СПОСОБ ИЗМЕНЕНИЯ ЧАСТОТЫ НЕСУЩЕЙ КАНАЛА УПРАВЛЕНИЯ ВЕЩАНИЕМ БЕЗ НАРУШЕНИЯ ТРАФИКА ВХОДЯЩИХ ВЫЗОВОВ Российский патент 2003 года по МПК H04Q7/38 

Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к частотам несущей канала управления вещанием (КУВ), а более конкретно к способу изменения частоты несущей КУВ в пределах сотовой ячейки без нарушения трафика входящих вызовов или в пределах соседних сотовых ячеек.

Уровень техники
В сотовых системах телефонной связи с подвижными объектами существует потребность в проведении время от времени реконфигурации схемы распределения частот системы. Потребность в изменении возникает вследствие роста трафика в пределах системы телефонной связи с подвижными объектами, требующего дополнительных сотовых ячеек и/или более строгих правил повторного использования частот. Это делает перераспределение частот одной из наиболее времяемких задач, связанных с работой сетей телефонной связи с подвижными объектами. В настоящее время внесение изменений в схемы распределения частот с учетом их повторного использования обычно осуществляют в течение периодов низкой нагрузки, например ночью. Так делают потому, что при изменении частоты несущей канала управления вещанием (КУВ) подвижные станции, обслуживаемые сотовой ячейкой, связанной с частотой несущей КУВ, не в состоянии устанавливать вызовы или задерживать их в конкретных сотовых ячейках.

Хотя разработаны способы изменения других частот несущей в сотовой ячейке согласно поинтервальному принципу, аналогичный способ до сих пор не разработан для изменения частот несущей, связанных с каналами КУВ. Фактически существующие способы требуют, чтобы измененные временные интервалы не поддерживали канал КУВ. Другое решение предусматривает полный запрет частоты несущей КУВ для присвоения новой частоты. Это изменение, как упоминалось выше, обычно осуществляется ночью в течение периодов низкой нагрузки. Однако в течение этого периода времени невозможно ничего передавать. Это препятствует установлению вызова и приводит к тому, что все подвижные станции в пределах соседних сотовых ячеек не в состоянии обеспечить измерения уровня сигнала в сотовой ячейке, которая временно находится в автономном режиме. Это препятствует переадресовкам (переносам связи) в эту сотовую ячейку и может вызвать переадресовку (перенос связи) в менее подходящую соседнюю сотовую ячейку. Сеть не должна ранжировать автономную ячейку, так как это в перспективе могло бы привести к неверному решению о переключении или к потерянному вызову. Таким образом, существует потребность в способе, обеспечивающем изменение частоты несущей КУВ без нарушения трафика вызовов, существующего в данный момент и связанного с сотовой ячейкой, в которой изменяется частота несущей КУВ.

Сущность изобретения
Данное изобретение устраняет вышеизложенные и другие проблемы с помощью способа установления новой частоты несущей КУВ сотовой ячейки без нарушения трафика входящих вызовов в пределах сотовой ячейки и ее соседей. Сначала устанавливают вторую частоту несущей КУВ в пределах сотовой ячейки, уже имеющей первую частоту несущей КУВ, передаваемую из нее. Чтобы отразить дополнительную частоту несущей КУВ, обновляют списки распределения КУВ в соседних сотовых ячейках.

Затем базовая станция сотовой ячейки начинает передачу новой частоты несущей КУВ путем передачи заполнителя КУВ и всей вещательной информации (КУВ, канале частотной коррекции (КЧК), канале синхронизации (КС)) на некотором временном интервале на присвоенной частоте несущей. Затем передачи, связанные с первой частотой несущей КУВ, прерываются путем прекращения передачи различных каналов, связанных с первой частотой несущей КУВ, осуществляемого последовательно и с временной задержкой.

За счет прерывания передачи этой информации подвижные станции прекратят доступ к первой частоте несущей КУВ и ее использование. Все остальные входящие вызовы можно перенести на другую несущую, если этого хочет оператор системы, и запретить первую частоту несущей КУВ. С этого момента все вызовы будут связаны со второй частотой несущей КУВ, а инициирование второй частоты несущей КУВ завершается без нарушения какого-либо трафика входящих вызовов.

Краткое описание чертежей
Для более полного понимания данного изобретения нужно обратиться к нижеследующему подробному описанию, рассматривая его вместе с прилагаемыми чертежами, где
фиг. 1 представляет условную схему сети сотовой телефонной связи, в которой можно осуществить данное изобретение;
фиг. 2 представляет иллюстрацию логических каналов, на которые оказывает влияние данное изобретение; и
фиг. 3 представляет блок-схему, иллюстрирующую способ, посредством которого можно изменять частоту несущей КУВ без изменения потока трафика вызова в пределах сети сотовой телефонной связи.

Подробное описание изобретения
Обратимся теперь к фиг.1, на которой показана условная схема сети 10 радиотелефонной связи, предоставляющей радиотелефонное (сотовое) обслуживание в пределах заданной зоны обслуживания. Сеть 10 включает в себя множество взаимосвязанных коммутационных узлов (КУ) 12 (называемых также центрами коммутации связи с подвижными объектами, ЦКСПО). Хотя показаны лишь два коммутационных узла, будет ясно, что сеть 10, вероятно, включает в себя значительно больше взаимосвязанных узлов. Первый и второй коммутационные узлы 12(1) и 12(2) могут содержать одно из ряда известных телекоммуникационных коммутационных устройств, включая те, которые обычно используются и известны в данной области техники как применяемые для предоставления либо цифрового, либо аналогового сотового обслуживания множеству подвижных станций (ПС) 14. Коммутационные узлы 12 взаимосвязаны друг с другом для осуществления связи посредством как магистральных линий 18 речевой связи (изображенных пунктирными линиями), так и магистральных линий 16 передачи сигналов (изображенных сплошными линиями), обеспечивающих известное соединение типа ISUP (или R1 или R2). Магистральные линии 18 речевой связи обеспечивают каналы речевой и информационной связи, используемые для переноса абонентских сообщений между коммутационными узлами 12. Магистральные линии 16 передачи сигналов переносят сигналы команд между коммутационными узлами 12. Эти сигналы можно использовать, например, при установлении или прерывании каналов речевой или информационной связи через магистральные линии 18 речевой связи и управлении предоставлением обслуживания вызовов подвижной станции 14.

Каждый коммутационный узел также подключен к регистру 20 исходного местонахождения (РИМ) через связанный с ним регистр 22 местонахождения перемещающихся пользователей (РМП) посредством сигнальной линии связи 24, обеспечивающей известную прикладную часть системы связи с подвижными объектами (ПЧССПО) или соединение типа IS-41. Коммутационный узел 12 и регистр 22 местонахождения перемещающихся пользователей могут располагаться вместе в объединенном ЦКСПО-РМП. Регистр 20 исходного местонахождения запоминает информацию, относящуюся к подвижной станции 14 и ее абонентам, содержащую информацию о местонахождении и информацию о профиле обслуживания. Эта информация запоминается регистром 20 исходного местонахождения в связи с (находящимся в каталоге) абонентским номером (АН) и идентификационным номером подвижного объекта (ИНПО) (или в связи с другим протоколом для идентификации подвижной станции) для подвижной станции 14. Регистр 20 исходного местонахождения также поддерживает множество (находящихся в каталоге) временных абонентских номеров (ВАН), которые присваиваются и предоставляются по потребности и временно для установления (определения и связи) "странствующих" подвижных станций 14'(т.е. "странников").

В одной реализации сети сотовой телефонной связи, обозначенной как единое целое позицией 26, коммутационный узел 12 дополнительно подключен, по меньшей мере, к одному связанному с ним контроллеру 28 базовых станций (КБС) посредством как линии связи 30 для передачи сигналов, так и магистральной линии 32 речевой связи. Для упрощения иллюстрации показан только один контроллер 28 базовых станций, подключенный к коммутационному узлу 12(2). Магистральная линия 32 речевой связи обеспечивает канал речевой и информационной связи, используемый для переноса абонентских сообщений между вторым коммутационным узлом 12(2) и его контроллером 28 базовых станций. Линия связи 30 для передачи сигналов переносит сигналы команд между узлом 12 и связанным с ним контроллером 28 базовых станций. Линия связи 30 для передачи сигналов и магистральная линия 32 речевой связи вместе называются в данной области техники "интерфейсом". Контроллер 28 базовых станций также подключен к множеству базовых станций (БС) 34, которые работают для осуществления радиочастотной связи с находящимися поблизости подвижными станциями 14 через воздушный интерфейс 36. Контроллер 28 базовых станций функционирует хорошо известным образом для управления этой операцией радиочастотной связи.

В другой реализации сети сотовой телефонной связи, обозначенной как единое целое позицией 38, коммутационный узел 12(1) дополнительно подключен ко множеству базовых станций (БС) 34, которые работают для осуществления радиочастотной связи с находящимися поблизости подвижными станциями 14 через воздушный интерфейс 36. В этой реализации функциональные возможности, обеспечиваемые контроллером 28 базовых станций (в общем виде показанные при рассмотрении позиции 26), вместо него обеспечиваются коммутационным узлом 12.

Хотя на фиг.1 изображены прямые линии связи (для передачи сигналов и/или магистральные) между узлами, для специалистов в данной области техники понятно, что линии связи между коммутационными узлами не обязательно являются прямыми, а вместо этого могут проходить через многие другие коммутационные узлы (не показаны) сети связи с подвижными объектами, и возможно даже использовать другие сети связи (например, коммутируемую телефонную сеть общего пользования, КТСОП). Поэтому "виртуальная" иллюстрация этих линий связи, изображенная на фиг.1, приведена лишь в качестве примера для упрощения чертежа и взаимозависимости связи между различными узлами, включенными в сеть 10.

Обращаясь теперь также к фиг.2, отметим, что линия связи 36 включает в себя некоторое количество логических каналов 40, которые разделяются на две широких категории: каналы трафика (КТ) 42 и каналы управления 44. Каналы трафика 42 используются обслуживающим контроллером 28 базовых станций для обмена данными вызова (например, речевыми данными) с конкретной подвижной станцией 14, перемещающейся в пределах его зоны обслуживания. Каналы управления 44 используются обслуживающим КБС 28 и базовой станцией 34 для обмена другими данными управления, необходимыми для реализации соединения данных вызова с подвижной станцией 14.

Каналы управления 44 также подразделяются на три категории: вещательные каналы (ВК) 46, общие каналы управления 48 (ОКУ) и выделенные каналы управления 50 (ВКУ). Каждая из вышеупомянутых трех категорий также подразделяется на некоторое количество логических каналов для транспортировки различных типов информации между обслуживающей БС 34 и подвижной станцией 14. В данном случае речь идет только о ВК 46, поэтому остальные рассуждения будут посвящены таким ВК.

Вещательные каналы (ВК) 46 используются главным образом для передачи информации от обслуживающей базовой станции 34 к подвижным станциям 14, перемещающимся в пределах ее зоны обслуживания (нисходящая линия связи), и включают в себя канал частотной коррекции (КЧК) 52, канал синхронизации (КС) 54 и канал управления вещанием (КУВ) 56. Канал частотной коррекции (КЧК) 52 несет информацию для частотной коррекции подвижной станции 14. Канал синхронизации (КС) 52 несет информацию для кадровой синхронизации подвижной станции 14 и идентификации базовой станции 34.

Канал управления вещанием (КУВ) 56 используется для трансляции общей системной информации о сотовой ячейке всем подвижным станциям 14, находящимся в зоне ее местонахождения. Например, вещательная системная информация включает в себя данные о сети, с которой нужно надлежащим образом связаться подвижной станции 14. Такая информация включает в себя описания сотовой ячейки, идентификацию зоны местонахождения, описание соседних сотовых ячеек и т. д. Частота несущей для КУВ 56 всегда передается с номинальной выходной мощностью. Если во временном интервале, связанном с частотой несущей КУВ, не посылается информация, то посылается фиктивный пакет данных. Эти фиктивные пакеты данных известны под названием "заполнение КУВ". Использование заполнения КУВ дает возможность подвижным станциям 14 в соседних сотовых ячейках осуществлять достоверные измерения мощности сигнала, которые используются для принятия решений о переадресовке (переносе связи) в сотовую ячейку.

Обращаясь теперь также к фиг.3, отметим, что здесь проиллюстрирован способ, с помощью которого можно изменять частоту несущей КУВ без нарушения трафика входящих вызовов в сотовой ячейке. Сначала конфигурируют и определяют новую частоту несущей КУВ при операции 80 в обслуживающих сотовую ячейку контроллере 28 базовых станций и базовой станции 34. Кроме того, обновляют списки распределения КУВ (СРКУВ, не показаны) в пределах соседних сотовых ячеек при операции 82 для отражения наличия новой частоты несущей КУВ до того, как она действительно передается по нисходящей линии связи. При необходимости возможно также обновление дополнительных параметров в пределах соседних сотовых ячеек. Можно также выполнить операцию обновления списков распределения перед конфигурированием второго КУВ в пределах сотовой ячейки.

Затем можно начать передачу новой частоты несущей КУВ при операции 84 путем передачи канала предоставления доступа (КПреД), канала поискового вызова (КПВ), канала произвольного доступа (КПроД), канала частотной коррекции (КЧК), канала синхронизации (КС), заполнения КУВ, а также КУВ 56 на новой частоте несущей КУВ. В этот момент в пределах сотовой ячейки существуют две разных частоты несущей КУВ - новая частота и старая частота. Это не создает проблемы для подвижных станций 14, измеряющих две разные частоты несущей КУВ, так как они будут обрабатывать эти частоты как две отдельные сотовые ячейки. Сразу же после начала передачи новой частоты несущей КУВ при операции 84 передача старой частоты несущей КУВ и связанных с ней каналов прерывается при операции 86.

Прекращение передачи старой частоты несущей КУВ и связанных с ней каналов требует использования временных задержек между различными каналами для гарантии того, что не произойдет пропуск или случайное пропадание сообщений поискового вызова или вызовов. Сначала осуществляют прерывание канала частотной коррекции (КЧК) 52, канала синхронизации (КС) 54 и заполнителя КУВ. Затем деактивируют КУВ 56. Это препятствует сохранению информации о старой частоте несущей КУВ на подвижных станциях в соседних ячейках и обслуживающей сотовой ячейке. После прохождения выбранного периода времени, достаточного для обеспечения исключения старой частоты несущей КУВ всеми подвижными станциями, находящимися в режиме связи и в режиме ожидания, из своего списка шести ячеек, передающих самые мощные сигналы, и гарантии того, что никакие подвижные станции, находящиеся в режиме ожидания, не работают на старой частоте несущей КУВ, и что деактивированы канал предоставления доступа (КПреД), канал поискового вызова (КПВ) и канал произвольного доступа (КПроД).

КЧК 52 и КС 54, помимо других параметров, содержат параметр кода идентификации базовой станции (КИБС). После отключения этих каналов, измерения, посылаемые из подвижных станций 14 в зоне, больше не будут содержать старую частоту КУВ. Так происходит потому, что подвижные станции 14 больше не будут в состоянии декодировать параметр КИБС или даже распознать сигнал из базовой станции 34, поскольку не передаются пакеты частотной коррекции. Вследствие прекращения передачи КЧК 52 и КС 54 не будут инициироваться установления или переключения новых вызовов в ячейку на старой частоте несущей КУВ. Вместо этого установления или переключения новых вызовов будут инициироваться на новой частоте несущей КУВ.

Трафик входящих вызовов на старой частоте несущей КУВ произвольно переносится при операции 90 на новую частоту несущей КУВ или другие несущие частоты с доступными каналами трафика в сотовой ячейке. Если операция 90 не выполняется при прерывании вызовов, частота несущей КУВ освободится. Каналы трафика 42 для старой частоты несущей КУВ блокируют при операции 92, если собираются устранить старую несущую КУВ из сотовой ячейки. Это необязательно, если старая несущая КУВ остается связанной с сотовой ячейкой. Сразу же после освобождения старой частоты несущей КУВ от трафика эту частоту запрещают при операции 94. Потом можно устранить старую частоту несущей КУВ при операции 96 из списков распределения КУВ. Это завершает изменение с переходом со старой частоты несущей КУВ на новую частоту несущей КУВ без нарушения существующего трафика вызовов.

Сразу же после завершения вышеупомянутой процедуры можно использовать старую частоту несущей КУВ в качестве частоты несущей канала трафика, если это необходимо. Эта процедура обеспечивает изменение частоты несущей КУВ без какого-либо нарушения соединений входящих вызовов или подвижных станций 14, находящихся в режиме ожидания. Можно также продолжать установления и переключения вызовов в сотовую ячейку в течение всего времени сдвига между частотами несущей КУВ. За счет того, что операторы системы получают возможность изменять частоту несущей КУВ для сотовой ячейки, без какого-либо нарушения существующего трафика вызовов, операторы могут обеспечить гибкие схемы распределения частот и уменьшить эксплуатационные издержки системы.

Хотя на прилагаемых чертежах проиллюстрирован и в вышеизложенном подробном описании рассмотрен предпочтительный конкретный вариант осуществления способа и устройства, соответствующих данному изобретению, понятно, что изобретение не ограничивается раскрытым конкретным вариантом осуществления и что возможны многочисленные варианты компоновки, модификации и изменения в рамках объема притязаний, установленного и определенного нижеследующей формулой изобретения.

Предложен способ установления новой частоты несущей канала управления вещанием (56) в пределах сотовой ячейки без нарушения трафика входящих вызовов. Сотовая ячейка, имеющая базовую станцию (34), передающую данные канала управления вещанием (56) на существующей частоте несущей канала управления вещанием (КУВ), устанавливает вторую частоту несущей КУВ в пределах сотовой ячейки. В течение первого периода времени данные КУВ передаются на существующей первой частоте несущей КУВ. В течение второго периода времени как на существующей, так и на новой несущих частотах КУВ осуществляется перенос данных КУВ для предоставления окружающим подвижным станциям (14) возможности обнаружения и распознавания обеих несущих. Затем передача старой частоты несущей КУВ прерывается в течение третьего периода времени, так что данные канала управления вещанием (56) передаются только на новой частоте несущей КУВ, что и является достигаемым техническим результатом. 3 с. и 11 з.п.ф-лы, 3 ил.

1. Способ изменения частоты несущей канала управления вешанием (КУВ) в пределах сотовой ячейки, заключающийся в том, что конфигурируют и определяют вторую частоту несущей КУВ в пределах сотовой ячейки, имеющей первую частоту несущей КУВ, обновляют списки распределения КУВ в соседних сотовых ячейках, используя вторую частоту несущей КУВ, передают данные КУВ на первой частоте несущей КУВ в течение первого периода времени, передают данные КУВ на первой и второй частотах несущей КУВ в течение второго периода времени, причем при передаче данных КУВ на первой и второй частотах несущей КУВ дополнительно осуществляют передачу заполнения КУВ на второй частоте несущей КУВ и прерывают передачу данных КУВ на первой частоте несущей КУВ в течение третьего периода времени, так что передача данных КУВ происходит только на второй частоте несущей КУВ в течение третьего периода времени, причем при прерывании дополнительно прекращают передачу канала частотной коррекции (КЧК), канала синхронизации (КС) и заполнения КУВ на первой частоте несущей КУВ. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что дополнительно блокируют каналы трафика первой частоты несущей КУВ, если первая частота несущей КУВ больше не будет использоваться в пределах сотовой ячейки. 3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что переключают входящие вызовы с первой частоты несущей КУВ на другую несущую, если первая частота несущей КУВ больше не будет использоваться в пределах сотовой ячейки. 4. Способ по п. 3, отличающийся тем, что другая несущая представляет собой вторую частоту несущей КУВ. 5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что дополнительно запрещают первую частоту несущей КУВ. 6. Способ по п. 1, отличающийся тем, что дополнительно используют первую частоту несущей КУВ в качестве новой частоты несущей канала трафика (КТ). 7. Способ изменения частоты несущей канала управления вещанием (КУВ) в пределах сотовой ячейки без нарушения трафика входящих вызовов, заключающийся в том, что устанавливают вторую частоту несущей КУВ в пределах сотовой ячейки, имеющей первую частоту несущей КУВ, передают заполнение КУВ на второй частоте несущей КУВ в течение некоторого периода времени, на протяжении которого первая частота несущей КУВ остается активной, прекращают передачу канала частотной коррекции (КЧК), КУВ, общего канала управления (ОКУ), канала синхронизации (КС) и заполнения КУВ на первой частоте несущей и запрещают первую частоту несущей КУВ. 8. Способ по п. 7, отличающийся тем, что при установлении второй частоты несущей КУВ дополнительно конфигурируют и определяют частоту несущей КУВ в пределах сотовой ячейки и обновляют списки распределения КУВ в соседних сотовых ячейках, используя вторую частоту несущей КУВ. 9. Способ по п. 7, отличающийся тем, что при прекращении передачи КЧК, КУВ, ОКУ, КС и заполнения КУВ дополнительно прекращают передачу КЧК, КУВ, КС, ОКУ и заполнения КУВ с временной задержкой, так что выбранные каналы деактивируют в разные моменты на протяжении выбранного периода времени. 10. Способ по п. 7, отличающийся тем, что при прекращении передачи дополнительно прекращают передачу КЧК, КС и заполнения КУВ в первый выбранный момент, прекращают передачу КУВ во второй выбранный момент и прекращают передачу ОКУ в третий выбранный момент. 11. Способ по п. 7, отличающийся тем, что дополнительно используют первую частоту несущей КУВ в качестве новой частоты несущей канала трафика (КТ). 12. Базовая станция, обслуживающая сотовую ячейку в пределах сети сотовой связи, содержащая приемопередатчик для передачи и приема несущих частот, средство управления приемопередатчиком для определения и передачи первой и второй частот несущей канала управления вешанием (КУВ), причем средство управления обеспечивает передачу первой несущей КУВ в течение первого периода времени, передачу как первой, так и второй частот несущей КУВ в течение второго периода времени, причем при передаче данных КУВ на первой и второй частотах несущей КУВ дополнительно осуществляет передачу заполнения КУВ на второй частоте несущей, передачу только второй частоты несущей КУВ в течение третьего периода времени и прекращает передачу первой частоты несущей КУВ путем прекращения передачи канала частотной коррекции (КЧК), канала синхронизации (КС) и заполнения КУВ на первой частоте несущей КУВ. 13. Базовая станция по п. 12, отличающаяся тем, что средство управления дополнительно осуществляет перенос трафика входящих вызовов с первой частоты несущей КУВ на другую частоту несущей. 14. Базовая станция по п. 12, отличающаяся тем, что средство управления запрещает первую частоту несущей КУВ.