УМЕНЬШЕНИЕ ВРЕМЕНИ КОНТРОЛЯ РАДИОКАНАЛА В СИСТЕМЕ С ВЫСОКОЙ СКОРОСТЬЮ ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ Российский патент 2005 года по МПК H04B7/00 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к области беспроводной связи. Более конкретно, изобретение относится к новым усовершенствованным способу и устройству для сокращения времени контроля вызова, которые позволяют быстрее перераспределять ресурсы канала трафика в системе беспроводной связи.

Уровень техники

Современная система связи должна поддерживать широкий спектр применений. Одной из таких систем связи является система связи с многостанционным доступом с кодовым разделением каналов (СДМА, МДКР), которая соответствует разработанному Ассоциацией промышленности средств связи и Ассоциацией электронной промышленности "Стандарту TIA/EIA-95A совместимости подвижной станции с базовой станцией для двухрежимной широкополосной системы сотовой связи с расширением спектра" (далее именуемому как IS-95). Система, функционирующая в соответствии со стандартом IS-95, в данном контексте называется системой IS-95. Система МДКР позволяет осуществлять передачи речевого сигнала и данных между пользователями по наземной линии связи. Использование методов МДКР в системе связи с многостанционным доступом описано в патенте США 4901307 на изобретение "Система связи с многостанционным доступом на основе расширения спектра с использованием спутниковых или наземных ретрансляторов", а также в патенте США 5103459 на изобретение "Система и способ формирования сигналов в системе сотовой телефонной связи МДКР", переуступленных правопреемнику настоящего изобретения и упоминаемых здесь для сведения. Способы управления мощностью в системе связи с многостанционным доступом МДКР описаны в патенте США 5056109 на изобретение "Способ и устройство для управления мощностью передачи в системе сотовой телефонной связи МДКР", а также в IS-95 и хорошо известны специалистам в данной области техники.

В данном контексте понятие "базовая станция" относится к аппаратуре, с которой осуществляют связь абонентские станции. Понятие "сотовая ячейка" относится к географической зоне охвата (обслуживания), в пределах которой абонентские станции могут осуществлять связь с конкретной базовой станцией. Следовательно, когда абонентская станция выходит из зоны обслуживания какой-то базовой станции в направлении определенной базовой станции, эта абонентская станция в конечном счете движется в "сотовую ячейку базовой станции". Каждая базовая станция обычно расположена вблизи центра своей сотовой ячейки. В простой конфигурации базовая станция передает сигналы, используя единственную несущую частоту для всей сотовой ячейки. Для увеличения пропускной способности вызовов в том же месте можно установить дополнительную базовую станцию, чтобы обеспечить обслуживание внутри той же сотовой ячейки на другой несущей частоте. Для дополнительного увеличения пропускной способности сотовую ячейку можно разделить на радиальные области подобно кускам пирога. Таким образом, сотовую ячейку можно разделить на секторы, при этом каждая базовая станция будет вести передачи через направленные антенны, которые охватывают только часть сотовой ячейки. В наиболее распространенных конфигурациях сотовая ячейка делится на три области, называемые секторами, каждый из которых охватывает разную секцию сотовой ячейки величиной 120 градусов. Каждая базовая станция в разделенной на секторы сотовой ячейке ведет передачи на одной несущей в одном секторе или в одной не разделенной на секторы сотовой ячейке.

В системе МДКР абонентская станция осуществляет связь с сетью передачи данных посредством передачи данных в базовую станцию на обратной линии связи. Базовая станция принимает данные и может маршрутизировать их в сеть передачи данных. Данные из сети передачи данных передаются абонентской станции по прямой линии связи той же самой базовой станции. Под прямой линией связи подразумеваются передачи из базовой станции в абонентскую станцию, а под обратной линией связи подразумеваются передачи из абонентской станции в базовую станцию. В системах IS-95 для прямой и обратной линий связи распределяются отдельные частоты.

В системах IS-95 используется множество различных видов каналов связи, включая канал пилот-сигнала, канал поискового вызова и прямой канал трафика. От наличия ресурсов прямого канала трафика зависит, сколько вызовов различных абонентских станций может поддерживать каждая базовая станция. Для увеличения пропускной способности соединений были разработаны методы контроля соединений, чтобы можно было быстро освобождать каналы трафика и не давать абонентской станции действовать как источник внутриполосных помех в случае неожиданной потери ее канала трафика. Такая неожиданная потеря вызова может произойти в результате движения абонентской станции либо из зоны обслуживания базовой станции, либо через туннель, что приводит к потере сигнала канала трафика.

Контроль канала трафика в IS-95 включает в себя два механизма, которые в данном контексте называются процедурой предотвращения возникновения помех и процедурой восстановления канала трафика. Процедура предотвращения возникновения помех определяет условия, при которых абонентская станция должна прекратить передачу сигнала на обратной линии связи. Эта процедура ограничивает длительность времени, в течение которого абонентская станция может передавать сигнал на обратной линии связи без управления мощностью со стороны базовой станции. Процедура восстановления канала трафика определяет условия, при которых абонентская станция должна объявить о потере канала трафика и закончить вызов. Вторая процедура позволяет базовой станции восстановить и повторно использовать канал трафика в случае неожиданной потери связи с абонентской станцией.

В IS-95 процедура предотвращения возникновения помех предписывает, чтобы абонентская станция прекращала передачи, если она не принимает достаточно сильный сигнал на прямой линии связи, позволяющий нормально управлять мощностью обратной линии связи. Если абонентская станция принимает заданное количество последовательных стертых (разрушенных) кадров (обычно 12 кадров), абонент выключает свой передатчик. Передатчик может быть снова включен после того, как абонентская станция примет заданное количество нормальных кадров, например 2 или 3.

В IS-95 процедура восстановления канала трафика предписывает, чтобы абонентская станция, передатчик которой был выключен в соответствии с процедурой предотвращения возникновения помех на заданное время контроля, объявляла о потере своего канала трафика. Время контроля для процедуры восстановления канала трафика обычно составляет около пяти секунд. Аналогичным образом, если базовая станция обнаружит, что связь с абонентской станцией больше не находится в активном состоянии, она объявляет этот канал трафика потерянным.

Описанный выше способ позволяет восстанавливать ресурсы канала трафика после относительно короткого (пять секунд) времени контроля. Одной из причин использования этого метода в системе IS-95 является то, что базовая станция постоянно передает новые кадры информации каждой активной абонентской станции через каждые 20 миллисекунд, позволяя тем самым абонентской станции контролировать этот непрерывный поток трафика на прямой линии связи. Однако этот метод гораздо менее эффективен в системе с высокой скоростью передачи данных (HDR, ВСПД), в которой базовая станция осуществляет передачи абонентской станции только в том случае, когда у базовой станции есть данные для передачи.

Примерная система ВСПД для передачи цифровых данных с высокой скоростью в системе беспроводной связи описана в совместно рассматриваемой заявке на патент США 08/963386 "Способ и устройство для передачи пакетных данных с высокой скоростью" (в дальнейшем именуемой как заявка ′386), переуступленной правопреемнику настоящего изобретения и упоминаемой здесь для сведения. Как описано в заявке ′386, базовая станция передает информацию в любой момент времени одной абонентской станции, причем скорость передачи зависит от измерений отношения несущей к помехе (Н/П), сделанных абонентской станцией. Абонентская станция имеет только одно соединение с базовой станцией, но это соединение может содержать несколько каналов трафика. Базовая станция передает кадры информации конкретной абонентской станции, только когда у нее есть данные для передачи этой абонентской станции. Следовательно, абонентская станция может поддерживать соединение с базовой станцией на нескольких каналах трафика в течение длительного периода времени, не принимая кадр данных от базовой станции.

В системе, использующей такой метод передачи, процедура предотвращения возникновения помех не может основываться на скоростях стирания, поскольку абонентская станция не способна различить, приняла ли она стертый кадр или отправленный кадр данных отсутствует. Кроме того, время контроля, необходимое для восстановления ресурсов канала трафика в такой системе, будет менее предсказуемым и может намного превзойти пять секунд. Поэтому существует потребность в способах предотвращения возникновения помех и уменьшения времени контроля, предназначенных для системы ВСПД.

Сущность изобретения

В основу настоящего изобретения положена задача создания нового усовершенствованного способа и устройства для беспроводных систем передачи данных с высокой скоростью, в которых данные передаются в зависимости от потребности сети пакетной передачи данных. Эффективность беспроводной системы связи повышается за счет возможности быстрого восстановления и повторного использования ресурсов канала трафика, когда абонентская станция (именуемая в дальнейшем как "терминал доступа") выключается или внезапно становится недоступной для сетевого трафика.

Согласно одному аспекту изобретения, для уменьшения помех на обратной линии связи каждый терминал доступа формирует значения контроля скорости передачи данных (DRC, КСД) и постоянно следит за этими сформированными значениями КСД. Значения КСД изменяются в зависимости от измерений отношения несущей к помехе (Н/П), выполняемых терминалом доступа. Когда значения Н/П, измеренные на терминале доступа, не удовлетворяют заданному критерию, терминал доступа формирует значение КСД нулевой скорости, показывающее, что терминал доступа вообще не может декодировать данные прямой линии связи. Нулевой уровень КСД может также указывать, что терминал доступа больше не находится в пределах данной базовой станции и поэтому его мощность невозможно эффективно контролировать. Когда уровень КСД остается нулевым в течение длительного периода времени, терминал доступа выключает свой передатчик, чтобы не стать неконтролируемым источником внутриполосных помех. В одном примерном варианте осуществления изобретения терминал доступа выключает свой передатчик, если уровень КСД остается постоянно на нулевой скорости в течение периода "выключения" длительностью приблизительно 240 миллисекунд. Терминал доступа снова включает свой передатчик после того, как скорость КСД будет находиться непрерывно выше нуля в течение периода "включения", например, длительностью 13,33 или 26,67 миллисекунд.

Согласно другому аспекту изобретения, беспроводная сеть осуществляет связь с терминалом доступа через соединение, содержащее один или несколько каналов трафика. Каждый из этих одного или нескольких каналов трафика распределен от различных базовых станций, принадлежащих данной беспроводной сети связи. Беспроводная сеть инициирует разъединение соединения с терминалом доступа путем посылки сообщения об инициации разъединения в терминал доступа. Терминал доступа отвечает посылкой сообщения о разъединении и прекращает использование всех каналов трафика. В том случае, если сообщение об инициации разъединения или сообщение о разъединении потеряно из-за ошибки связи, базовая станция и терминалы доступа используют процедуру восстановления канала трафика для ограничения длительности времени контроля. Уменьшение времени контроля позволяет быстро восстановить и повторно использовать ресурсы канала трафика базовой станцией.

В одном примерном варианте осуществления изобретения беспроводная сеть регулирует время контроля посредством сохранения минимальной скорости передачи кадров данных в каждый терминал доступа в системе. Например, если максимальный период нулевого трафика истек и ни одного кадра данных не было послано в терминал доступа, то беспроводная сеть передает нулевой кадр данных в абонентскую станцию. Если терминал доступа не смог успешно декодировать кадр данных или нулевой кадр данных на любом из своих каналов трафика за заданное количество максимальных периодов нулевого трафика, то терминал доступа объявляет о потере соединения с этой базовой станцией и прекращает передачу. Если беспроводная система не приняла сообщение о разъединении после посылки сообщения об инициации разъединения, она прекращает посылку кадров данных и нулевых кадров данных в терминал доступа. После истечения заданного количества максимальных периодов нулевого трафика беспроводная система восстанавливает ресурсы канала трафика, распределенные данному разъединенному терминалу доступа.

В предпочтительном варианте осуществления изобретения каждая базовая станция беспроводной сети регулирует время контроля посредством широковещательной передачи конфигурационного пакета всем активным терминалам доступа, обслуживаемым данной базовой станцией. Конфигурационный пакет содержит информацию о распределении каналов трафика, указывающую, распределен ли каждый канал трафика базовой станции активному терминалу доступа. Если терминал доступа декодирует конфигурационный пакет, указывающий, что один из его каналов трафика был откреплен, то данный терминал доступа разъединяет этот канал трафика и факультативно свое соединение с беспроводной сетью. Если терминал доступа не смог успешно декодировать по меньшей мере одно конфигурационное сообщение в течение времени контроля, то он разъединяет свои каналы трафика и свое соединение с беспроводной сетью.

Краткое описание чертежей

Другие существенные признаки, задачи и преимущества настоящего изобретения станут понятны из представленного ниже подробного описания в совокупности с чертежами, на которых одни и те же элементы отмечены одинаковыми ссылочными обозначениями и на которых

фиг.1 изображает схематически примерный вариант беспроводной системы передачи данных с высокой скоростью,

фиг.2а изображает примерную схему состояний для времени контроля обработки в терминале доступа,

фиг.2b изображает примерную схему состояний для процедуры предотвращения возникновения помех в терминале доступа,

фиг.3а изображает примерный алгоритм обработки времени контроля в терминале доступа,

фиг.3b изображает примерный алгоритм обработки времени контроля в беспроводной сети,

фиг.4а-4с изображают алгоритмы примерного процесса контроля мощности передачи,

фиг.5а изображает структурную схему примерного варианта беспроводной сети передачи данных с высокой скоростью, включающей в себя базовую станцию и контроллер базовой станции,

фиг.5b изображает структурную схему примерного варианта терминала доступа данных, передаваемых с высокой скоростью.

Подробное описание предпочтительных вариантов осуществления изобретения

На фиг.1 представлена структурная схема примерного варианта абонентской станции 110 для беспроводной передачи данных с высокой скоростью (ВСПД), в дальнейшем именуемой терминалом доступа, которая осуществляет связь с беспроводной сетью 120 передачи данных с высокой скоростью. Терминал 110 доступа осуществляет связь через беспроводную сеть 120 для обмена пакетированными данными с Интернет 124 или какой-либо другой сетью 126 передачи пакетированных данных, например, с закрытой сетью типа корпоративной сети. Примерами пакетированных данных могут служить дейтаграммы Интернет-протокола (IP), используемые для таких применений, как доступ к веб-страницам и получение электронной почты. Такие применения пакетированных данных могут исполняться непосредственно на терминале 110 доступа или на отдельном вычислительном устройство, которое использует терминал 110 доступа в качестве беспроводного модема. В примерном варианте осуществления изобретения терминал 110 доступа осуществляет связь с беспроводной сетью 120 через канал 112 беспроводной связи.

Беспроводная сеть 120 может состоять из одной базовой станции и контроллера базовой станции или может включать в себя множество отдельно расположенных беспроводных базовых станций и контроллер базовых станций, соединенных в сеть. Каждая базовая станция имеет заданное количество каналов трафика, которые она может использовать для обмена данными с терминалами доступа. Когда терминалу доступа выделяется один из каналов трафика, этот терминал доступа называется активным терминалом доступа. Каждому активному терминалу доступа предоставляется (назначается) по меньшей мере один канал трафика. Беспроводная сеть 120 может быть соединена в сетью 124 пакетной передачи данных с помощью любого подходящего типа сетевого соединения, например беспроводного или проводного соединения Т1 или Т3, оптоволоконного соединения или соединения по методу сети Ethernet. Беспроводная сеть 120 может быть соединена с множеством сетей пакетной передачи данных более чем одного типа. Например, другая сеть 126 может быть коммутируемой телефонной сетью общего пользования (PSTN, КТСОП), соединенной с беспроводной сетью 120 через функцию межсетевого обмена (IWF, ФМО) служб передачи данных.

В одном примерном варианте осуществления изобретения терминал 110 доступа непрерывно контролирует передачи из беспроводной сети 120, чтобы оценить отношение несущей к помехе (Н/П) данного канала. Терминал 110 доступа периодически посылает сигнал контроля скорости передачи данных (КСД) в беспроводную сеть 120, указывающий максимальную скорость передачи данных, с которой он может принимать данные на основании предыдущих измерений Н/П канала 112 беспроводной связи. Отношение Н/П для терминала 110 доступа и связанный с ним сигнал КСД будут изменяться под действием таких условий, как изменения положения терминала 110 доступа. Когда терминал 110 доступа может принимать данные с высокой скоростью, он посылает сигнал КСД с высоким значением. Когда терминал 110 доступа может принимать данные с низкой скоростью, он посылает сигнал КСД с низким значением.

В примерном варианте системы базовая станция в беспроводной сети 120 использует полную пропускную способность своего прямого канала трафика для передачи данных в назначенный терминал доступа. Базовая станция посылает данные каждый раз только в один терминал 110 доступа и передает данные обычно с самой высокой допустимой скоростью, указанной в сигнале КСД, принятом от назначенного терминала доступа. Передачи кодируются таким образом, что их может правильно декодировать только назначенный терминал доступа.

В одной примерной системе беспроводная сеть 120 ведет очередь данных прямой линии связи для каждого активного терминала 110 доступа. Каждый раз, когда беспроводная сеть 120 принимает данные из сети 124 пакетной передачи данных, адресованные какому-то терминалу доступа, она помещает эти данные в соответствующую очередь данных прямой линии связи.

Передачи на прямой линии связи разделены на временные интервалы длительностью 1,667 миллисекунд или на 600 временных интервалов в секунду. Базовая станция передает данные только одному назначенному терминалу доступа в течение временного интервала и ведет передачу данных со скоростью, зависящей от информации КСД, полученной из назначенного терминала доступа. Каждый раз, когда базовая станция выбирает новый назначенный терминал доступа, она посылает весь "кодированный пакет", имеющий заданный минимальный размер. В данном примерном варианте осуществления изобретения минимальный размер кодированного пакета составляет 1024 бит. Если минимальный кодированный пакет невозможно передать с запрашиваемой скоростью КСД в одном временном интервале, базовая станция передает кодированный пакет назначенному терминалу доступа в нескольких последовательных временных интервалах. Например, для посылки 1024 бит со скоростью 38,4 кбит/с базовая станция передает кодированный пакет в 16 последовательных временных интервалах.

В данной примерной системе базовая станция передает кодированный пакет доступа терминалу доступа только в том случае, если очередь данных прямой линии связи не свободна. Если сеть 124 пакетной передачи данных не посылает данные в терминал доступа и очередь данных прямой линии для данного терминала свободна, базовая станция не будет передавать кодированные пакеты этому терминалу доступа.

Во многих широко распространенных применениях пакетированных данных, например при просмотре веб-страниц, обмен информации между сетью и узлом сети имеет пульсирующий характер. Иными словами, потребность в полосе частот может испытывать короткие пики, между которыми потребность в ней очень низкая. Хорошим примером пульсирующего применения пакетированных данных является просмотр веб-страниц. Пользователь может осуществлять доступ к Интернету с компьютера типа лэптоп, подключенного к терминалу доступа. Когда пользователь загружает веб-страницу, приложение веб-браузера может потребовать от сети всю возможную ширину полосы частот. После окончания загрузки потребность в ширине полосы частот упадет до нуля, пока пользователь будет читать веб-страницу. Если пользователю больше не потребуется информация, он может закрыть приложение веб-браузера либо просто оставить компьютер бездействующим.

В одной примерной системе беспроводная сеть 120 контролирует длительность времени, в течение которого каждый активный терминал доступа остается бездействующим (не ведет передачу или прием данных). По истечении времени таймера бездействия беспроводная сеть 120 посылает сообщение об инициализации разъединения по прямой линии связи терминалу доступа, чтобы восстановить связанные с этим каналом трафика ресурсы для использования их другими, не бездействующими терминалами доступа. Терминал доступа отвечает посылкой сообщения о разъединении в беспроводную сеть 120 и разъединяет соединение с беспроводной сетью 120 и каналами трафика, связанными с этим соединением. Сообщение об инициации разъединения и сообщение о разъединении, подобно любым другим сообщениям, подвержены ошибкам связи. Если терминал доступа не смог успешно декодировать сообщение об инициации разъединения, то он может не знать, что он был разъединен. Аналогичным образом, если беспроводная сеть 120 не приняла успешно декодированное сообщение о разъединении, она может не знать, что ресурсы соответствующего канала трафика доступны для распределения другим терминалам доступа. Чтобы иметь возможность своевременно восстанавливать и повторно использовать ресурсы канала трафика в ответ на такие ошибки связи, примерная система ВСПД использует процедуру контроля соединения.

Примерная система ВСПД отличается от IS-95 тем, что она посылает данные трафика по прямой линии связи в терминал доступа только в том случае, если соответствующая очередь данных прямой линии связи не свободна. Потенциальная возможность длительных периодов нулевой активности канала трафика в сочетании с возможностью потери сообщения об инициации разъединения или сообщения о разъединении усложняет процедуры контроля соединения в системе ВСПД.

В одном примерном варианте осуществления изобретения терминал доступа вычисляет уровень сигнала КСД для каждого временного интервала. Процедура предотвращения возникновения источника помех предписывает, что терминал доступа должен выключить свой передатчик после того, как его уровень КСД упадет до нулевой скорости в течение определенного интервала времени, например 240 миллисекунд или 144 временных интервалов. Терминал доступа снова включает свой передатчик после того, как его скорость КСД остается выше нуля в течение заданного периода, например 8 последовательных временных интервалов или 13,33 миллисекунды. В альтернативном варианте этот последний период составляет 16 последовательных временных интервалов или 26,67 миллисекунд.

В одном варианте, чтобы исключить рассогласование состояния соединения, определяют максимальный период нулевого трафика, который может проходить без передачи информации в каждый терминал доступа. Если очередь данных прямой линии связи для терминала доступа остается свободной, так что максимальный период нулевого трафика может истечь без посылки пакета данных в терминал доступа, беспроводная сеть 120 передает "пакет нулевых данных" в терминал доступа. Период контроля имеет длительность по меньшей мере вдвое больше максимального периода нулевого трафика, чтобы терминал доступа мог потерять (из-за ошибки связи) несколько нулевых пакетов данных без немедленного разъединения своего соединения.

Одна проблема передачи нулевых данных трафика заключается в том, что такая передача может значительно ухудшить среднюю пропускную способность прямой линии связи базовой станции ВСПД. Это особенно реально при передаче нулевых данных трафика терминалу доступа с низкой скоростью передачи данных. Например, посылка нулевых данных трафика в кодированном пакете на 1024 бита со скоростью 38,4 кбит/с может расходовать 16 последовательных временных интервалов передачи на прямой линии связи. Если таких терминалов доступа будет много, то этот вид процедуры контроля соединения становится очень дорогим в смысле ширины полосы частот прямой линии.

Также, если увеличить длительность максимального периода нулевого трафика, чтобы избежать расходования слишком большой ширины полосы частот на нулевые данные трафика, то станет длительным период контроля соединения. Например, если максимальный период нулевого трафика установлен на 15 секунд, то время контроля соединения может быть 60 секунд. Эго значит, что если беспроводная сеть 120 не примет сообщение о разъединении от терминала доступа, то она должна ждать 60 секунд, прежде чем восстановить и перераспределить ресурсы соответствующего канала трафика. Привязка ресурсов канала трафика на такой длительный период весьма нежелательна.

В одном предпочтительном варианте осуществления изобретения каждая базовая станция периодически передает конфигурационный пакет на широковещательном канале управления всем своим активным терминалам доступа. Конфигурационный пакет включает в себя информацию о распределении каналов трафика, указывающую, распределен ли каждый канал трафика активному терминалу доступа. Активный терминал доступа, обслуживаемый данной базовой станцией, проверяет каждый успешно декодированный конфигурационный пакет, чтобы определить состояние канала трафика, который распределен данному терминалу доступа. Если состояние какого-то канала трафика изменилось с распределенного на нераспределенное, значит этот канал трафика был откреплен и может быть назначен другому терминалу доступа. После того, как терминал доступа определит, что один из его соответствующих каналов трафика был откреплен, он незамедлительно разъединяется и прекращает использование этого канала трафика. В одном примерном варианте изобретения терминал доступа продолжает использовать те каналы трафика, которые все еще распределены ему для доступа другими базовыми станциями. В другом варианте открепление любого из каналов трафика терминала доступа побуждает его разъединить свои соединения со всеми базовыми станциями и связанными с ними каналами трафика. Кроме того, если терминалу доступа не удалось успешно декодировать конфигурационный пакет в течение времени контроля соединения, он незамедлительно разъединяет свое соединение с беспроводной сетью, включая любые связанные с ним каналы трафика, и прекращает передачу.

В одном примерном варианте осуществления изобретения терминал доступа ведет отдельные таймеры контроля для каждой обслуживающей его базовой станции. Если терминал доступа не может успешно декодировать конфигурационный пакет от конкретной базовой станции, он разъединяет канал трафика, связанный с этой базовой станцией. Если терминал доступа продолжает успешно декодировать конфигурационные пакеты от другой базовой станции и эти конфигурационные пакеты указывают, что другая базовая станция не открепила канал трафика данного терминала доступа, то терминал доступа будет продолжать использовать канал трафика этой другой базовой станции.

В предпочтительном варианте осуществления изобретения конфигурация передается достаточно часто, чтобы время контроля было сопоставимо со временем контроля, используемым в IS-95. Например, если конфигурационный пакет передается через каждые 400 миллисекунд, то терминал доступа разъединяет свое соединение, когда конфигурационный пакет не удается декодировать в течение времени контроля 4,8 секунд или 12 последовательных потерянных конфигурационных пакетов. Специалистам в данной области техники будет понятно, что время, связанное с передачами конфигурационного пакета, содержащего информацию о распределении канала трафика, можно изменить, не выходя за рамки предложенного способа. Аналогичным образом, можно изменить время контроля, также не выходя за рамки предложенного способа.

В одном примерном варианте осуществления изобретения информация о распределении канала трафика в каждом конфигурационном пакете представляет собой битовую маску, имеющую количество бит, равное максимальному количеству прямых каналов трафика, поддерживаемых данной базовой станцией. Каждый активный терминал доступа знает, какой бит битовой маски соответствует данному каналу трафика терминала доступа, и не учитывает состояние других битов в битовой маске. В одном примерном варианте изобретения "1" используется для обозначения, что канал трафика распределен, а "0" - для обозначения, что канал трафика откреплен или не распределен. В примерном варианте осуществления изобретения каждая базовая станция может поддерживать максимум 28 каналов трафика прямой линии связи и длина битовой маски составляет 28 бит. В альтернативном варианте каждая базовая станция может поддерживать максимум 29 каналов трафика прямой линии и длина битовой маски составляет 29 бит. Специалистам в данной области техники будет понятно, что эго представленное количество каналов трафика и битов можно изменять, не выходя за рамки описанного способа.

После успешного декодирования конфигурационного пакета каждый активный терминал доступа проверяет биты, соответствующие распределенным ему каналам трафика прямой линии. Если биты распределения прямого канала трафика указывают, что канал трафика данного терминала доступа был откреплен, то терминал доступа разъединяет этот канал трафика и факультативно полностью все соединение с беспроводной сетью 120.

Заканчивая соединение между беспроводной сетью 120 и терминалом доступа, одна базовая станция в беспроводной сети 120 сначала посылает сообщение об инициации разъединения терминалу доступа. На получение сообщения об инициации разъединения терминал доступа отвечает посылкой сообщения о разъединении через базовую станцию в беспроводную сеть 120. Если любое из сообщения об инициации разъединения или сообщения о разъединении будет потеряно из-за ошибки связи, беспроводная сеть 120 не получит сообщение о разъединении. Процедура контроля соединения предпочтительно изменяет периодическое вещание конфигурационного пакета базовой станцией после посылки сообщения об инициации разъединения и безуспешного декодирования соответствующего сообщения о разъединении. Конфигурационные пакеты для одной или всех базовых станций, обслуживающих подлежащий разъединению терминал доступа, изменяются, чтобы указать об откреплении каналов трафика, связанных с этим терминалом доступа. После истечения времени контроля базовая станция восстанавливает ресурсы канала трафика, которые после этого становятся доступны для распределения другим терминалам доступа. Данные, полученные из подлежащего разъединению терминала доступа через каналы трафика после того, как эти каналы трафика были маркированы как открепленные в конфигурационном пакете, но до истечения периода контроля, факультативно могут быть маршрутизированы данной базовой станцией.

На фиг.2а представлена примерная диаграмма состояний для обработки времени контроля в терминале 110 доступа, изображенном на фиг.1. Во время состояния 202 нормального трафика терминал доступа ведет передачи нормальным образом на обратной линии связи, контролируя при этом передачи на прямой линии связи от своей обслуживающей базовой станции. Терминал доступа отслеживает распределение временных интервалов для идентификации тех временных интервалов, которые содержат конфигурационный пакет с информацией о распределении канала трафика для по меньшей мере одной из своих обслуживающих базовых станций.

Если терминал доступа получает сообщение об инициации разъединения или декодирует конфигурационный пакет, указывающий на открепление одного из его каналов трафика, то этот терминал доступа осуществляет переход 220 из состояния 202 нормального трафика в состояние 206 разъединения. В одном примерном варианте осуществления изобретения сообщение об инициации разъединения принимается на прямом канале трафика или на канале управления прямой линии связи, а конфигурационный пакет принимается как широко вещаемый на канале управления прямой линии связи. Всего одно из указанных выше событий необходимо терминалу доступа для перехода 220 в состояние 206 разъединения. Например, терминал доступа разъединят канал трафика после декодирования конфигурационного пакета, указывающего на открепление его канала трафика, даже если он не получил сообщение об инициации разъединения. Перейдя в состояние 206 разъединения, терминал доступа прекращает передачи на обратной линии связи и прекращает декодирование прямого канала трафика.

Как отмечалось выше, в альтернативном варианте осуществления изобретения терминал доступа может оставаться в состоянии 202 нормального трафика после приема конфигурационного пакета, указывающего на открепление одного, но не всех его каналов трафика. В этом варианте осуществления конфигурационный пакет вынуждает терминал доступа осуществлять переход 220 в состояние 206 разъединения только в том случае, если был откреплен последний и единственный канал трафика терминала доступа и не осталось каналов трафика, распределенных для соединения.

В альтернативном варианте осуществления сообщение об инициации разъединения не посылается и беспроводная сеть всегда разъединяет терминал доступа, используя информацию о распределении канала трафика в конфигурационных сообщениях, вещаемых ее базовыми станциями. Этот метод обеспечивает еще более высокую эффективность использования полосы частот прямой линии связи за счет экономии тех временных интервалов, которые бы в противном случае расходовались на передачу сообщений об инициации разъединения на прямой линии связи. Недостаток этого метода состоит в том, что ресурсы трафика, связанные с потерянным терминалом доступа, могут быть не восстановлены и не перераспределены другому терминалу доступа до истечения времени контроля.

Как отмечалось выше, терминал доступа периодически пытается декодировать конфигурационное сообщение на прямой линии связи, находясь в состоянии 202 нормального трафика. Если терминал доступа декодирует конфигурационный пакет, указывающий, что его каналы трафика все еще распределены, то этот терминал доступа остается в состоянии 202 нормального трафика, как показано переходом 222 состояния.

Если терминал доступа не смог успешно декодировать конфигурационный пакет в течение периода, когда конфигурационный пакет передается базовой станцией, то он осуществляет переход 210 в состояние 204 отсутствия конфигурационных пакетов. Если терминал доступа затем успешно декодирует следующий конфигурационный пакет, он осуществляет переход 218 обратно в состояние 202 нормального трафика.

Каждый раз, когда терминал доступа впервые входит в состояние 204 отсутствия конфигурационных пакетов, он начинает отслеживать длительность времени, которое проходит без успешного декодирования конфигурационного пакета. Если это время превосходит время контроля, то терминал доступа осуществляет переход 216 в состояние 206 разъединения. До истечения времени контроля следующие неудавшиеся попытки декодировать конфигурационный пакет вынуждают терминал доступа оставаться в состоянии 204 отсутствия конфигурационных пакетов, как показано переходом 214 состояния.

На фиг.2b представлена примерная схема состояний для процедуры предотвращения возникновения помех в терминале 110 доступа, изображенном на фиг.1. В одном примерном варианте осуществления изобретения терминал доступа остается преимущественно в состоянии 230 передачи, в котором он непрерывно передает сигнал одной или нескольким обслуживающим базовым станциям на обратной линии связи. В состоянии 230 передачи терминал доступа непрерывно формирует сигнал КСД на обратной линии связи до тех пор, пока сигнал КСД не останется на уровне нулевой скорости в течение заданного периода. Если терминал доступа сформирует сигнал КСД нулевой скорости для заданного числа последовательных временных интервалов, то он выключает свой передатчик и осуществляет переход 240 в состояние 232 выключенного передатчика. В состоянии 232 выключенного передатчика терминал доступа продолжает контролировать Н/П прямой линии связи и продолжает формировать измерение КСД каждого временного интервала. Если измерение КСД возрастает выше нулевой скорости для заданного числа временных интервалов, например 8, то терминал доступа включает свой передатчик и осуществляет переход 242 обратно в состояние 230 передачи. Во время состояния 230 передачи и состояния 232 выключенного передатчика любые данные, успешно декодированные на прямой линии связи, маршрутизируются терминалом доступа как нормальные. Однако, когда терминал доступа находится в состоянии 232 выключенного передатчика, он не передает данные на обратной линии связи.

В примерном варианте осуществления изобретения, если терминал доступа остается в состоянии 232 выключенного передатчика в течение заданного количества времени, например времени контроля или 4,8 сек, то он осуществляет переход 244 в состояние 206 разъединения, описанное выше. Специалистам в данной области техники будет понятно, что тайм-аут для выполнения перехода 244 может отличаться от времени контроля, не выходя за рамки предложенных способов.

На фиг.3а представлен примерный алгоритм обработки времени контроля в терминале доступа. Для каждого нового временного интервала прямой линии связи при операции 302 терминал доступа оценивает, что было или не было принято на вещательном канале управления прямой линии связи и прямом канале трафика, предоставленном данному терминалу доступа. В зависимости от того, чтобы было или не было декодировано с прямой линии связи, терминал доступа либо обрабатывает разъединение при операции 314, либо продолжает обработку следующего временного интервала прямой линии связи.

Если при операции 304 во временном интервале было декодировано сообщение об инициации разъединения, то терминал доступа сразу же обрабатывает разъединение при операции 314. Если сообщение об инициации разъединения не было получено, то терминал доступа определяет при операции 306, является ли обрабатываемый временной интервал тем интервалом, в течение которого ожидается последняя часть полного конфигурационного пакета. В одном примерном варианте осуществления изобретения конфигурационный пакет посылается в постоянные интервалы, измеряемые во временных интервалах. Например, в системе с использованием временных интервалов длительностью 1,667 мс конфигурационный пакет можно посылать через каждые 400 мс или через каждые 240 временных интервалов. При операции 306 терминал доступа проверяет, передает ли прямая линия связи временной интервал передачи, в котором должен быть принят полный конфигурационный пакет. Если временной интервал передачи на прямой линии связи не попадает на конец одного из этих интервалов, то терминал доступа не должен ожидать успешно декодированный конфигурационный пакет и может перейти к обработке следующего временного интервала.

Если терминал доступа определяет при операции 306, что он должен принять полный конфигурационный пакет, то затем он проверяет при операции 308, был ли успешно декодирован какой-либо конфигурационный пакет. Если конфигурационный пакет не был успешно декодирован, то терминал доступа проверяет при операции 310, сколько времени прошло с тех пор, как был успешно декодирован конфигурационный пакет. Если период между текущим временным интервалом и последним успешным декодированием конфигурационного пакета больше или равно времени контроля, то терминал доступа объявляет свое соединение с сетью утраченным и обрабатывает разъединение при операции 314. Если период между текущим временным интервалом и последним успешным декодированием конфигурационного пакета меньше времени контроля, то терминал доступа продолжает обработку следующего временного интервала.

Когда терминал доступа определяет при операции 308, что конфигурационный пакет был успешно декодирован, он извлекает и проверяет информацию о распределении канала трафика, содержащуюся в данном конфигурационном пакете, для определения при операции 312, не был ли откреплен какой-либо канал трафика, распределенный этому терминалу доступа. Если канал трафика этого терминала доступа был откреплен, то терминал доступа обрабатывает разъединение при операции 314. Если терминал доступа все еще может использовать другие каналы трафика, которые не были откреплены, то он факультативно обрабатывает разъединение при операции 314 только для нового разъединяемого канала трафика и продолжает использовать остальные каналы трафика. Если конфигурационный пакет указывает, что канал трафика остается распределенным данному терминалу доступа, то терминал доступа продолжает обработку следующего временного интервала.

На фиг.3b представлен примерный алгоритм обработки времени контроля в беспроводной сети. После инициации разъединения терминала доступа при операции 350 беспроводная сеть посылает сообщение об инициации разъединения при операции 352 терминалу доступа. При операции 354 беспроводная сеть оценивает, получила ли она сообщение о разъединении от терминала доступа. Если беспроводная сеть получила сообщение о разъединении от терминала доступа, она сразу же при операции 360 восстанавливает ресурсы канала трафика, распределенные ранее этому теперь потерянному терминалу доступа.

Если беспроводная сеть не получила сообщение о разъединении при операции 354, то она изменяет информацию о распределении канала трафика при операции 356 в конфигурационных пакетах, передаваемых базовыми станциями беспроводной сети. Информация о распределении каналов трафика корректируется, чтобы указать, что канал трафика, распределенный ранее разъединяемому терминалу доступа, был откреплен.

В одном примерном варианте осуществления изобретения терминал доступа не будет передавать каких-либо подтверждений или ответа на декодированный конфигурационный пакет, который вызвал разъединение. Терминал доступа просто прекращает передачу и прием на определенных каналах трафика. Следовательно, беспроводная сеть может не знать, когда терминал доступа декодировал конфигурационный пакет и декодировал ли он его вообще. Поэтому беспроводная сеть может не восстановить ресурсы канала трафика, связанного с данным терминалом доступа, до тех пор, пока она ожидает в течение длительности периода контроля.

После изменения информации, передаваемой в конфигурационном пакете, при операции 356 базовая станция продолжает периодически передавать при операции 358 измененные конфигурационные пакеты. После истечения времени контроля беспроводная сеть восстанавливает при операции 360 ресурсы канала трафика, распределенные ранее теперь уже разъединенному терминалу доступа. После восстановления ресурсов канала трафика при операции 360 восстановленные каналы трафика и связанные с ними ресурсы можно перераспределить при операции 362.

Несмотря на то, что операция 352 передачи сообщения об инициации разъединения и операция 356 изменения конфигурационного пакета были описаны как последовательные, их можно выполнять в любом порядке или приблизительно одновременно. Если измененный конфигурационный пакет и сообщение об инициации разъединения получены одновременно, то терминал доступа передает сообщение о разъединении в ответ на сообщение об инициации разъединения, прежде чем реагировать на принятый конфигурационный пакет.

На фиг.4а-4с представлены алгоритмы примерного процесса контролирования мощности передачи. Когда впервые устанавливается соединение между терминалом доступа и беспроводной сетью, включается передатчик терминала доступа и два таймера в терминале доступа, именуемые как "таймер выключения" и "таймер включения", начинают работу с дезактивированного состояния. Во время обработки каждого нового временного интервала при операции 402 терминал доступа формирует (при операции 404) значение КСД и использует его вместе с двумя таймерами для определения, следует ли ему включать или выключать свой передатчик.

В одном примерном варианте осуществления изобретения за операцией 404 формирования значения КСД следует проверка при операции 406, находится ли передатчик терминала 110 доступа во включенном или выключенном состоянии. Если передатчик включен, то процесс идет как показано на фиг.4b, причем терминал доступа определяет, следует ли выключить передатчик. Если передатчик выключен, то процесс идет как показано на фиг.4с, причем терминал доступа определяет, следует ли включить передатчик.

На фиг.4b процесс переходит от операции 406 к оценке при операции 420 значения КСД, сформированного при операции 404. Если при операции 420 обнаружено, что вновь сформированное значение КСД больше нулевой скорости, то терминал доступа дезактивирует таймер выключения (при операции 422). В одном примерном варианте дезактивация таймера выключения, если он уже был дезактивирован, не вызывает изменения состояния таймера выключения. В альтернативном варианте операция 422 включает проверку состояния таймера выключения и его дезактивацию, если только он был ранее активирован. После операции 422 процесс продолжает обработку следующего временного интервала (операция 402 на фиг.4а).

Если при операции 420 обнаружено, что вновь сформированное значение КСД является значением КСД нулевой скорости, то терминал доступа оценивает состояние таймера выключения при операции 424. Если таймер выключения активен, но время истекло при операции 424, то терминал доступа дезактивирует свой таймер выключения при операции 430 и выключает передатчик при операции 432. Если время таймера выключения не истекло при операции 424, то терминал доступа проверяет (при операции 426), был ли уже активирован таймер выключения. Если при операции 426 обнаружено, что таймер выключения не был активирован, то терминал доступа активирует свой таймер выключения при операции 428. Операция 428 активации таймера выключения включает в себя установку таймера таким образом, чтобы его время истекло после заданного периода выключения, например 240 миллисекунд или 144 временных интервалов длительностью 1,67 миллисекунд. Истечение времени активированного таймера выключения действует как сигнал для выключения передатчика терминалом доступа. Если при операции 426 таймер выключения уже был активирован, то процесс продолжает обработку следующего временного интервала (операция 402 на фиг.4а).

На фиг.4с процесс переходит от операции 406 к оценке при операции 442 значения КСД, сформированного при операции 404. Если при операции 442 обнаружено, что вновь сформированное значение КСД является значением КСД нулевой скорости, то терминал доступа дезактивирует таймер включения при операции 446. В одном примерном варианте осуществления изобретения дезактивация таймера включения, когда он уже дезактивирован, не приводит к изменению состояния таймера включения. В альтернативном варианте операция 446 включает в себя проверку состояния таймера включения и его дезактивацию только в том случае, если он был ранее активирован. После операции 446 процесс продолжает обработку следующего временного интервала (операция 402 на фиг.4а).

Если при операции 442 обнаружено, что вновь сформированное значение КСД больше, чем нулевая скорость, то терминал доступа оценивает состояние таймера включения при операции 444. Если таймер включения активен, но его время истекло при операции 444, то терминал доступа дезактивирует свой таймер включения при операции 452 и снова включает свой передатчик при операции 454. Если при операции 444 обнаружено, что время таймера включения не истекло, то терминал доступа проверяет (при операции 448), активирован ли уже таймер включения. Если при операции 448 обнаружено, что таймер включения не активирован, терминал доступа активирует свой таймер включения при операции 450. Операция 450 активации таймера включения включает в себя установку таймера, чтобы его время истекло после заданного периода включения. В одном примерном варианте осуществления изобретения период включения составляет 13,33 миллисекунды или 8 временных интервалов длительностью 1,67 миллисекунд. В альтернативном варианте период включения составляет 26,67 миллисекунд или 16 временных интервалов длительностью 1,67 миллисекунд. Истечение времени активированного таймера включения действует как сигнал для терминала доступа включить передатчик. Если при операции 448 обнаружено, что таймер включения уже был активирован, то процесс продолжает обработку следующего временного интервала (операция 402 на фиг.4а).

На фиг.5а представлена структурная схема, иллюстрирующая основные подсистемы примерного варианта базовой станции 504 с высокой скоростью передачи данных и контроллера 510 базовой станции (КБС), сконфигурированные в соответствии с одним вариантом осуществления изобретения. КБС 510 и базовая станция 504 могут служить в качестве компонентов беспроводной сети, такой как беспроводная сеть 120 на фиг.1. На фиг.1 также показано, что КБС сопряжен с сетями 124 и 126 пакетной передачи данных через один или несколько интерфейсов 524 сети пакетной передачи данных. Хотя для простоты показана всего одна базовая станция 504, беспроводная сеть 120 может содержать множество базовых станций 504 и контроллеров 510 базовых станций. КБС 510 координирует связи между каждым терминалом доступа (110 на фиг.1) и сетью 124 пакетной передачи данных через интерфейс 524 сети пакетной передачи данных. Беспроводная сеть 120 может также включать в себя функцию межсетевого обмена или ФМО (не показана), расположенную между селекторными элементами 514 и коммутируемой телефонной сетью общего пользования или КТСОП (не показана).

КБС 510 содержит много селекторных элементов 514, хотя на фиг.5а для простоты показан только один. Каждый селекторный элемент 514 выделяется для управления связью между одним терминалом доступа и КБС 510 через одну или несколько базовых станций 504. В одном примерном варианте осуществления изобретения соединение между КБС 510 и терминалом доступа может содержать множество каналов трафика, маршрутизированных через один селекторный элемент 514. Терминалу доступа распределяется максимум один канал трафика от каждой обслуживающей базовой станции 504. Данные, полученные от одного терминала доступа каждой обслуживающей базовой станцией 504, маршрутизируются через один селекторный элемент 514, выделенный этому терминалу доступа.

Интерфейс 524 пакетной сети принимает данные из сети 124 пакетной передачи данных через соединение 554, проверяет адрес назначения пакетированных данных и маршрутизирует эти данные в селекторный элемент 514, связанный с назначенным терминалом доступа. Если соединение между беспроводной сетью 120 и назначенным терминалом доступа не было установлено, то процессор 516 управления вызовами устанавливает соединение с терминалом доступа. Установление соединения включает поисковый вызов терминала доступа и выделение селекторного элемента 514 и одного или нескольких каналов трафика этому терминалу доступа. Каждый канал трафика, выделенный для соединения одному терминалу доступа, будет принадлежать другой базовой станции. Базовая станция 504, которая осуществляет связь с терминалом доступа через канал трафика, называется "обслуживающей базовой станцией" данного терминала доступа. Селекторный элемент 514, выделенный для соединения с терминалом доступа, используется для передачи пакетированных данных, принятых из интерфейса 524 сети пакетной передачи данных, обслуживающим базовым станциям 504 назначенного терминала доступа.

В примерном варианте осуществления изобретения каждая базовая станция 504 включает в себя управляющий процессор 512 базовой станции, который планирует передачи на прямой линии связи всем терминалам доступа, обслуживаемым базовой станцией 504. Управляющий процессор 512 базовой станции выбирает терминал доступа, которому будут направляться передачи по прямой линии связи для каждого временного интервала прямой линии.

В одном примерном варианте осуществления изобретения каждая базовая станция 504 ведет очередь 540 данных прямой линии связи для каждого канала трафика, связанного с активным терминалом доступа. Пакетные данные, подлежащие передаче терминалу доступа, сохраняются в очереди данных прямой линии связи терминала доступа до тех пор, пока управляющий процессор 512 базовой станции не выберет этот терминал доступа в качестве назначенного терминала доступа для временного интервала прямой линии связи.

В одном примерном варианте осуществления изобретения базовая станция 504 содержит множество канальных элементов 542, один из которых распределен каждому каналу трафика. После того, как управляющий процессор 512 базовой станции выберет назначенный терминал доступа для временного интервала прямой линии связи, данные передаются из очереди 540 данных прямой линии связи через соответствующий канальный элемент 542 в радиочастотный (РЧ) блок 544 и далее через антенну 546. Затем данные идут по прямой линии 550 связи в терминал доступа.

В одном примерном варианте осуществления изобретения управляющий процессор 512 базовой станции также определяет скорость передачи для каждого временного интервала прямой линии связи. Обратная линия 552 связи переносит сигналы обратной линии связи, такие как информация КСД, полученная из каждого терминала доступа 110, к антенне 546. Сигналы обратной линии связи затем преобразуются с понижением частоты, их усиление регулируется в РЧ блоке 544, и затем они демодулируются и декодируются в канальном элементе 542.

В примерном варианте осуществления изобретения управляющий процессор 512 базовой станции контролирует информацию КСД, получаемую от каждого активного терминала доступа, и использует информацию КСД вместе с количеством данных в каждой очереди 540 данных прямой линии связи для планирования передач на прямой линии 550 связи. В одном примерном варианте управляющий процессор 512 базовой станции формирует конфигурационный пакет, который периодически передается по прямой линии 550 связи. Конфигурационный пакет содержит информацию о распределении каналов трафика, указывающую, распределен ли каждый канал трафика базовой станции активному терминалу доступа. Процессор 516 управления вызовами дает указание управляющему процессору 512 базовой станции разъединить канал трафика, распределенный активному терминалу 110 доступа. Процессор 516 управления вызовами формирует сообщение об инициации разъединения и посылает его терминалу доступа, подлежащему разъединению, через одну или несколько базовых станций. Если селекторный элемент 514, выделенный подлежащему разъединению терминалу доступа, не получает сообщение о разъединении, то процессор 516 управления вызовами дает указание управляющему процессору 512 базовой станции обновить содержание следующих передаваемых конфигурационных пакетов, чтобы отразить открепление соответствующего канала трафика. Таким образом, процессор 516 управления вызовами может давать указание на открепление каналов трафика в одной или всех базовых станциях, обслуживающих подлежащий разъединению терминал доступа.

Процессор 516 управления вызовами и управляющий процессор 512 базовой станции реализованы с помощью микропроцессоров, матриц логических элементов, программируемых в условиях эксплуатации, программируемых логических устройств, процессоров цифровых сигналов, интегральных схем прикладной ориентации или других устройств, способных генерировать и корректировать необходимые сигналы управления амплитудой и фазой. В одном примерном варианте осуществления изобретения связь между КБС 510 и базовой станцией 504 проходит через ретрансляционное соединение. Информация, проходящая через ретрансляционное соединение, включает в себя передачи между процессором 516 управления вызовами и управляющим процессором 512 базовой станции. Ретрансляционные соединения между КБС 510 и базовой станцией 504 реализуются с помощью соответствующих соединительных аппаратных средств, например подземного кабеля или СВЧ соединения Т1 или Т3, или оптоволоконной линии связи, такой как ОС3.

В примерном варианте осуществления изобретения сообщение о разъединении, полученное по обратной линии 552 связи от разъединенного терминала доступа, декодируется и маршрутизируется в управляющий процессор 512 базовой станции, который координирует восстановление и перераспределение ресурсов канала трафика, таких как селекторный элемент 514 с процессором 516 управления вызовами. В альтернативном варианте сообщение о разъединении не декодируется управляющим процессором 512 базовой станции, а маршрутизируется через селекторный элемент 514 в процессор 516 управления вызовами.

В альтернативном варианте КБС 510 и базовая станция 504 объединены и функции процессора 516 управления вызовами и управляющего процессора 512 базовой станции выполняет один процессор или один и тот же набор совместно используемых процессоров.

В примерном варианте осуществления изобретения данные передаются на прямой линии 550 связи в "пакетах данных", имеющих минимальный размер 1024 бит. Содержание пакета данных передается на одном или нескольких временных интервалах, имеющих фиксированную длительность, например, 1,667 миллисекунд.

В примерном варианте осуществления изобретения канальный элемент 542 формирует циклический избыточный код (ЦИК) для пакета, а затем кодирует пакет данных и его ЦИК с помощью кода с упреждающим исправлением ошибок (УИО) для формирования кодированного пакета. Для кода УИО можно использовать любой из ряда методов упреждающего исправления ошибок, включая турбокодирование, сверточное кодирование, блочное кодирование или другие формы кодирования, включающие в себя кодирование с программируемым выбором решения. Канальный элемент 542 затем перемежает (или переупорядочивает) символы в кодированном пакете. Канальный элемент 542 может использовать любой из ряда методов перемежения, таких как блочное перемежение и перемежение с реверсированием битов. Перемеженный пакет кодируется с помощью методов многостанционного доступа с кодовым разделением каналов (МДКР), включая покрытие символов кодом Уолша и их псевдошумовое (ПШ) расширение с помощью коротких кодов ПШ-I и ПШ-Q. В альтернативном варианте осуществления изобретения используется комплексное ПШ расширение. Расширенные данные подаются в РЧ блок 544, который осуществляет квадратурную модуляцию, фильтрацию и усиление сигнала. Затем сигнал прямой линии связи передается через эфир с антенны 546 на прямой линии 550 связи.

На фиг.5b представлена структурная схема примерного варианта выполнения терминала 110 доступа для обмена данными с высокой скоростью. Терминал 110 доступа передает информацию, такую как КСД и пакетированные данные обратной линии связи, в беспроводную сеть 120 через обратную линию 552 связи беспроводного канала 112 связи. Терминал 110 доступа принимает данные из беспроводной сети 120, такие как данные прямой линии связи и конфигурационные пакеты, через прямую линию 550 беспроводного канала 112 связи.

В примерном варианте осуществления изобретения сигнал прямой линии принимается через антенну 560 и маршрутизируется в высокочастотный блок 562 приемника. Этот приемник осуществляет фильтрацию, усиление, квадратурную демодуляцию и квантование сигнала. Квантованный сигнал подается в демодулятор 564, где он сжимается с помощью коротких кодов ПШ-I и ПШ-Q и с него снимается код Уолша. Демодулированные данные подаются в декодер 566, который выполняет функции обработки сигнала передачи, обратные тем, которые были выполнены в базовой станции 504. В частности, декодер 566 выполняет функции обратного перемежения, декодирования и проверку ЦИК. Декодированные пакетированные данные подаются в интерфейс 568 пакетированных данных, который затем посылает эти данные через соединение 570 во внешнее устройство (не показано), имеющее пользовательский интерфейс и выполняющее пользовательское приложение, такое как веб-браузер. Декодер 566 подает декодированную управляющую информацию вызова, такую как конфигурационные пакеты и сообщения об инициации разъединения, в контроллер 576.

Данные принимаются из внешнего устройства (не показано) через соединение 570 и интерфейс 568 пакетированных данных. Эти данные можно маршрутизировать через контроллер 576 или же пакетированные данные можно подавать непосредственно в кодер 572.

Контроллер 576 контролирует свойства сигнала, полученного из обслуживающей базовой станции 504, и формирует информацию КСД. Контроллер 576 подает сформированную информацию КСД в кодер 572 для последующей передачи на обратной линии 552 связи. Контроллер 576 также обрабатывает полученные сообщения об инициации разъединения и формирует соответствующие сообщения о разъединении для передачи. Контроллер 576 оценивает содержание каждого декодированного конфигурационного пакета, чтобы определить, не был ли откреплен какой-либо из каналов трафика данного терминала доступа.

Как отмечалось выше, контроллер 576 контролирует сформированные уровни КСД, чтобы терминал 110 доступа не стал источником внутриполосных помех для беспроводной сети. В примерном варианте осуществления изобретения контроллер 576 выключает высокочастотный блок (интерфейс) 562 передатчика, если уровень КСД падает до нулевой скорости в течение заданной длительности времени, например 240 миллисекунд или 144 временных интервалов. Контроллер 576 снова включает высокочастотный блок 562 передатчика после того, как скорость КСД остается выше нуля в течение заданного периода, например 8 последовательных временных интервалов.

В примерном варианте осуществления изобретения интерфейс 568 пакетированных данных содержит буферы данных для временного хранения данных прямой и обратной линии связи. Когда высокочастотный блок 562 передатчика выключен, данные обратной линии связи хранятся в этих буферах до тех пор, пока передатчик не будет снова включен. В альтернативном варианте данные посылаются в передатчик, даже если он выключен, в результате чего они теряются. Однако этот альтернативный вариант исключает возможность переполнения буфера данными обратной линии связи.

Если контроллер 576 получает сообщение об инициации разъединения, то контроллер 576 формирует сообщение о разъединении для передачи через кодер 572, модулятор 574, высокочастотный блок 562 и антенну 560. После передачи сообщения о разъединении контроллер 576 разъединяет свое соединение с беспроводной сетью и всеми связанными с ним каналами трафика.

Если контроллер 576 получает конфигурационный пакет, который указывает, что один из каналов трафика данного терминала доступа был откреплен, то он немедленно разъединяет этот канал трафика. В примерном варианте осуществления изобретения, если откреплен всего один из нескольких каналов трафика, распределенных терминалу доступа, то этот терминал доступа факультативно продолжает использовать остальные каналы трафика в соединении. В альтернативном варианте открепление любого из каналов трафика терминала доступа вынуждает терминал доступа полностью разъединить соединение с КБС и всеми базовыми станциями.

Кроме того, контроллер 576 контролирует интервалы между приемом успешно декодированных конфигурационных пакетов. Если котроллер 576 определяет, что ни одного конфигурационного пакета не было успешно декодировано в течение времени, превосходящего или равного времени контроля, то он разъединяет свое соединение с КБС и всеми базовыми станциями. В примерном варианте осуществления изобретения контроллер 576 реализован с помощью микропроцессоров, матриц логических элементов, программируемых в условиях эксплуатации, программируемых логических устройств, процессоров цифровых сигналов, интегральных схем прикладной ориентации или других устройств, способных выполнять описанные выше функции контроллера.

В примерном варианте осуществления изобретения данные обратной линии связи из интерфейса 568 пакетированных данных и контроллера 576 кодируются в кодере 572. Кодер 572 формирует циклический избыточный код (ЦИК) для каждого пакета, а затем кодирует этот пакет данных и его ЦИК с помощью кода с упреждающим исправлением ошибок (УИО) для формирования кодированного пакета. Для кода УИО можно использовать любой из ряда методов упреждающего исправления ошибок, включая турбокодирование, сверточное кодирование, блочное кодирование или другие формы кодирования, включающие в себя кодирование с программируемым выбором решения. Модулятор 574 затем перемежает (или переупорядочивает) символы в кодированном пакете с помощью любого из ряда методов перемежения, таких как блочное перемежение и перемежение с реверсированием битов. Перемеженный пакет кодируется с помощью методов многостанционного доступа с кодовым разделением каналов (МДКР), включая покрытие символов кодом Уолша и их ПШ расширение с помощью коротких кодов ПШ-I и ПШ-Q. В альтернативном варианте изобретения используется комплексное ПШ расширение. Расширенные данные подаются в высокочастотный блок передатчика, который осуществляет квадратурную модуляцию, фильтрацию и усиление сигнала. Затем сигнал обратной линии связи передается через эфир с антенны 560 по обратной линии 552 связи.

Альтернативные варианты осуществления изобретения можно применять в других аппаратных архитектурах, которые способны поддерживать передачи с переменной скоростью. Например, один альтернативный вариант относится к системе, использующей оптоволоконные каналы, при этом беспроводной канал 112 связи на фиг.1 заменяется оптоволоконным каналом связи, и прямая линия 550 связи и обратная линия 552 связи, показанные на фиг.5а-5b, существуют в оптическом волокне. Антенны 560 и 546 на фиг.5а и 5b заменяются оптоволоконными интерфейсами.

Несмотря на то, что данное описание было посвящено контролю соединения на прямой линии связи, примерный вариант изобретения можно легко распространить на контроль соединения на обратной линии связи. Также, несмотря на то, что в примерном варианте используются методы многостанционного доступа с кодовым разделением каналов, его можно легко распространить на применение других методов многостанционного доступа, например с временным разделением каналов (МДВР).

Представленное выше описание предпочтительных вариантов осуществления изобретения позволит любому специалисту в данной области техники выполнить или использовать настоящее изобретение. Для специалистов в данной области техники будут очевидны различные модификации этих вариантов, а раскрытые общие принципы можно использовать для создания других вариантов без применения творческой деятельности. Следовательно, настоящее изобретение не ограничено описанными вариантами, а имеет самый широкий объем, соответствующий раскрытым принципам и новым существенным признакам.

Предложен способ контроля на прямой линии связи в системе с высокой скоростью передачи данных, согласно которому базовая станция осуществляет передачу для терминала доступа на прямом канале трафика только в том случае, если у нее имеются данные для посылки этому терминалу доступа. Базовая станция минимизирует наихудший период, необходимый для восстановления ресурсов канала трафика после разъединения, посредством периодической передачи конфигурационного пакета своим терминалам доступа. Конфигурационный пакет указывает состояние распределения каналов трафика, принадлежащих данной базовой станции. Если терминал доступа получает конфигурационный пакет, указывающий на открепление одного или всех его каналов трафика, то он незамедлительно прекращает использование этих каналов трафика. Если терминалу доступа не удается успешно декодировать конфигурационный пакет в течение заданного времени контроля, то он разъединяет свое соединение со всеми базовыми станциями и связанными с ним каналами трафика. Техническим результатом является создание нового усовершенствованного способа и устройства для беспроводных систем передачи данных с высокой скоростью, в которых данные передаются в зависимости от потребности сети пакетной передачи данных. 6 н. и 36 з.п. ф-лы., 5 ил.

1. Способ прекращения использования канала связи в беспроводной системе связи, заключающийся в том, что декодируют принятый сигнал и прекращают использование канала связи, если не удалось успешно декодировать конфигурационный пакет из принятого сигнала в течение заданного времени контроля.2. Способ по п.1, отличающийся тем, что дополнительно успешно декодируют конфигурационный пакет из принятого сигнала в течение заданного времени контроля, извлекают информацию о распределении каналов из конфигурационного пакета и прекращают использование канала связи на основании информации о распределении каналов.3. Способ по п.2, отличающийся тем, что конфигурационный пакет расположен в принятом сигнале во временных интервалах, имеющих заданную длительность.4. Способ по п.3, отличающийся тем, что заданная длительность составляет приблизительно четыреста миллисекунд.5. Способ по п.3, отличающийся тем, что время контроля представляет собой заранее определенное кратное упомянутой заданной длительности.6. Способ по п.5, отличающийся тем, что упомянутое заранее определенное кратное равно двенадцати.7. Способ по п.2, отличающийся тем, что время контроля составляет приблизительно 4,8 мс.8. Способ по п.2, отличающийся тем, что при операции извлечения дополнительно извлекают из информации о распределении каналов индикатор распределения, соответствующий одному из множества каналов связи.9. Способ по п.2, отличающийся тем, что при операции извлечения дополнительно извлекают один бит из заданного количества битов в битовой маске, в которой каждый бит соответствует одному из заданного количества каналов связи, и упомянутый один бит соответствует упомянутому каналу связи.10. Способ по п.9, отличающийся тем, что заданное количество битов равно двадцати восьми.11. Способ по п.9, отличающийся тем, что заданное количество битов равно двадцати девяти.12. Способ по п.2, отличающийся тем, что дополнительно успешно декодируют сообщение об инициации разъединения из принятого сигнала в течение заданного времени контроля и прекращают использование канала связи на основании сообщения об инициации разъединения.13. Способ по п.12, отличающийся тем, что дополнительно посылают сообщение о разъединении в ответ на сообщение об инициации разъединения.14. Способ прекращения использования канала связи в беспроводной системе связи, заключающийся в том, что передают множество конфигурационных пакетов, каждый из которых содержит информацию о распределении каналов, соответствующую данному каналу связи, и прекращают использование канала связи на основании истечения заданного времени контроля.15. Способ по п.14, отличающийся тем, что дополнительно передают сообщение об инициации разъединения, свидетельствующее о разъединении канала связи, до начала заданного времени контроля.16. Способ по п.15, отличающийся тем, что дополнительно декодируют сообщение о разъединении, соответствующее данному каналу связи, и незамедлительно разъединяют канал связи.17. Способ по п.16, отличающийся тем, что упомянутое множество конфигурационных пакетов передают во временных интервалах, имеющих заданную длительность.18. Способ по п.17, отличающийся тем, что заданная длительность составляет приблизительно четыреста миллисекунд.19. Способ по п.17, отличающийся тем, что время контроля представляет собой заранее определенное кратное упомянутой заданной длительности.20. Способ по п.19, отличающийся тем, что заранее определенное кратное равно двенадцати.21. Способ по п.16, отличающийся тем, что время контроля составляет приблизительно 4,8 миллисекунды.22. Способ по п.16, отличающийся тем, что при операции извлечения дополнительно извлекают из информации о распределении каналов индикатор распределения, соответствующий по меньшей мере одному из множества каналов связи.23. Способ по п.16, отличающийся тем, что информация о распределении каналов содержит битовую маску, имеющую заданное количество битов, каждый из которых соответствует одному из заданного количества каналов связи.24. Способ по п.23, отличающийся тем, что заданное количество битов равно двадцати восьми.25. Способ по п.23, отличающийся тем, что заданное количество битов равно двадцати девяти.26. Устройство беспроводного терминала доступа, содержащее декодер для декодирования принятого демодулированного сигнала и управляющий процессор для прекращения использования канала связи, если декодеру не удалось успешно декодировать конфигурационный пакет из принятого демодулированного сигнала в течение заданного времени контроля.27. Устройство по п.26, отличающееся тем, что управляющий процессор дополнительно выполнен с возможностью прекращения использования канала связи на основании информации о распределении каналов, извлеченной из конфигурационного пакета, успешно декодированного декодером.28. Устройство по п.27, отличающееся тем, что управляющий процессор дополнительно выполнен с возможностью приема конфигурационных пакетов из декодера во временных интервалах, имеющих заданную длительность.29. Устройство по п.27, отличающееся тем, что управляющий процессор выполнен с возможностью приема конфигурационных пакетов из декодера в постоянных временных интервалах длительностью приблизительно четыреста миллисекунд.30. Устройство по п.27, отличающееся тем, что управляющий процессор выполнен с возможностью использования заданного времени контроля длительностью приблизительно 4,8 с.31. Устройство по п.27, отличающееся тем, что управляющий процессор дополнительно выполнен с возможностью извлечения битовой маски, имеющей заданное количество битов, из каждого конфигурационного пакета, успешно декодированного декодером, и извлечения из битовой маски одного бита, соответствующего одному из заданного количества каналов связи.32. Устройство по п.27, отличающееся тем, что управляющий процессор дополнительно выполнен с возможностью прекращения использования канала связи на основании успешного декодирования сообщения о разъединении декодером в течение заданного времени контроля.33. Устройство для уменьшения времени контроля радиоканала в беспроводной сети, содержащее приемопередатчик для передачи сигнала прямой линии связи одному или нескольким терминалам доступа и приема одного или нескольких сигналов обратной линии связи от одного или нескольких терминалов доступа, и управляющий процессор, выполненный с возможностью формирования множества конфигурационных пакетов, каждый из которых содержит информацию о распределении каналов, соответствующую множеству каналов связи, причем упомянутое множество конфигурационных пакетов передается через приемопередатчик, и управляющий процессор дополнительно выполнен с возможностью прекращения использования первого канала связи из множества каналов связи на основании истечения заданного времени контроля после передачи первого пакета из множества конфигурационных пакетов.34. Устройство по п.33, отличающееся тем, что управляющий процессор дополнительно выполнен с возможностью формирования сообщения об инициации разъединения, свидетельствующего о разъединении первого канала связи.35. Устройство по п.34, отличающееся тем, что управляющий процессор дополнительно выполнен с возможностью незамедлительного прекращения использования первого канала связи на основании приема через приемопередатчик сообщения о разъединении, соответствующего переданному сообщению об инициации разъединения.36. Устройство по п.34, отличающееся тем, что управляющий процессор дополнительно выполнен с возможностью формирования каждого из множества конфигурационных пакетов в постоянных временных интервалах, а приемопередатчик передает информацию в конфигурационных пакетах в постоянных временных интервалах.37. Устройство по п.36, отличающееся тем, что управляющий процессор дополнительно выполнен с возможностью формирования каждого из множества конфигурационных пакетов в постоянных временных интервалах длительностью приблизительно четыреста миллисекунд, а приемопередатчик передает информацию в конфигурационных пакетах в постоянных временных интервалах.38. Устройство по п.34, отличающееся тем, что управляющий процессор дополнительно выполнен с возможностью использования времени контроля длительностью приблизительно 4,8 мс.39. Устройство беспроводного терминала доступа, содержащее средство для декодирования принятого сигнала и средство для прекращения использования канала связи, если не удалось успешно декодировать конфигурационный пакет из принятого сигнала в течение заданного времени контроля.40. Устройство по п.39, отличающееся тем, что дополнительно содержит средство для успешного декодирования конфигурационного пакета из принятого сигнала в течение заданного времени контроля и средство для извлечения информации о распределении каналов из конфигурационного пакета, причем указанное средство для прекращения дополнительно выполнено с возможностью прекращения использования канала связи на основании информации о распределении каналов.41. Устройство для уменьшения времени контроля радиоканала в беспроводной сети, содержащее средство для передачи множества конфигурационных пакетов, каждый из которых содержит информацию о распределении каналов, соответствующую данному каналу связи, и средство для прекращения использования канала связи на основании истечения заданного времени контроля.42. Устройство по п.41, отличающееся тем, что содержит средство для передачи сообщения об инициации разъединения, свидетельствующего о разъединении канала связи.