате измерения на этапе 1019, если уровень сигнала соответствует или ниже. Затем БС определяет на этапе 1021, запрашивается ли переключение каналов связи на основании выполненного измерения. После запроса на переключение каналов связи БС переходит на этап 1023 и, наоборот, БС возвращается снова на этап 1011 для передачи данных в течение времени T_on=T. На этапе 1023 БС определяет, доступен ли ортогональный код верхнего уровня. Если ортогональный код верхнего уровня является доступным, то БС переходит на этап 1027, если ортогональный код верхнего уровня не доступен, то БС переходит на этап 1025. На этапе 1025 БС затем определяет, доступен ли ортогональный код на том же самом уровне. Если ортогональный код доступен на том же самом уровне, то БС переходит на этап 1027, в противном случае она возвращается на этап 1023 для определения, стал ли доступным имеющийся в наличии ортогональный код верхнего уровня. На этапе 1027 БС передает информацию, которая относится к переключению каналов связи, включая ортогональный код (то есть ортогональный код верхнего уровня или ортогональный код идентичного уровня), к МС. Затем МС получает информацию, которая относится к переключению каналов связи, на этапе 1029 и передает сигнал АСК подтверждения в БС на этапе 1031, уведомляя о статусе приема информации, которая относится к перераспределению каналов. БС определяет, был ли получен сигнал АСК подтверждения от МС на этапе 1033. После получения сигнала АСК подтверждения БС переходит на этап 1035, а в противном случае БС возвращается на этап 1027 для возобновления передачи информации, которая относится к переключению каналов связи. На этапе 1035 БС расширяет данные со скоростью передачи в Т/Т_on раз выше (где T_on равно Т/2 и таким образом Т/Т_on равно 2) с использованием любого выбранного ортогонального кода (то есть ортогонального кода верхнего уровня или ортогонального кода идентичного уровня) и передает расширенные данные в течение периода Ton времени Dl. Затем МС принимает расширенные данные в течение D1 и сигнал от соседней БС в течение D2 для поиска новой БС для осуществления процедуры переключения каналов связи.

На фиг.11 изображен алгоритм, показывающий другой вариант осуществления процедуры переключения каналов связи с использованием мультикодовой схемы, согласно настоящему изобретению.

Как показано на фиг. 11, БС передает данные в течение периода времени T_on= Т на этапе 1111, и МС принимает данные на этапе 1113. БС продолжает поддерживать связь с МС на этапе 1115. МС осуществляет измерение уровня сигнала, полученного от БС на этапе 1117, и уведомляет БС о выполненном измерении на этапе 1119, если уровень сигнала соответствует порогу или ниже. Затем БС определяет на этапе 1121, запрошено ли переключение каналов связи на основании результатов измерений. После запроса на переключение каналов связи БС переходит на этап 1123, в противном случае БС снова возвращается на этап 1111 для передачи данных в течение периода Т_on=Т. На этапе 1123 БС определяет, имеется ли доступный ортогональный код того же самого уровня. При наличии ортогонального кода того же самого уровня БС переходит на этап 1125, в противном случае она ожидает выработки доступного ортогонального кода того же самого уровня на этапе 1123. На этапе 1125 БС передает к МС информацию, которая относится к переключению каналов связи, включая ортогональный код на том же самом уровне. МС принимает информацию, которая относится к переключению каналов связи, на этапе 1127 и передает сигнал АСК подтверждения в БС на этапе 1129, уведомляя о статусе приема информации, которая относится к переключению каналов связи. БС определяет, был ли получен сигнал АСК подтверждения от МС на этапе 1131. После получения сигнала АСК подтверждения БС переходит на этап 1133, в противном случае она возвращается на этап 1125 для возобновления передачи информации, которая относится к переключению каналов связи. На этапе 1133 БС выполняет расширение данных со скоростью передачи в Т/Т_on раз выше (где T_on равно Т/2 и таким образом Т/Т_on равно 2) с помощью ортогонального кода на том же самом уровне и передает расширенные данные в течение периода T_on времени D1. Затем МС принимает расширенные данные в течение D1 и сигнал от соседней БС в течение D2 для поиска новой БС для переключения каналов связи на этапе 1135.

В соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения, если доступный ортогональный код существует на верхнем уровне, то ортогональный код присваивается и используется в режимах 1 или 2 разделения временных интервалов. При отсутствии какого-либо доступного ортогонального кода на верхнем уровне определяют, существует ли доступный ортогональный код на том же самом уровне. При наличии ортогонального кода на том же самом уровне осуществляют переключение каналов связи с использованием мультикодовой схемы. При отсутствии ортогонального кода на том же самом уровне приведенная выше процедура повторяется до тех пор, пока не станет доступным код верхнего уровня или того же самого уровня.

Согласно второму варианту осуществления настоящего изобретения, переключение каналов связи реализовано в режиме разделения временных интервалов с использованием мультикодовой схемы без применения переменных коэффициентов расширения. То есть после запроса на переключение каналов связи режим разделения временных интервалов реализуется с использованием мультикодовой схемы, если имеется ортогональный код на том же самом уровне, что и текущий используемый ортогональный код. Поэтому переключение каналов связи с одной частоты на другую частоту реализуется в режиме разделения временных интервалов с использованием мультикодовой схемы с применением другого ортогонального кода на том же самом уровне.

В настоящем изобретении предложен способ осуществления переключения каналов связи с использованием мультикодовой схемы в случае, когда нет возможности присвоить ортогональный код верхнего уровня при осуществлении переключения каналов связи в мобильной системе связи. В известных способах переключение каналов связи нельзя реализовать из-за отсутствия доступного ортогонального кода верхнего уровня. Кроме того, исходный ортогональный код можно еще использовать тогда, когда режим разделения временных интервалов завершен, что таким образом устраняет необходимость в дополнительном сигнале управления для повторного присвоения ортогонального кода и поддержания более эффективного переключения каналов связи.

Хотя изобретение было показано и описано со ссылками на конкретные предпочтительные варианты его осуществления, специалистам будет ясно, что различные изменения по форме и в деталях могут быть выполнены без отклонения от объема и сущности изобретения так, как определено в прилагаемой формуле изобретения.

Заявлены способ и устройство для осуществления переключения каналов связи в мобильной системе связи. Устройство для осуществления переключения каналов связи содержит передатчик базовой станции и приемник мобильной станции. Передатчик базовой станции осуществляет деление данного периода кадра на период передачи и период отсутствия передачи, разделяет данные кадра в периоде кадра на первые и вторые данные, выполняет расширение по спектру первых и вторых данных с помощью различных ортогональных кодов и передает расширенный сигнал в течение периода передачи, что и является достигаемым техническим результатом. Приемник мобильной станции принимает первые и вторые данные, расширенные с помощью различных ортогональных кодов, в течение периода передачи, объединяет первые и вторые данные в данные кадра и осуществляет поиск соседней базовой станции, на которую переключается вызов, в течение периода отсутствия передачи. 6 с. и 14 з.п.ф-лы, 12 ил.

1. Передающее устройство базовой станции для передачи кадров с использованием мультикодовой схемы в течение периода передачи периода кадра, когда требуется переключение каналов связи, при этом период кадра разделен на период передачи и период отсутствия передачи, причем упомянутое устройство содержит демультиплексор для разделения данных кадра в периоде передачи на первые и вторые данные, первый расширитель для расширения по спектру первых данных с помощью первого ортогонального кода и формирования первого расширенного сигнала, второй расширитель для расширения по спектру вторых данных с помощью второго ортогонального кода и формирования второго расширенного сигнала, псевдослучайный шумовой (ПШ) расширитель для расширения спектра первого и второго расширенных сигналов с помощью соответствующих ПШ кодов в течение периода передачи для формирования сигнала кадра при переключении каналов связи и передатчик для передачи сигнала кадра при переключении каналов связи. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что дополнительно содержит множество ортогональных кодов, сформированных по иерархическим уровням, причем ортогональные коды каждого уровня являются взаимно ортогональными друг к другу. 3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что первый и второй ортогональные коды относятся к одному и тому же иерархическому уровню. 4. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что мобильная станция осуществляет поиск соседней базовой станции, на которую переключается вызов, в течение периода отсутствия передачи периода кадра. 5. Приемное устройство мобильной станции для приема сигнала кадра при переключении каналов связи с использованием мультикодовой схемы в течение периода передачи периодов кадра, при этом период кадра разделен на период передачи и период отсутствия передачи, причем упомянутое устройство содержит приемник для приема сигнала кадра при переключении каналов связи, ПШ устройство сжатия для сжатия сигнала кадра при переключении каналов связи с помощью ПШ кода и формирования ПШ сжатого сигнала, устройство сжатия ортогональных кодов для сжатия ПШ сжатого сигнала с помощью других ортогональных кодов и формирования первых и вторых данных, принятых в период передачи, и мультиплексор для мультиплексирования первых и вторых данных и выдачи данных кадра. 6. Устройство по п.5, отличающееся тем, что дополнительно содержит множество ортогональных кодов, формированных по иерархическим уровням, причем ортогональные коды каждого уровня являются взаимно ортогональными друг к другу. 7. Устройство по п.5, отличающееся тем, что упомянутые другие ортогональные коды относятся к одному и тому же иерархическому уровню. 8. Устройство по п. 5, отличающееся тем, что мобильная станция осуществляет поиск соседней базовой станции, на которую переключается вызов в течение периода отсутствия передачи периода кадра. 9. Способ передачи для базовой станции в системе связи множественного доступа с кодовым разделением каналов (МДКР) для передачи сигнала кадра при переключении каналов связи с использованием мультикодовой схемы в течение периода передачи периода кадра, при этом период кадра разделен на период передачи и период отсутствия передачи, причем упомянутый способ включает этапы, при которых разделяют данные кадра в периоде передачи на первые и вторые данные, выполняют расширение по спектру первых и вторых данных с помощью различных ортогональных кодов и формируют первые и вторые расширенные сигналы и выполняют расширение спектра первых и вторых расширенных сигналов с помощью ПШ кодов и формируют сигнал кадра при переключении каналов связи и преобразуют сигнал кадра для переключения каналов связи в радиочастотный сигнал и передают радиочастотный сигнал в течение периода передачи. 10. Способ по п.9, отличающийся тем, что используют множество ортогональных кодов, сформированных по иерархическим уровням, причем ортогональные коды на каждом уровне являются взаимно ортогональными друг к другу. 11. Способ по п.9, отличающийся тем, что упомянутые различные ортогональные коды относятся к одному и тому же иерархическому уровню. 12. Способ по п.9, отличающийся тем, что мобильная станция осуществляет поиск соседней базовой станции, на которую переключается вызов в течение периода отсутствия передачи периода кадра. 13. Способ приема в мобильной станции для приема сигнала кадра при переключении каналов связи с использованием мультикодовой схемы в течение периода передачи периода кадра, при этом период кадра разделен на период передачи и период отсутствия передачи, причем упомянутый способ включает этапы, при которых сжимают сигнал кадра при переключении каналов связи с помощью ПШ кода и вырабатывают ПШ сжатый сигнал, выполняют сжатие ПШ сжатого сигнала с помощью различных ортогональных кодов и формируют первые и вторые данные, принятые в течение периода передачи, и мультиплексируют первые и вторые данные и формируют данные кадра. 14. Способ по п.13, отличающийся тем, что дополнительно содержит множество ортогональных кодов, сформированных по иерархическим уровням, причем ортогональные коды на каждом уровне являются взаимно ортогональными друг к другу. 15. Способ по п.13, отличающийся тем, что упомянутые различные ортогональные коды относятся к одному и тому же иерархическому уровню. 16. Способ по п.13, отличающийся тем, что мобильная станция осуществляет поиск соседней базовой станции, на которую переключается вызов в течение периода отсутствия передачи периода кадра. 17. Устройство для осуществления переключения каналов связи в системе связи МДКР, содержащее передатчик базовой станции для разделения заданного периода кадра на период передачи и период отсутствия передачи, разделения данных кадра в течение периода передачи на первые и вторые данные, расширения по спектру первых и вторых данных с помощью различных ортогональных кодов и передачи расширенного сигнала в течение периода передачи, и приемник мобильной станции для приема первых и вторых данных, расширенных по спектру с помощью различных ортогональных кодов в течение периода передачи, объединения первых и вторых данных в данные кадра и поиска соседней базовой станции, на которую переключается вызов, в течение периода отсутствия передачи. 18. Устройство по п. 17, отличающееся тем, что дополнительно содержит множество ортогональных кодов, сформированных по иерархическим уровням, причем ортогональные коды на каждом уровне являются взаимно ортогональными друг к другу. 19. Устройство по п.17, отличающееся тем, что упомянутые различные ортогональные коды относятся к одному и тому же иерархическому уровню. 20. Способ осуществления переключения каналов связи в системе связи МДКР, включающий этапы, при которых измеряют уровень сигнала, принятого от базовой станции, которая осуществляет связь с мобильной станцией, и уведомляют базовую станцию о выполненном мобильной станцией измерения, определяют в базовой станции, необходимо ли выполнять переключение каналов связи или нет, на основании выполненного измерения, выбирают в базовой станции ортогональный код, отличный от текущего использования ортогонального кода, относящийся к тому же самому уровню, после запроса на переключение каналов связи, осуществляют деление заданного периода кадра на период передачи и период отсутствия передачи, разделяют данные кадра в периоде передачи на первые и вторые данные, выполняют расширение по спектру первых и вторых данных с помощью различных ортогональных кодов и передают расширенный сигнал в течение периода передачи с помощью базовой станции, принимают мобильной станцией первые и вторые данные, расширенные с помощью различных ортогональных кодов, в течение периода передачи и объединяют первые и вторые данные в данные кадра и осуществляют в мобильной станции поиск соседней базовой станции для переключения на нее вызова в течение периода отсутствия передачи.