Изобретение относится к способу связи, мобильной радиостанции, устройству и сети связи для устранения наложений сигналов при проведении дуплексной связи с разделением времени, когда сообщения передаются в первом направлении связи в первом временном сегменте и во втором противоположном направлении связи во втором временном сегменте.
Большинство современных систем связи с подвижными объектами предлагают услуги по передаче данных и речи, основанные на технологии коммутации каналов. В технологии с коммутацией каналов соединение поддерживается в течение всего сеанса связи, хотя в некоторые периоды времени никакой информации не передается. Это приводит к ненужному резервированию ресурсов передачи, которые разделены между многими другими пользователями, сохраняя тем самым соединение канала с одним абонентом и избыточно резервируя передаточные ресурсы других пользователей. Еще одним недостатком такой технологии коммутации каналов является прерывистая характеристика обслуживания передачи данных. Известно, что при передаче информации пакетная коммутация данных обеспечивает более эффективное использование канала.
Так же как и фиксированные сети будущая мобильная сеть связи должна обеспечивать передачу через обычные коммутаторы и пакетную коммутацию, например, в интегрированной цифровой сети связи (ИЦСС) и в режиме асинхронной передачи (РАП). Как известно, в подвижных сетях связи используется протокол, основанный на технологии МДПР (многостанционный доступ с пакетным резервированием). Он также называется "пакетной радиосвязью". МДПР - это технология уплотнения пакета форматированной цифровой речи или данных в несущей с разделением времени. Иными словами, МДПР используется многостанционный доступ с временным уплотнением, в котором передача и прием происходит с разделением времени в определенных интервалах. Протокол МДПР был разработан для использования перерывов при передаче голоса для поддержки большего числа абонентов, чем это могут обеспечить телефонные каналы с разделенной по времени несущей. В этом случае канал для подвижной станции выделяется только на время разговора, а по его окончании вместо создания ненужного резерва для данной станции этот канал освобождается для других целей, например для использования другими подвижными станциями ячейки сотовой сети. Протокол МДПР используется в системах мобильной сотовой связи для связи между подвижной станцией и базовой станцией. Линия связи от подвижной станции до базовой станции называется восходящей линией, а линия связи от базовой к подвижной станции называется нисходящей линией.
Известные мобильные системы связи, основанные на многостанционном доступе с временным разделением каналов (МДВР), обычно используют дуплексную связь с временным (ДВР) или с частотным (ДЧР) разделением каналов. В системе, основанной на ДВР, восходящая и нисходящая линии обычно работают на одной частоте с разделением времени, т.е. передача осуществляется в разные временные интервалы. Передача информации осуществляется во временном сегменте так называемого кадра МДВР, когда подвижная станция посылает сигналы по восходящей линии, например, в одном временном сегменте, а базовая станция передает сигналы по нисходящей линии в другом временном сегменте. В нескольких системах связи, основанных на коммутации каналов, временное разделение реализуется, например, с выделением некоторого временного сегмента кадра определенной подвижной станции, как для восходящей, так и для нисходящей связи с задержкой восходящего кадра, например, на несколько временных сегментов по сравнению с нисходящим кадром. В результате, одинаковые временные сегменты в восходящем и нисходящем кадрах не перекрывают друг друга. Такая система описана в публикациях ЕР 564.429 и США 5.444.698. В этом типе систем восходящая и нисходящая линии связи зависят друг от друга, временные сегменты для подвижной станции размещены попарно для восходящей и нисходящей линий связи; иными словами, используются одновременно для передачи и приема. Таким образом, можно ликвидировать конфликты между нисходящими и восходящими линиями связи. С другой стороны, такая система отличается неэффективным использованием ресурсов. Кроме того, если размещение или резервирование временных сегментов для некоторой подвижной станции является симметричным, эта подвижная станция использует для передачи и приема несколько равных временных сегментов в восходящей и нисходящей линиях связи.
Кроме того, известны системы, основанные на протоколах PRMA (МДПР) и GSM GPRS (служба пакетной радиосвязи для мобильных радиосистем общего назначения или УПС РСПК), которая описана ниже более подробно. В такой системе восходящая и нисходящая линии связи не зависят друг от друга, т.е. подвижная станция имеет отдельный временной сегмент передачи для восходящей связи и отдельный временной сегмент приема для нисходящей связи.
В системе, использующей вышеупомянутую дуплексную связь с частотным разделением каналов (ДЧР), передача по восходящей и нисходящей линиям связи осуществляется на разных частотах. В такой системе передача и прием могут происходить одновременно. С другой стороны, имеются системы типа УПС, в которых используется и режим разделения времени и частотное мультиплексирование, т.е. если даже передача и прием идут на разных частотах, они не происходят одновременно.
Недостаток систем, в которых передачи по восходящей и нисходящей линиям связи происходят независимо друг от друга, заключается в перекрытии или наложении сигналов, передаваемых по восходящей и нисходящей линиям. В системах, где передача по восходящей линии не зависит от передачи по нисходящей, базовая станция не знает, какая подвижная станция передает сигналы по восходящей линии в то время, когда базовая станция должна передать пакет по нисходящей линии. Эта ситуация показана на фиг.1, на которой нисходящая и восходящая передачи независимы друг от друга и в центре кадра МДВР восходящая и нисходящая линии осуществляют одновременную связь по направлению к/от одной и той же подвижной станции, вызывая наложение сигналов, при котором по меньшей мере одно из переданных сообщений теряется. Например, в вышеупомянутой системе пакетной радиосвязи, в которой используются восходящая и нисходящая передачи, не зависящие друг от друга, пакеты формируются в моменты времени, которые почти невозможно предсказать. Аналогичным образом, пакеты, посланные базовой станцией, могут прибывать на подвижную станцию совершенно непредсказуемо. В этом случае пакеты, переданные по восходящей и нисходящей линиям, могут перекрывать друг друга, приводя к потере данных по меньшей мере в одном направлении. Наложение или перекрытие может иметь место между различными потоками данных или между пакетами одного и того же соединения, если, например, подвижная станция подтверждает предыдущую передачу, благодаря чему сигналы квитирования в восходящей передаче и в последующей нисходящей передаче могут накладываться друг на друга. Существует способ предотвращения такого рода помех, при котором подвижная станция после каждой передачи ждет квитирования от базовой станции перед посылкой следующего пакета данных. Однако вполне возможно, что во время следующей передачи по восходящей линии от подвижной станции будет происходить одновременная передача данных от базовой станции на подвижную станцию по нисходящей линии. Другой способ избежать наложения сигналов состоит в оборудовании подвижной станции двумя приемопередатчиками. Однако это нежелательно из-за повышения стоимости и размера станции. Базовая станция обычно оборудуется несколькими приемопередатчиками, это не проблема, но реальная трудность связана с наличием подвижных станций, имеющих только один приемопередатчик, который в данном варианте не может посылать и принимать данные одновременно и, таким образом, не способен работать в полном дуплексном режиме.
Целью настоящего изобретения является предотвращение конфликтов между передачами по восходящей и нисходящей линиям связи. Эта цель достигается в системе дуплексной связи с временным разделением каналов путем выявления временного сегмента, используемого в первом направлении связи, и выполнения на его основе выбора для второго направления связи такого временного сегмента, который не будет накладываться на временной сегмент, используемый в первом направлении связи.
Согласно одному варианту исполнения настоящего изобретения это может быть реализовано, начиная с установления того факта, что конкретная подвижная станция не предназначена для одновременной передачи и приема сообщений (в данном описании такая подвижная станция называется простой или полудуплексной). Такая станция в процессе виртуального соединения получает через служебные каналы временные сегменты, которые будут использоваться при нисходящей связи, и выбирает для своей восходящей линии временной сегмент, который не перекрывает временной сегмент, используемый при нисходящей связи. В этом случае подвижная станция передает в сеть запрос на канал в таком временном сегменте, который не накладывается на нисходящий временной сегмент, как указатель на то, что для восходящей линии ей требуется временной сегмент, в котором был передан этот запрос, и одновременно информирует сеть о том, что она является "простой" подвижной станцией. Дополнительно, она может сообщить количество требуемых временных сегментов, если оно больше единицы. В подтверждение резервирования канала сеть выдает в нисходящую линию приемный временной сегмент, который следует использовать при восходящей связи. Целесообразно, чтобы сеть, например базовая станция, выбрала такой нисходящий временной сегмент, который не перекрывал бы восходящий временной сегмент. Если в силу каких-либо причин такое перекрытие имеет место, подвижная станция не сможет использовать выделенный ей временной сегмент, но она должна снова выявить временные сегменты, используемые при нисходящей связи, и послать новый запрос на канал. Если служебные сигналы резервирования канала сконцентрированы в общих каналах управления некоторого временного сегмента, а нагрузка распределена в различных временных сегментах, подвижная станция может в запросе на канал указать временные сегменты, которые она может использовать при восходящей связи. В этом случае сеть, например базовая станция, может резервировать один из каналов, обозначенных как возможный для использования подвижной станцией для передачи данных.
Изобретение может быть реализовано в другом варианте, исходя из того, что сеть (например, сетевой сервер или базовая станция) при приеме данных по восходящей линии выявляет из переданных данных код подвижной станции и, таким образом, устанавливает временной сегмент, используемый при восходящей связи (временной сегмент, в котором была принята восходящая передача) и выбирает для нисходящей связи подвижной станции временной сегмент, который не перекрывает восходящую передачу. Сеть сообщает подвижной станции временной сегмент нисходящей линии, и подвижная станция автоматически использует его как временной сегмент восходящей линии, в котором была получена первая передача.
Способ согласно изобретению, два варианта исполнения которого были описаны выше, может быть реализован с помощью устройства, используемого при двусторонней связи с временным разделением каналов. Это устройство содержит средство для выявления временного сегмента, используемого в первом направлении связи и средство для выбора временного сегмента для второго направления связи, основанного на полученной информации, таким образом, чтобы он не перекрывал указанный первый временной сегмент.
Изобретение особенно полезно для связи, в которой восходящая и нисходящая передачи не зависимы друг от друга.
Согласно первому аспекту изобретения предлагается способ для устранения наложений сообщений в телекоммуникационной сети для двусторонней связи с временным разделением каналов, в которой в первом направлении связи передают сообщения по первому каналу от подвижной станции к базовой станции, во втором противоположном направлении связи передают сообщения по второму каналу от базовой станции на подвижную станцию, первый и второй каналы для подвижной станции размещают базовой станцией и по меньшей мере один канал, разрешенный для использования подвижной станцией в качестве первого канала, сообщают подвижной станции, отличающийся тем, что когда сообщение получено базовой станцией от подвижной станции, указанный первый канал, используемый в первом направлении связи, обнаруживают базовой станцией путем выявления опознавательного кода подвижной станции из сообщения, полученного от подвижной станции, для указанного второго канала, на основе указанного обнаружения, базовой станцией выбирают такой канал, чтобы он не перекрывал указанный первый канал, и выбранный второй канал сообщают подвижной станции.
Согласно второму аспекту изобретения предлагается подвижная станция для двусторонней связи с временным разделением каналов с базовой станцией в телекоммуникационной сети, в которой в первом направлении связи передают сообщения по первому каналу от базовой станции на подвижную станцию, во втором противоположном направлении связи передают сообщения по второму каналу от подвижной станции к базовой станции, причем первый и второй каналы размещены в указанной сети, а подвижная станция содержит средство для связи в первом направлении связи в первом канале и средство для связи во втором направлении связи во втором канале, отличающаяся тем, что дополнительно содержит средство (21) для информирования телекоммуникационной сети о возможностях связи подвижной станции для обеспечения сети информацией о том, что подвижная станция способна к установлению связи по первому каналу и по второму каналу только в различных периодах времени или способна к установлению связи по первому каналу и по второму каналу одновременно.
Согласно третьему аспекту изобретения предлагается устройство для двусторонней связи с временным разделением каналов с подвижной станцией в телекоммуникационной сети, в которой в первом направлении связи передают сообщения по первому каналу от подвижной станции к базовой станции, во втором противоположном направлении связи передают сообщения по второму каналу от базовой станции на подвижную станцию, причем первый и второй каналы для подвижной станции размещены в указанной сети, указанное устройство содержит средство для связи в первом направлении связи в первом канале, средство для связи во втором направлении связи во втором канале и средства для сообщения по меньшей мере одного разрешенного канала, предназначенного для использования подвижной станцией в качестве первого канала, отличающееся тем, что дополнительно содержит средства для выявления указанного первого канала, используемого в первом направлении связи, путем обнаружения опознавательного кода подвижной станции из сообщения, полученного от подвижной станции, средства для выбора для указанного второго канала, на основе указанного обнаружения, для второго направления связи, такого канала, который не будет перекрывать указанный первый канал, и средства для сообщения второго канала подвижной станции.
Согласно четвертому аспекту изобретения предлагается телекоммуникационная сеть, содержащая узел поддержки, базовую станцию и подвижную станцию сети подвижной связи, причем для осуществления двусторонней связи с временным разделением каналов указанная телекоммуникационная сеть содержит средство для связи по телекоммуникационной сети в первом направлении связи в первом канале, средство для связи по телекоммуникационной сети во втором направлении связи во втором канале, средства для размещения первого и второго каналов для подвижной станции и средства для сообщения по меньшей мере одного разрешенного канала, предназначенного для использования подвижной станцией в качестве первого канала, отличающаяся тем, что дополнительно содержит средства для обнаружения указанного первого канала, используемого в первом направлении связи, путем выявления опознавательного кода подвижной станции из сообщения, полученного от подвижной станции, средства для выбора для указанного второго канала, на основе указанного обнаружения, для второго направления связи такого канала, который не будет перекрывать указанный первый канал, и средства для сообщения второго канала подвижной станции.
Изобретение подробно описано ниже со ссылками на приложенные чертежи, на которых
на фиг. 1 представлена схема связи с временным разделением каналов в восходящей и нисходящей линии, когда имеет место наложение сигналов,
на фиг. 2 представлена структура телекоммуникационной сети УПС РСПК с пакетной коммутацией передаваемых данных,
на фиг. 3 представлен пример передачи служебных сигналов при входе подвижной станции в сеть,
на фиг.4 представлена блок-схема подвижной станции согласно изобретению.
на фиг.5 представлена блок-схема базовой станции согласно изобретению,
на фиг.6 представлена блок-схема сетевого сервера согласно изобретению.
Для лучшего понимания изобретения ниже со ссылкой на фиг.2 и 3 описывается известная радиосистема с пакетной коммутацией, в которой восходящая и нисходящие линии передачи не зависят друг от друга и в которой, соответственно, существует риск наложения сигналов. Описываются также варианты изобретения, когда область применения предпочтительно одна и та же. Служба СМПСОН (мобильной пакетной радиосвязи общего назначения) используется как пример развития универсальной подвижной радиосистемы (УПС). СМПСОН представляет собой новую службу УПС, использующую пакетную коммутацию в радиотелефонной абонентской сети УПС. Система СМПСОН резервирует радиоресурсы только в том случае, если нужно что-то передать, разделяя эти ресурсы между всеми подвижными станциями в соответствии с их нуждами. Современная обычная сеть с коммутацией каналов системы УПС была разработана для передачи речи через коммутируемые каналы. Основной целью службы СМПСОН является реализация соединения между подвижной станцией и сетью передачи данных общего пользования, используя известные протоколы типа TCP/IP, X.25 и CLNP. Однако имеется определенная связь между службой СМПСОН с пакетной коммутацией и обслуживанием коммутируемых цепей системы УПС. Ресурсы физического канала могут использоваться многократно, и некоторые служебные сигналы могут быть общими. Временные сегменты могут быть зарезервированы в той же самой несущей для обслуживания коммутируемых каналов и пакетной радиосвязи СМПСОН.
На фиг. 2 показаны соединения телекоммуникационной сети с системой пакетной радиосвязи СМПСОН. Для службы СМПСОН основным элементом в инфраструктуре сети СМПСОН является так называемый универсальный узел поддержки УУП (сервер СМПСОН). Это программа-маршрутизатор, которая осуществляет соединение и взаимодействие между различными сетями передачи данных, например, в сети передачи пакетов данных общего пользования (СППД) через интерфейс Gi или другую коммутируемю сеть СМПСОН через интерфейс Gp, управление мобильной связью с помощью регистраторов СМПСОН через интерфейс Gr и передачу пакетов данных на передвижные станции независимо от их расположения. Физически сервер УУП СМПСОН может быть интегрирован в мобильный коммутационный центр (МКЦ) или он может быть выполнен как отдельный элемент сети, основанный на архитектуре программ маршрутизации данных сети. Данные пользователя проходят непосредственно через интерфейс Gb между сервером УУП и системой базовых станций (СБС), которая состоит из собственно базовых станций (БС) и контроллеров базовых станций (КБС). Между сервером УУП и мобильным коммутационным центром МКЦ введена цепь служебной сигнализации Gs. На фиг.2 сплошными линиями между блоками представлена передача данных, а пунктир обозначает цепи сигнализации. Физически данные могут проходить "прозрачно" через коммутационный центр мобильной связи (МКЦ). Радиоинтерфейс между базовой станцией БС и подвижной станцией ПС отмечен позицией Um. Позиции Abis и А представляют собой интерфейс между базовой станцией БС и контроллером базовой станции КБС и, соответственно, между контроллером базовой станции КБС и мобильным коммутационным центром МКЦ, который является цепью передачи служебных сигналов. Позиция Gn представляет собой интерфейс между различными серверами одного и того же оператора. Узлы поддержки обычно разделяются на межсетевые узлы обслуживания МУО (межсетевой сервер МСС) и местные узлы обслуживания (местные серверы МС), как показано на фиг.2.
На фиг. 3 стрелками показан пример различных операций в случае, когда подвижная станция регистрируется в сети и вводится в работу. Вначале подвижная станция и сеть СМПСОН синхронизируются, как это делается при использовании обычной мобильной сети УПС с коммутацией каналов. Когда подвижная станция желает войти в сеть пакетной коммутации, используя, например, общую регистрационную службу ОРС, она начинает процесс входа в систему, так называемый процесс логон ОРС. Подвижная станция ПС сначала передает в систему базовой станции запрос на радио-трафик (стадия 1). Система базовой станции СБС подтверждает запрос (стадия 2), после чего подвижная станция ПС посылает в систему базовой станции запрос на обслуживание пакетной связи (стадия 3). После идентификации станции в центре мобильной связи ЦМС и обмена кодами (стадия 4) между подвижной станцией ПС и сетью устанавливаются соединения подобно тому, как это происходит в известной системе УПС. После этого подвижная станция ПС посылает в службу пакетной коммутации МС (стадия 5) запрос на вхождение в сеть пакетной коммутации. Запрос содержит среди других данных опознавательный код подвижного абонента и информацию о параметрах кодирования. Сервер МСС выполняет процесс запроса адреса для местного сервера (стадия 6). Местный сервер МС передает запрос на вход в систему межсетевого сервера МСС (стадия 7), который регистрирует расположение подвижной станции ПС, обновляя таблицу маршрутизации (стадия 8) и отвечает на запрос входа в систему (стадия 9). На этой стадии местный сервер МС подтверждает вход в систему подвижной станции ПС (стадия 10) и выделяет для подвижной станции ПС идентификатор временной логической линии ВЛЛ, которая будет использоваться как адрес в передачах данных между подвижной станцией ПС и местным сервером МС. Эта линия ВЛЛ используется для идентификации подвижной станции ПС в радиоинтерфейсе Um. Подтверждение входа в систему от местного сервера МС, переданное на подвижную станцию, обычно также включает идентификатор подвижной станции и опознавательный код ячейки сотовой связи (какой является подвижная станция). Что касается стадии 10, из технологии пакетной радиосвязи известно, что подвижная станция размещается в некотором канале или некотором временном сегменте в кадре МДВР, используемом для передачи и приема, что означает попарное размещение восходящих и нисходящих каналов. В системе межсетевого обслуживания УПС СМПСОН местный сервер МС информирует подвижную станцию ПС об одном или нескольких нисходящих каналах для использования в нисходящей связи. Подвижная станция ПС подтверждает, что она готова для пакетной радиосвязи (стадия 11), после чего происходит обмен параметрами кодирования сообщений между подвижной станцией ПС и сервером МС (стадия 12). После этого подвижная станция входит в ждущий режим, и канал освобождается (стадия 13).
Подвижная станция получает рабочий канал сразу после того, как она передаст в сеть (на базовую станцию) запрос на канал в виде пакета данных с произвольным доступом, который также может называться пакетом резервирования канала. Подвижная станция может передать запрос на резервирование канала ППД в логическом канале резервирования (так называемом канале ППД) во временном сегменте, предусмотренном для этой цели. Сеть подтверждает запрос, передавая на подвижную станцию сигнал квитирования пакета ПДП (предоставление доступа к пакету).
Вышеописанные стадии, представленные на фиг.3, определены инструкцией по обслуживанию УПС 04.60 службы УПС СМПСОН и известны специалистам в данной области. В системе, изображенной на фиг.3, восходящая передача от подвижной станции ПС к базовой станции БС и нисходящая передача от базовой станции ВС к подвижной станции ПС не зависят друг от друга и может иметь место наложение сигналов восходящей и нисходящей передач.
Чтобы избежать наложения сигналов в системе связи с подвижными объектами, в первом варианте изобретения задается условие, что если оператор подвижной станции знает, что он не может передавать и принимать одновременно, т.е. он работает на "простой" подвижной станции, он информирует сеть о своих возможностях по полудуплексной или дуплексной радиосвязи при вхождении в систему, иными словами, он сообщает, что работает на "простой" подвижной станции. В предыдущем примере описания межсетевого сервера УПС СМПСОН подвижная станция могла передать эту информацию на сервер МС на стадии 5, то есть при соединении с СМПСОН по запросу входа в систему. Эта информация может, например, состоять из одного или нескольких битов, по которым базовая станция БС или сервер МСС распознает подвижную станцию как "простую".
Если подвижная станция ПС перемещается в зону обслуживания другого сервера МСС, она передает на этот новый сервер МСС запрос на обновление маршрутизации (стадия 5 на фиг.3), откуда информация далее передается на сервер МУО (стадия 7), который обновляет информацию (стадия 8) и передает ответ на подвижную станцию (стадии 9 и 10), как подтверждение изменения таблицы маршрутизации. В этом случае подвижная станция должна снова при запросе по изменению маршрутизации сообщить, что она является "простой" подвижной станцией. Этот вид информации может также включать данные о числе запрашиваемых временных сегментов.
После того, как подвижная станция распознана как "простая" подвижная станция, базовая станция БС или сервер МС определяет, какой временной сегмент ей выделить на время приема по нисходящей линии, чтобы избежать ситуации, в которой подвижная станция запрашивает для передачи канал у ППД в таком временном сегменте, который вызывает наложение с передачей в нисходящей линии. В примере на фиг.3 это может случиться на стадии 10, когда сервер МСС подтверждает вход подвижной станции в систему пакетной коммутации.
Если подвижная станция ПС перемещается в зону обслуживания другого сервера МСС и передает на этот новый сервер МСС запрос об изменении маршрутизации, как было описано выше, она получает от нового сервера МСС подтверждение запроса об изменении маршрутизации (фиг.3 - стадия 10) и информацию о временном сегменте, который нужно использовать при нисходящей связи.
Если подвижной станции ПС требуется послать сообщение, используя алгоритмы управления доступом КДС (контроллер доступа к среде), она выявляет выделенные для передачи временные сегменты из служебных каналов (например, из известной специалистам системы УПС СМПСОН). Дополнительно, при входе в систему оператор подвижной станции узнает, какой временной сегмент/сегменты выделен/ы для передач в нисходящей линии связи. На основе этой информации подвижная станция ПС передает в сеть запрос на канал ППД в таком временном сегменте, который не перекрывает временной сегмент, используемый при нисходящей связи. В подтверждение того, что ей требуется для временного сегмента восходящей связи тот же самый временной сегмент, в котором был передан запрос, ПС сообщает сети, что является "простой" подвижной станцией. Дополнительно она может сообщить число необходимых временных сегментов, если их больше, чем один. Число временных сегментов в восходящей линии не должно быть таким же, как в нисходящей, но подвижная станция может резервировать, например, три временных сегмента в восходящей линии и два временных сегмента в нисходящей.
Если служебные сигналы по запросу на канал проходят централизованно в общих каналах управления некоторого временного сегмента, а передача телефонной нагрузки осуществляется в других временных сегментах, подвижная станция ПС может в запросе на резервирование канала попросить ППД указать, какие временные сегменты она может использовать в восходящей линии. Этот вид информации может состоять из 8 битов и, если имеются 8 каналов или фактически временных сегментов в кадре МДВР, как в системе УПС, каждый бит соответствует каналу. Бит "0" может указывать на канал, который не требуется подвижной станции, а бит "1" может обозначать канал, который подвижная станция хочет использовать для связи по восходящей линии. В качестве альтернативы информация может состоять из 4 битов, когда один бит указывает, что ПС - "простая" станция, а три бита указывают на порядковый номер (от 0 до 7 в двоичной форме) временного сегмента, в котором ПС может принимать сообщения. Затем сеть выделяет подвижной станции соответствующий канал для передачи по восходящей линии. Каналы нисходящей передачи данных, подходящие для рассматриваемой подвижной станции ПС, должны быть согласованы уже при входе в систему (фиг.3). Теперь сеть, например базовая станция БС, может зарезервировать один из каналов, требуемый ПС для передачи данных.
В подтверждение запроса канала сеть выделяет временной сегмент для нисходящей связи. Предпочтительно сеть, например сетевой сервер МСС или базовая станция БС, выбирает, соответственно, временной сегмент в нисходящей линии так, чтобы он не перекрывал временной сегмент восходящей линии. Если в силу каких-либо причин произошло наложение сигналов, подвижная станция ПС не сможет использовать выделенный ей временной сегмент и должна передать запрос на новый канал серверу ППД.
Подвижная станция имеет средство для выявления временного сегмента, используемого при нисходящей связи, и средство для выбора временного сегмента восходящей связи, основанного на полученной информации, с тем, чтобы он не перекрывал временной сегмент, используемый при нисходящей связи. Этот вариант реализации подвижной станции описан ниже более подробно.
Чтобы избежать наложений, в подвижной станции другого варианта изобретения сеть (например, сетевой сервер МСС или базовая станция БС), при получении сигнала от подвижной станции ПС при восходящей связи, прочитывает из переданных данных опознавательный код подвижной станции, обнаруживает временной сегмент, используемый при восходящей связи, и выбирает для передачи в нисходящей линии такой временной сегмент, который не будет перекрывать передачу по восходящей линии.
В связи с запросом на канал от подвижной станции ПС в сервер ППД по восходящей линии базовая станция прочитывает из запроса на канал в сервере ППД опознавательный код подвижной станции, обнаруживает временной сегмент, используемый при восходящей связи, и выбирает для передачи по нисходящей линии подвижной станции такой временной сегмент, который не будет перекрывать передачу по восходящей линии. Базовая станция подтверждает запрос ПС на пакетную связь в запросе на канал ППД с квитированием ПДП с информацией о временном сегменте, который должна использовать подвижная станция. Для реализации этого второго варианта изобретения сеть, например базовая станция, имеет средство для обнаружения временного сегмента, используемого при восходящей связи, и средство для выбора временного сегмента нисходящей связи, основанного на этой операции, с тем, чтобы временной сегмент нисходящей линии не перекрывал бы временной сегмент, используемый при восходящей связи. Базовая станция может иметь, например, справочную таблицу, в которой она обновляет временные сегменты восходящей и нисходящей связи для различных подвижных станций. Реализация базовой станции для этого варианта ниже описана более подробно.
Если в системе используется более одного временного сегмента в восходящей и нисходящей линиях связи, сеть выбирает, соответственно, все временные сегменты в нисходящей линии, которые не перекрывают временные сегменты восходящей линии.
При сравнении вышеописанных первого и второго вариантов можно видеть, что различие состоит в том, что во втором варианте базовая станция должна каким-то образом идентифицировать подвижную станцию, то есть установить ее подлинность (фактическая, временная или другая идентификация). Здесь могут возникнуть проблемы. Например, в 87-разрядном запросе на канал или на доступ в сеть, который содержит только 36 кодированных битов не относящейся к каналу информации, нет места для опознавательного номера или кода подвижной станции. В этом случае базовая станция БС не сможет выявить из принятого пакета ППД, какая из подвижных станций в пределах зоны обслуживания передала этот пакет.
Подвижная станция в первом варианте изобретения и, соответственно, базовая станция во втором варианте могут выбрать временной сегмент для передачи по восходящей линии и соответствующий временной сегмент для передачи по нисходящей линии с таким расчетом, что они не будут перекрывать друг друга, поскольку подвижная станция синхронизирована с сетью сразу после ее включения, как описано выше. Дополнительно, как и в известных системах, основанных на технологии доступа в сеть с мобильных систем связи, подвижная станция содержит таймер, с помощью которого эта станция определяет точное время синхронизации восходящих и нисходящих временных сегментов.
В следующем варианте изобретения подвижная станция ПС описана со ссылкой на фиг. 4. Передатчик станции имеет буфер 20, в котором хранятся данные, предназначенные для передачи. Буфер 20 соединен через цепь запроса на канал (или ППД) с формирователем 21 (ППД, произвольный доступ к пакету), который имеет данные о возможностях подвижной станции, т.е. является ли она дуплексной или полудуплексной. Когда данные поступают в буфер 20, он посылает управляющий сигнал на формирователь ППД 21, который формирует запрос на канал для передачи ППД. Если подвижная станция является полудуплексной, формирователь ППД формирует такой пакет запроса на канал, который выдает информацию о том, что подвижная станция является "простой" подвижной станцией, и число запрашиваемых временных сегментов. Формирование запроса на канал и работа формирователя ППД известны специалистам в данной области. В данном варианте изобретения двоичные разряды добавлены в пакет ППД в формирователе 21 для ввода вышеуказанной информации в пакет. Этот пакет, в любом случае, представляет собой группу двоичных разрядов, которые сформированы в формирователе ППД 21. Изменение или добавление информации осуществляется формированием пакета, который несколько отличается от нормального пакета по содержанию добавленной информации. Кроме того, согласно данному варианту изобретения передача пакета ППД может быть выполнена во временном сегменте, в котором устранена возможность наложения при передаче данных. Информационные разряды в пакете ППД кодированы по методу ПИО (прямое исправление ошибок) в узле кодирования ошибок 22 по мере прохождения данных на коммутатор 23. Данные на коммутатор 23 подаются также из буфера 20, из которого передаваемые пакеты извлекаются для пакетной коммутации и прямого исправления ошибок (ПИО) во втором узле кодирования ошибок 24 и далее передаются в перемежитель 25, в котором данные перемежаются для передачи. Коммутатор 23 находится в положении А при передаче пакета данных и в положении В при передаче пакета запросов на канал ППД. Один вывод коммутатора 23 предназначен для передачи данных на модулятор-передатчик 26, в котором данные модулируются и передаются в пакете (или пакетах) на радиоинтерфейс. Формирователь ППД 21 является примером реализации средства для информирования телекоммуникационной сети о возможностях связи подвижной станции и является составной частью КМД (контроллер многостанционного доступа или контроллер доступа к среде (не показан)), который управляет работой пакетной радиосвязи с подвижной станцией. Контроллер КМД запрашивает для восходящей связи такой временной сегмент, который не перекрывает временной сегмент, используемый при нисходящей связи, и управляет пакетом ППД, который будет передан в выбранном им временном сегменте восходящей связи.
В приемной части системы пакет импульсов принимается и демодулируется в блоке приема и демодуляции 27, который соединен со вторым коммутатором 28, который при нахождении в положении С принимает пачки импульсов, содержащие пакеты данных. С этой целью первоначальная последовательность восстанавливается в узле 29, а выявление и исправление ошибок осуществляется в узле прямого исправления ошибок ПИО 30, из которого полученные пакеты данных поступают во второй буфер 31, где хранятся для дальнейшей обработки. После того как подвижная станция передаст в запросе на канал в пакете ПДП информацию о том, что она является "простой" станцией, она ожидает квитирования запроса с коммутатором 28 в положении D. Точно так же коммутатор находится в положении D, когда подвижная станция ждет сообщения по служебным каналам (временные сегменты управления). Сообщение ПДП содержит информацию о временных сегментах, выделенных подвижной станции для восходящей связи. Информационный пакет ПДП обрабатывается с исправлением ошибок во втором узле исправления ошибок ПИО 32, из которого сообщение передается в интерпретатор ПДП 33, который предпочтительно является детектором, считывающим полученное сообщение, и выявляет, содержало ли оно информацию о резервировании канала. Интерпретатор ПДП 33 управляет буфером 20 передатчика и по прибытии сигнала о резервировании канала подвижная станция начинает передавать данные из буфера 20 в выделенном ей временном сегменте. Интерпретатор ПДП 33 является частью контроллера КМД. На фиг.4 также показан узел для формирования автоматической повторной передачи запроса (АПЗ) 34 для передачи и обработки запроса, полученного в принятой пачке импульсов, на автоматическую повторную передачу. Узел АПЗ 34 применяется как дополнительное оборудование в зависимости от используемого протокола обслуживания пакета и не имеет существенного значения для осуществления настоящего изобретения.
Следующий вариант базовой станции БС в соответствии с изобретением описан со ссылкой на фиг.5. Передатчик имеет буфер 40, в котором хранятся данные, предназначенные для передачи. Буфер 40 имеет соединение с формирователем подкачки пакета (ПП) 41. Формирователь ПП используется для информирования подвижной станции о пакете, который должен быть передан на ПС. Данные, исходящие из фиксированной сети, например сети Интернет, поступают на межсетевой сервер МС, который передает эти данные для передачи на подвижную станцию ПС. Пакеты из сервера МС закачиваются в буфер 40 базовой станции БС (или в систему базовых станций СБС). После того, как данные были переданы на хранение в буфер 40, последний посылает управляющий сигнал в первый формирователь ПП 41, который формирует сообщение подкачки пакета для передачи на подвижную станцию. Сообщение подкачки пакета ПП представляет собой кодированную ошибку (или кодированную свертку) ПИО в узле кодирования ошибок 42, которая передается на коммутатор 43. Данные передаются на коммутатор 43 также и из буфера 40, из которого пакеты, предназначенные для передачи, кодируются для исправления ошибок во втором узле кодирования 44 и затем передаются в перемежитель 45, в котором данные чередуются для передачи. Коммутатор 43 находится в положении Е при передаче пакетов данных и в положении F при передаче сообщения подкачки пакета ПП. С одной стороны коммутатора 43 данные передаются на модулятор-передатчик 46, в котором данные модулируются и передаются в виде пачки импульсов на радиоинтерфейс. При установлении виртуального соединения (в стадии входа в систему СМПСОН (фиг.3)) подвижная станция сообщает серверу МСС, что это является "простой" подвижной станцией, т. е. , что она не может принимать данные в любом произвольном временном сегменте. Таким образом, сервер МСС узнает, что он должен передавать пакеты только в соответствующих каналах, и он сообщает соответствующие временные сегменты базовой станции БС или системе базовых станций СБС, чтобы оператор последней знал, что он должен передать сообщение подкачки пакета ПП в таком временном сегменте, который подвижная станция может принять. После того как сообщение подкачки пакета ПП было передано на подвижную станцию ПС, базовая станция СБС может в согласованное время передать данные на подвижную станцию по согласованному каналу (другими словами, на оговоренной частоте и в согласованном временном сегменте).
В приемной части системы информационный пакет принимается и демодулируется в приемнике-демодуляторе 47, соединенном со вторым коммутатором 48, который при нахождении в положении G принимает пачки импульсов, содержащие пакеты данных, для чего в узле 49 восстанавливается начальная последовательность импульсов, а ошибки выявляются и исправляются в узле исправления ошибок 50. Из узла 50 полученные пакеты данных перекачиваются в другой буфер 51 для хранения и дальнейшей обработки. Когда базовая станция ожидает от подвижной станции ПС пакет произвольного доступа ППД или другое служебное сообщение, коммутатор 48 находится в положении Н, а в ждущем режиме - в положении 0. В полученных сообщениях ошибки выявляются и корректируются во втором узле прямого исправления ошибок ПИО 52, из которого данные передаются на процессор 53, который также может выдавать запрос на автоматическую повторную передачу (АПЗ) по запросу на повторную передачу в принятом пакете. Функция 53 ARO является опционной: она зависит от используемого протокола обслуживания пакета и не требуется для реализации настоящего изобретения. Процессор 53 управляет буфером 40 и передает информацию на сервер МСС, и когда принимается запрос на канал ППД, базовая станция БС обеспечивает в согласованных временных сегментах квитирование запроса в пакете ПДП. Базовая станция СБС передает информацию на резервирование нисходящей связи в канал подкачки пакета ПП. Базовая станция СБС принимает переданный пакет данных для передачи на сервер МС и далее в телекоммуникационную сеть, например в Интернет.
Следующий вариант сервера МСС согласно настоящему изобретению описан со ссылкой на фиг.6. Данные, поступающие из фиксированной сети передачи данных 59, например из сети Интернет, на сервер МСС обрабатываются в процессоре данных 60 и сохраняются в буфере 61. Процессор данных 60 запрашивает служебный процессор 62, куда послать пакет, и служебный процессор 62 просматривает каталог адресов 63, который может быть выполнен в виде хранящейся в памяти сервера справочной таблицы, и получает информацию о том, по какому каналу пакет должен быть передан на рассматриваемую подвижную станцию ПС. Служебный процессор 62 передает информацию о временном сегменте на процессор данных 60, который направляет пакет данных, передаваемый из буфера 61 к базовой станции БС, в нужный канал и вводит в него информацию по временному сегменту, в котором данные должны быть переданы на подвижную станцию через радиоинтерфейс.
Настоящее изобретение уменьшает риск наложений сигналов в сети связи или даже полностью устраняет это явление, что особенно важно для системы мобильной связи и дуплексной радиосвязи с разделением времени, в которой сообщения передаются по восходящей линии в одном временном сегменте и по нисходящей линии в другом временном сегменте не зависящими друг от друга. В описанной выше системе связи изобретение облегчает использование подвижной станции, содержащей один приемопередатчик, причем риск наложения сигналов сводится к минимуму или вообще отсутствует.
Выше были описаны варианты изобретения с примерами способа, устройства и среды для работы устройства. Для специалиста в данной области совершенно очевидно, что изобретение не ограничено вышеупомянутыми вариантами и может быть реализовано также в другой форме, не выходя из объема изобретения. Представленные варианты должны быть расценены как информативные, но не ограничивающие объем изобретения. Таким образом, возможности для реализации и использования изобретения ограничены только соответствующими пунктами формулы изобретения. Таким образом, могут быть использованы различные варианты для реализации изобретения, не выходя из объема этого изобретения.
Изобретение относится к способу, устройству и телекоммуникационной сети для устранения наложения сигналов при проведении двусторонней связи с временным разделением, когда сообщения передаются в первом направлении связи в первом временном сегменте и во втором направлении связи во втором временном сегменте. В способе, устройстве и телекоммуникационной сети в соответствии с изобретением указанный первый временной сегмент в первом направлении связи обнаруживается и на основе этого обнаружения выбирается такой второй временной сегмент, который не будет накладываться на указанный первый временной сегмент. Достигаемый технический результат: предотвращение конфликтов между передачами по восходящей и нисходящей линиям связи. 4 с. и 13 з.п. ф-лы, 6 ил.
| US 5355368 А, 11.10.1994 | |||
| СИСТЕМА АБОНЕНТСКОЙ СВЯЗИ | 1989 |
|
RU2038699C1 |
| US 5444698 А, 22.08.1995 | |||
| Способ получения высококремнистого криолита | 1977 |
|
SU631450A1 |
| Способ измерения расхода водных, водных наносонесущих и селевых потоков в необорудованных руслах | 1975 |
|
SU539220A1 |
