ИЗМЕРЕНИЯ ОЦЕНКИ КАНАЛА И ИНДИКАТОРА КАЧЕСТВА КАНАЛА ДЛЯ ВЫСОКОСКОРОСТНОЙ НИСХОДЯЩЕЙ ЛИНИИ СВЯЗИ СИСТЕМЫ ПАКЕТНОЙ РАДИОСВЯЗИ ОБЩЕГО ПОЛЬЗОВАНИЯ Российский патент 2009 года по МПК H04W4/00 

Область техники

Настоящее изобретение относится к беспроводной системе связи в целом и, в частности, к планированию передач данных в Глобальной системе для мобильной связи, называемой GSM.

Уровень техники

Стандарт беспроводной передачи данных глобальной системы для мобильной связи (GSM) определяет набор широко доступных протоколов цифровой связи для использования в цифровой беспроводной телефонной системе. Спецификации GSM разработаны международными усилиями и приняты Европейским Институтом Стандартов по телекоммуникациям (ETSI, 06921 Sophia Antipolis Cedex, Франция). Служба беспроводной пакетной передачи данных общего пользования (СПРОП, GPRS) является набором новых услуг канала передачи GSM, который обеспечивает высокоскоростную пакетную передачу в мобильной сети наземной связи общего пользования (МСНСОП, PLMN) и в направлении к внешним сетям. Были введены расширенные скорости передачи данных для глобального развития (EDGE), чтобы усовершенствовать службу передачи данных GSM посредством коммутации схем и коммутации пакетов. В начале работы над стандартом GSM/GPRS/EDGE, который поддерживает услуги передачи речи и услуги высокоскоростной передачи пакетных данных, использование множественного доступа с временным разделением каналов (TDMA) в эфирном (OTA) протоколе GSM/GPRS/EDGE увеличило эффективность, с которой заданная ширина полосы радиочастот могла быть использована, чтобы осуществить вызовы беспроводного телефона. Даже увеличение услуг и требований требует эффективных путей обеспечения ресурсов системы все большему и большему количеству пользователей данных. Поэтому имеется потребность в обеспечении высокоскоростных передач данных в среде GSM/GPRS/EDGE.

Сущность изобретения

Варианты осуществления, раскрытые ниже, направлены на решение вышеупомянутых потребностей посредством создания устройства, которое обеспечивает схему планирования (диспетчеризации) с мультиплексированием и временным разделением каналов (TDM), включающую в себя использование оценки канала и измерение индикатора качества канала (ИКК, CQI) посредством связывания нескольких временных интервалов кадра в пределах существующей структуры GSM/GPRS/EDGE.

Один вариант осуществления обеспечивает устройство в системе беспроводной связи, поддерживающей услуги передачи речи и высокоскоростной передачи пакетных данных, которое выполняет оценку канала, определяет индекс (показатель) индикатора качества канала (ИКК) и возвращает информацию назначения/данных на основании этого показателя ИКК. Согласно этому варианту осуществления алгоритм допускает чередование пользователей мобильных станций (МС, MS) так, что каждый извлекает выгоду из измерения всех временных интервалов (слотов) кадра, что приводит к более надежной и точной передаче информации.

Краткое описание чертежей

Изобретение иллюстрируется посредством примера и не ограничивается им, а на сопроводительных чертежах аналогичные ссылочные позиции обозначают аналогичные или соответствующие части, и на которых:

Фиг. 1 изображает блок-схему системы сотовой телефонной связи, сконфигурированной в соответствии со стандартами GSM/GPRS/EDGE.

Фиг. 2 показывает диаграмму, иллюстрирующую случай речевых услуг, пересылаемых во временном интервале 1 кадра передающего блока (Tx) и принимаемых во временном интервале 1 кадра принимающего блока (Rx), при рассмотрении со стороны базовой станции.

Фиг. 3 показывает диаграмму, иллюстрирующую случай высокоскоростных данных коммутации схем, посылаемых во временных интервалах 1 и 2 кадра передающего блока (Tx) и принимаемых во временном интервале 1 кадра принимающего блока (Rx), рассматриваемого от базовой станции.

Фиг. 4 показывает диаграмму, иллюстрирующую случай высокоскоростных данных коммутации схем, пересылаемых во временных интервалах 1, 2, 3 и 4 кадра передающего блока (Tx) и принимаемых во временных интервалах 3 и 4 кадра принимающего блока (Rx), рассматриваемого от базовой станции.

Фиг. 5 показывает диаграмму, иллюстрирующую случай высокоскоростных пакетных данных, пересылаемых во временных интервалах 1 и 3 кадра передающего блока (Tx) и принимаемых во временном интервале 2 кадра принимающего блока (Rx).

Фиг. 6 иллюстрирует диаграмму принятой мощности в МС в зависимости от времени.

Фиг. 7 иллюстрирует диаграмму ИКК для двух мобильных станций в зависимости от времени.

Фиг. 8 показывает блок-схему, иллюстрирующую назначение и данные, посланные к МС, на основании ИКК, принятого в БС.

Фиг. 9 показывает диаграмму, иллюстрирующую для каждого кадра назначение и данные, посланные конкретной МС на основании ИКК, принятого в БС.

Фиг. 10 иллюстрирует диаграмму, демонстрирующую информацию назначения и данные, пересылаемые в частях кадра.

Фиг. 11 изображает последовательность операций, иллюстрирующую алгоритм для чередования позиции пользователей в течение кадра, так что каждый пользователь извлекает пользу из измерения всех временных интервалов кадра, что приводит к лучшему качеству канала.

Фиг. 12 показывает диаграмму, иллюстрирующую позицию пользователей МС после выполнения алгоритма чередования согласно фиг. 11.

Фиг. 13 иллюстрирует диаграмму, показывающую связывание нескольких временных интервалов в один канал.

Фиг. 14 иллюстрирует диаграмму, иллюстрирующую временные интервалы, содержащие средние части, используемые для сообщений оценки канала и ИКК.

Подробное описание

Слово "примерный" используется в настоящем описании исключительно для того, чтобы означать "служащий в качестве примера, образца или иллюстрации". Любой вариант осуществления, описанный здесь в качестве "примерного", не должен обязательно рассматриваться как предпочтительный или выгодный перед другими вариантами осуществления. В то время как различные аспекты настоящего изобретения представлены на чертежах, эти чертежи не обязательно должны быть масштабированы, если не указано специально.

Настоящее изобретение относится к связыванию несколько временных интервалов кадра вместе, чтобы оценивать качество канала и посылать информацию о назначении и данные к мобильной станции (МС) с хорошим качеством канала в существующей системе GSM/GPRS/EDGE. Один вариант осуществления также обеспечивает алгоритм, который допускает чередование пользователей МС так, что каждый извлекает пользу из измерения всех временных интервалов кадра, что приводит к более надежной и точной передаче. В высокоскоростной системе передачи пакетных данных после приема пейджинговых (поискового вызова) сообщений от одной или более базовых станций МС измеряет отношение "сигнал к шуму и помехе" (SNIR) сигналов прямой линии связи и посылает индикатор качества канала (ИКК, CQI) к базовой станции (БС) в каждом кадре или группе временных интервалов. Эта БС, в свою очередь, посылает информацию назначения/данных к МС, которая имеет хорошее качество канала.

Нижеследующее описание предлагает предпочтительный вариант осуществления, сначала представляя систему, поддерживающую систему GSM/GPRS/EDGE. Затем представлена схема планирования (диспетчеризации) TDM для адаптации линии связи. Затем поясняется эта схема диспетчеризации TDM, которая включает в себя использование оценки канала, испытываемой каждой мобильной станцией, и которая может использоваться планировщиком, чтобы оптимально распределить радиоресурсы. Наконец, описано, как эта схема планирования TDM может быть осуществлена в системе GSM/GPRS/EDGE и обеспечивает вышеупомянутые выгоды.

Следует заметить, что в настоящем описании варианты осуществления представлены в качестве примеров; однако альтернативные варианты осуществления могут включать в себя различные аспекты без отрыва от контекста настоящего изобретения. В частности, настоящее изобретение применимо к системе обработки данных, системе беспроводной связи, системе однонаправленного радиовещания и любой другой системе, требующей эффективной передачи информации.

Глобальная система для мобильной связи (GSM)

Стандарт беспроводной передачи данных Глобальной системы для мобильной связи (GSM) является набором широко доступных протоколов цифровой связи для использования в цифровой беспроводной телефонной системе. Спецификации GSM были разработаны международными усилиями и были приняты Европейским Институтом Стандартов по телекоммуникациям (ETSI, 06921 Sophia Antipolis Cedex, Франция). Служба беспроводной пакетной передачи данных общего пользования (GPRS) является набором новых услуг однонаправленного канала GSM, который обеспечивает высокоскоростную пакетную передачу в PLMN и по направлению к внешним сетям. И были введены расширенные скорости передачи данных для глобального развития (EDGE), чтобы улучшить услуги передачи данных GSM посредством коммутации схем и коммутации пакетов. Беспроводная телефонная система, сконфигурированная способом, совместимым с использованием стандартов GSM/GPRS/EDGE, иллюстрируется на фиг. 1. Центр 16 коммутации мобильных услуг GSM (ЦКМУ, MSC) коммутирует или подсоединяет телефонные вызовы между сетью доступа к беспроводной системе, а именно подсистемами базовой станции (ПБС, BSS) 15, и основанной на проводной линии связи коммутируемой телефонной сетью общего пользования (КТСОП, PSTN) 18, которой также может быть наземная сеть мобильной связи общего пользования (PLMN). MSC 16 GSM обеспечивает коммутацию телефонных сигналов, выставление счетов, отслеживание абонентских блоков, авторизацию абонентских блоков и некоторые функциональные возможности управления передачей обслуживания.

BSS 15 состоит из контроллера базовых станций (КБС, BSC) 14 и какой-либо базовой приемопередающей(ими) станцией(ями) 12, подсоединенной(ыми) к нему. Как определено в технических требованиях (спецификации) GSM, интерфейс между MSC 16 GSM и BSS 15 называется как "интерфейс А или Iu-CS" GSM, который отделяет сетевое коммутационное оборудование GSM/GPRS/EDGE от радиооборудования, основанного на множественном доступе с временным разделением каналов (TDMA). BSC 14 участвует в обработке передачи обслуживания и распределении ресурсов обработки сигналов в станциях BTS 12 так, что множество абонентских блоков 10, также называемых как мобильные станции (МС), может одновременно соединять телефонные вызовы. BTS 12 выполняет сопряжение абонентских блоков 10 посредством радиочастотных сигналов (РЧ) и хорошо определенного протокола OTA к беспроводной сети GSM/GPRS/EDGE. BTS 12 содержит устройства радио- передачи и приема, вплоть до и включая антенные устройства, а также всю обработку сигналов, присущую к радиоинтерфейсу. Станции BTS могут быть рассмотрены как сложные радиомодемы. Абонентский блок МС 10 обеспечивает радио- и обрабатывающие функции для обращения к сети GSM/GPRS/EDGE через радиоинтерфейс или к пользователю абонентского блока 10 или некоторому другому оконечному оборудованию, например факсимильной машине или персональному компьютеру. Конкретный абонентский блок МС 10 может коммутироваться с BTS 12, с которой он взаимодействует при изменении своего местоположения, но в данный момент может обмениваться только с одной BTS 12. При таком применении возможность переключения от одной BTS 12 к другой BTS 12, где только один радиоинтерфейс существует в любой момент, называется жесткой передачей обслуживания абонентского блока.

Чтобы осуществить вызов беспроводного телефона, сетевое подключение должно быть установлено между абонентским блоком 10, часто называемым как "мобильный блок", и PSTN 18. PSTN 18 является обычной телефонной проводной системой. Чтобы осуществить телефонный вызов мобильным способом, часть сетевого соединения формируется посредством обмена радиочастотными (РЧ) сигналами между абонентским блоком 10 и BTS 12. Оставшаяся часть сетевого соединения обычно формируется посредством основанных на проводной связи соединениях, которые проходят через BSS 15 и через MSC 16 GSM. В соответствии с OTA протоколом GSM/GPRS/EDGE, который является одним из протоколов, которые составляют стандарт GSM/GPRS/EDGE беспроводный передачи данных, используется технология TDMA, чтобы установить набор каналов с использованием упомянутых выше РЧ сигналов, используемых для взаимодействия абонентского блока 10 с BTS 12. Эти каналы используются для отделения и различения различных наборов данных, ассоциированных с различными телефонными вызовами, сделанными в любое заданное время. Эти различные наборы данных включают в себя данные пользователя, которые обычно принимают форму оцифрованной аудиоинформации, и данные сигнализации, которые состоят из сообщений сигнализации, используемых для управления обработкой телефонного вызова.

Во время введения стандарта GSM/GPRS/EDGE использование TDMA в OTA протоколе GSM/GPRS/EDGE увеличило эффективность, с которой могла использоваться заданная ширина полосы радиочастот для осуществления вызовов беспроводного телефона по отношению к более старшим аналоговым сотовым системам связи: Увеличение эффективности, с которой используется доступная ширина полосы радиочастот, является желательным, так как существует только ограниченная ширина полосы радиочастот, и значение ширины полосы частот обычно является ограничивающим фактором для количества вызовов, которые могут выполняться конкретной беспроводной телефонной сотовой системой. Однако, начиная с введения протокола беспроводный передачи данных GSM/GPRS/EDGE, другие беспроводные технологии были усовершенствованы, что позволило большему числу телефонных вызовов выполняться в заданной ширине полосы радиочастот. Так как эффективное использование ширины полосы радиочастот является крайне желательным, использование этих более эффективных технологий теперь является предпочтительным. Система GSM/GPRS/EDGE поддерживает передачу и прием речи, данных высокоскоростной коммутации схем и высокоскоростных пакетных данных.

Фиг. 2 является диаграммой, иллюстрирующей речевую информацию, пересылаемую во временном интервале 1 кадра 20 передающего блока (Tx). Следует заметить, что передача и прием информации рассматриваются из базовой станции (БС). Так как речевая информация должна быть передана и принята в одном и том же временном интервале, эти данные будут приняты во временном интервале 1 кадра 25 принимающего блока (Rx). Один кадр 20 состоит из восьми временных интервалов. Следует заметить, что временной интервал 30 показан для ясности. Требуется вызванное структурой смещение трех временных интервалов между Tx и Rx, так как данные не могут быть переданы и приняты в одно и то же время. То есть данные принимают в течение кадра 25 со смещением на три временных интервала. Информацию принимают в том же самом порядке, что и посылают. Это смещение включает в себя по меньшей мере один временной интервал 30, чтобы предусмотреть переход между передачей и приемом данных. БС уведомляет МС о назначении временного интервала для приема данных. Сигнализация верхнего уровня в БС допускает резервирование временного интервала.

Фиг. 3 показывает диаграмму, иллюстрирующую данные высокоскоростной коммутации схем, пересылаемые во временные интервалы 1 и 2 кадра 35 передающего блока (Tx). Данные высокоскоростной коммутации схем, которые используют (занимают) временные интервалы, будут приняты во временном интервале 1 кадра 40 принимающего блока (Rx). Снова восемь временных интервалов формируют кадр 35, и используется смещение в три временных интервала между кадром 35 Tx и кадром 40 Rx, так как данные не могут быть переданы и приняты в один и тот же момент времени. Обычно только один временной интервал, например, временной интервал 45, используется для перехода между состояниями приема и передачи. Эта конфигурация допускает большую гибкость, так как данные занимают более чем два временных интервала, для передачи данных и занимают один временной интервал для приема. Следует заметить, что эта конфигурация не является необходимой, когда посылают речевые данные, так как число дополнительных временных интервалов не влияет на качество передачи или приема. Как упомянуто выше, только один временной интервал необходим для передачи, и только один необходим для приема. Снова БС уведомляет МС относительно назначения временных интервалов приема данных, пока назначение не будет освобождено. Сигнализация верхнего уровня в БС допускает резервирование временных интервалов.

Фиг. 4 иллюстрирует случай, когда максимальное количество временных интервалов используется для передачи данных высокоскоростной коммутации схем. Эта конфигурация допускает даже большую гибкость, так как данные занимают максимальное количество временных интервалов. Эти данные переданы во временных интервалах 1, 2, 3 и 4 кадра 50 Tx и принимаются во временных интервалах 3 и 4 кадра 55 Rx. Снова восемь временных интервалов формируют кадр 55, и требуется смещение в три временных интервала между Tx (передачей) и Rx (приемом), так как данные не могут быть переданы и приняты в одно и то же время. Временной интервал 60 используется, чтобы переключиться с передачи на прием. Снова БС уведомляет МС относительно назначения временных интервалов приема данных. Сигнализация верхнего уровня в БС допускает резервирование временных интервалов.

Служба беспроводной пакетной передачи данных общего пользования (GPRS) является набором новых услуг однонаправленного канала GSM, который обеспечивает высокоскоростную пакетную передачу в пределах PLMN и по направлению к внешним сетям, как показано на фиг. 1. GSM был разработан для (передачи) речи, но с возможностями схемных (канальных) данных. С другой стороны, GPRS разработана для пакетных данных. В GPRS технология доступа основного GSM поддерживается с помощью несущих 200 кГц, хотя определены новые радиоканалы GPRS. Распределение (назначение) этих каналов является гибким: от 1 до 8 временных интервалов (слотов) радиоинтерфейса назначаются в кадре TDMA. Скорость передачи данных составляет примерно 21 кбит/с на временной интервал, и восемь временных интервалов дают максимальную скорость передачи необработанных данных, примерно 170 кбит/с для GPRS. Расширенные скорости передачи данных для глобального развития (EDGE) были представлены, чтобы улучшить услуги по коммутации схем (каналов) и данных GSM пакетной передачи данных. EDGE вводит новый способ модуляции, известный как 8-фазовая манипуляция (8PSK). Применение 8PSK позволяет осуществлять планирование (диспетчеризацию) мобильных станций в хороших канальных условиях. Используя 8PSK, пиковая и средняя производительности базовой станции увеличиваются. Временные интервалы назначаются по необходимости и по требованию. GPRS также допускает динамическое совместное использование физических каналов или временного(ых) интервала(ов) между пользователями. Фиг. 5 иллюстрирует пример, в котором временные интервалы 1 и 3 используются для передачи данных в кадре 65 Tx (передачи) в БС, и временной интервал 2 используется для приема данных в кадре 70 Rx (приема) в БС. Смещение на три временных интервала между Tx БС и Rx БС требуется терминалам, которые не могут передавать и принимать данные в одно и то же время, что является в настоящее время присущим всем GSM/GPRS/EDGE терминалам. Следует заметить, что смещение является коэффициентом (фактором) в существующих системах, однако настоящее изобретение не ограничено системами, использующими такое смещение. Временной интервал 75 используется для переключения передачи на прием. Как видно на фиг. 5, временные интервалы кадра 65 Tx БС, которые используются для передачи, не обязательно должны быть последовательным, так как между пользователями допускается динамическое совместное использование. Сигнализация верхнего уровня в БС выполняет назначение, когда она выбирает объединение (пул) пользователей МС. Затем с помощью передачи служебных сигналов в основной полосе частот она выполняет распределение, где она выбирает одного пользователя МС в пуле пользователей. Это назначение не постоянно, так как оно выполняется на основании кадр-за-кадром.

Как упомянуто выше, фиг. 1 демонстрирует взаимодействие между различными компонентами системы GSM/GPRS/EDGE. МС 10 отличается многими чертами от МС для услуг по передаче речи и схемных (канальных) данных, описанных выше. МС 10 имеет "многоинтервальную" возможность, что допускает увеличение в гибкости и возможностях. Например, могут соблюдаться существенные различия в максимальном количестве интервалов, которые могут использоваться для посылки/приема данных, и в минимальном количестве интервалов, отделяющих прием/передачу. Обслуживающий узел 95 поддержки GPRS (ОУПСПРОП, SGSN) является узлом, который обслуживает МС 10. SGSN 95 устанавливает контекст управления мобильностью, содержащий информацию, относящуюся к мобильности и безопасности для МС 10. SGSN 95 также собирает информацию о загрузке. Шлюзовой узел поддержки GPRS (ШУПСПРОП, GGSN) 90 является узлом, к которому обращаются посредством внешней сети передачи пакетных данных, через Gb-интерфейс. Информация маршрутизации, сохраненная в GGSN 90, используется для туннелирования данных пользователя к текущей точке подключения МС 10, то есть SGSN 95. GGSN 90 также собирает информацию о нагрузке. В обычной системе GSM/GPRS/EDGE планировщик, который определяет временной интервал, который нужно использовать каждым терминалом, расположен в контроллере базовых станций (КБС, BSC) 14. Как описано ниже, в настоящем изобретении планировщик расположен в базовой станции (БС, BTS) 12, чтобы обеспечить быструю диспетчеризацию (планирование).

На фиг. 6 мощность, принятая в МС 10, изображена в виде графика в зависимости от времени. Граница замирания, которая представляет замирание канала, может быть вычислена между самым высоким значением мощности 105 и самым низким значением мощности 110. Так как эта граница замирания становится намного меньшей в схеме планирования TDM, описанной ниже, выгодно использовать эту известную методику в существующей системе GSM, чтобы улучшить производительность системы и качество сигнала.

Схема планирования TDM для адаптации линии связи

В соответствии с вариантом осуществления системы передачи данных согласно настоящему изобретению передача данных по нисходящей линии связи происходит от одной BTS 115 к одной МС 125 (см. фиг. 8) на или около максимальной скорости передачи данных, которая может быть поддержана нисходящей линией связи и системой, включая возможное использование модуляции более высокого порядка (8PSK), которая допускает более высокие скорости передачи данных в EDGE. Передача данных по восходящей линии связи может происходить от одной МС 120 к одной или более BTS 115. Данные разделяются на пакеты данных, передаваемые в одном или более временных интервалах (слотах). В каждом кадре или множестве интервалов BTS 115 может направить передачу данных любой МС 120, 125, которая поддерживает связь с BTS 115.

Первоначально каждая МС 120,125 устанавливает связь с BTS 115 с использованием заранее определенной процедуры доступа. В этом связанном состоянии МС 120, 125 может принимать данные и управлять сообщениями 127 от BTS 115 и способна передавать данные и сообщения 127 управления к BTS 115. МС 120, 125 затем контролируют нисходящие линии связи для осуществления передач от базовых станций в этом активном наборе из МС 120, 125. В частности, МС 120, 125 измеряет отношение "сигнал-к-шуму-и-помехе" (SNIR) пилот-сигнала нисходящей линии связи от обслуживающих базовых станций, которые принимаются в МС 120, 125. В зависимости от принятого SNIR, МС 120, 125 будет посылать индикатор качества канала (CQI, ИКК) назад к BTS 115. Как показано на фиг. 7, каждая МС 120, 125 будет посылать ИКК к BTS 115 в каждом временном кадре.

Как проиллюстрировано на фиг. 9, в каждом кадре каждая МС1 и МС2 будет посылать ИКК к БС. На основании этих двух параметров БС в свою очередь выберет МС на основании внутреннего алгоритма, который принимает во внимание, помимо других факторов, сообщения ИКК от всех мобильных станций, и передаст информацию назначения, например в заголовке, к выбранной МС. БС также пошлет данные этой МС в немного более поздний момент времени, как показано на фиг. 8.

Реализация схемы планирования TDM для адаптации линии связи в системе GSM/GPRS/EDGE

HSD-PRS (высокоскоростная GPRS нисходящей линии связи) допускает связывание нескольких временных интервалов, чтобы создать "оптимизированные данные/речевые данные (DO/DV)"-подобный совместно используемый канал. Как таковая, HSD-PRS вводит концепции, такие как быстрая обратная связь, быстрое сообщение ИКК и т.д., в существующую структуру GSM/GPRS/EDGE. Оценка канала и измерения ИКК является важным процессом в HSD-PRS, так как оптимальное назначение ресурсов нисходящей линии связи происходит на основании их.

Как демонстрируется на фиг. 13, HSD-PRS связывает вместе несколько временных интервалов в один канал, который затем направляют отдельному пользователю. Все терминалы будут способны принять эти временные интервалы и считывать заголовок. Заголовок указывает, какой среди терминалов, совместно использующих канал HSD-PRS, является назначенным получателем. Принимающий терминал должен считывать часть данных, в то время как все другие терминалы могут не считывать одну, часть или все части данных.

С целью сообщения важной частью временного интервала является средняя часть, как показано на фиг. 14. Каждый временной интервал содержит среднюю часть или среднюю точку. МС использует среднюю часть для оценки канала и измерений ИКК. Следовательно, каждый терминал будет считывать некоторое число временных интервалов в TDMA-кадре HSD-PRS канала. Он затем будет усреднять измерение и оценку, выполняемую по каждому из временных интервалов. Это среднее число будет более точным, если терминал будет считывать все временные интервалы нисходящей линии связи. Точность такого сообщения, поэтому, может быть включена непосредственно в сообщение, так чтобы сеть могла взвешивать сообщения соответственно. Сообщения вместе с весами будут использоваться сетью, чтобы выполнять быстрое планирование (диспетчеризацию) терминалов.

Если переданная мощность значительно изменяется от интервала к интервалу, на сообщение ИКК можно воздействовать, и базовая станция может корректировать свое планирование соответственно. В таком случае мобильная станция должна сообщить, какие интервалы рассматривались в оценке ИКК, так чтобы базовая станция могла скомпенсировать значение ИКК смещением, которое может быть функцией переданной мощности в каждом из интервалов, которые были использованы мобильной станцией для оценки ИКК.

Сообщение является основной частью HSD-PRS. Сеть будет выполнять быстрое планирование ресурса нисходящей линии связи на основании такого сообщения. Быстрое планирование имеет место на основании кадра TDMA. Оно включает в себя как решение о том, какой пользователь является получателем информации, посланной в кадре TDMA, а также параметрах модуляции и кодировании. Так как HSD-PRS занимает множество временных интервалов в кадре TDMA, соответствующие временные интервалы восходящей линии связи могут использоваться для сообщения. Сообщение основано на оценке канала. Это, в свою очередь, выполняется терминалами над средними частями, передаваемыми по нисходящей линии связи.

Как описано в предыдущем разделе, был сделан выбор конструкции, чтобы предотвратить терминалы от необходимости передавать и принимать в одно и то же время. Из-за смещения GSM в три временных интервала между передачей и приемом возможно достичь этого. Однако некоторые из терминалов должны будут прервать оценку канала заранее, чтобы начать передавать по восходящей линии связи. Один разделяющий временной интервал необходим между приемом и передачей, если мобильная станция не поддерживает одновременный прием и передачу, что является наиболее общим случаем.

Реализуя назначение ИКК и быстрое планирование, предлагаемые схемой планирования TDM в GSM, возможно получить более совершенную систему с увеличенной емкостью. Как показано на фиг. 10, каждая МС будет посылать сообщение ИКК к БС в кадре 135 Tx МС. То есть МС 1 пошлет свой ИКК во временном интервале 0, МС 2 пошлет свой ИКК во временном интервале 1 и т.д. На основании значений ИКК, принятых БС, эта БС будет посылать информацию заголовка(H)/данные в течение кадра 130 Tx БС пользователю, выбранному на основании всех сообщений ИКК. На фиг. 7, в качестве примера, может быть выбрана МС с самым высоким ИКК. Более справедливый планировщик также будет рассматривать хронологию прошлых назначений, количество данных, которые должны быть переданы на МС, и приоритет данных, которые должны быть переданы на МС. Примером планировщика является планировщик "пропорциональной справедливости", который рассматривает запрашиваемую скорость передачи данных и пропускную способность при планировании передач. Снова имеется смещение в три временных интервала между двумя кадрами, так как МС не может быть способна принимать и передавать в одно и то же время. Один временной интервал может использоваться для передачи информации заголовка. Каждый пользователь будет считывать информацию заголовка и будет знать, для какого пользователя предназначены данные. Следует заметить, что этот заголовок может содержать информацию относительно различных модуляций, в которых применяются различные скорости передачи данных. Также могут использоваться другие способы планирования (диспетчеризации).

В обычных системах КБС решает, какие временные интервалы должны использоваться для передачи данных и какие - для быстрого планирования (информации заголовка), на какой частоте должна быть послана информация и какие пользователи имеют право использовать ресурсы. В настоящем изобретении эти задачи больше не выполняются КБС, а назначены теперь БС. Это допускает даже более быстрое планирование и, таким образом, увеличение общей емкости системы, так как более высокий порядок модуляции (например, 8PSK), требующий хороших канальных условий, может использоваться более часто.

Со ссылками на фиг. 10, когда количество временных интервалов увеличивается в кадре, ИКК становится более надежным и точным. Как упомянуто выше, среднее измерение и оценка становятся более точными, когда терминал считал все переданные временные интервалы. Поэтому МС3 и МС4 будут обеспечивать наиболее надежную оценку ИКК, так как временные интервалы 141 и 142 в кадре 135 могут измерять все временные интервалы 130 Tx БС. Для того чтобы каждый пользователь получал выгоду от приема максимальных данных из-за позиции временного интервала в кадре, разработан алгоритм, который чередует пользователей МС. Фиг. 11 изображает последовательность операций, которая включает в себя такой алгоритм. На этапе 145 принимающий модуль в МС определяет, предназначены ли данные для данной МС. Если это так, данная МС будет (этап 150) позиционировать себя в последнем доступном временном интервале, чтобы подготовиться к надлежащей передаче данных. Если данные не предназначены для данной МС, алгоритм на этапе 155 выполняет по часовой стрелке или против часовой стрелки чередование пользователей, что позволяет требуемой МС принять данные в последнем доступном временном интервале. Порядок сообщений от мобильных станций, которые не осуществляют прием по нисходящей линии связи, изменяется. Это чередование гарантирует справедливость, так как временной интервал, где имеет место сообщение восходящей линии связи, определяет также точность самого сообщения. Эти этапы будут повторены для следующего кадра, как указано этапом 160. Этот алгоритм также дает гарантию, что два пользователя не выполняют передачу в одном и том же временном интервале (слоте).

В качестве другого примера, как видно на фиг. 12, временной интервал 175 кадра 170 Rx может измерять (служить мерой) только временные интервалы 195 и 200 кадра 165 Tx. Временной интервал 180 кадра 170 Rx может измерять временные интервалы 195, 200 и 205 кадра 165 Tx. Наконец, временные интервалы 185 и 190 кадра 170 Rx БС могут измерять все временные интервалы 195, 200, 205 и 210 кадра 165 Tx. В этом примере временной интервал 190 является всегда принимающим данные. Временной интервал 190 остается в той же позиции, так как он является все еще принимающим данные. После чередования, как показано во второй части кадра 170 Rx, используя вышеупомянутый алгоритм, временной интервал 180 теперь расположен в третьей позиции в кадре 170 Rx. Из-за своей новой позиции временной интервал 180 может теперь измерять все временные интервалы 215, 220, 225 и 230 кадра 165 Tx. Эта система гарантирует справедливость при приеме данных. Алгоритм обеспечивает чередование пользователей так, что каждый получает пользу из приема максимальных данных. Один вариант осуществления встраивает механизм "пропорциональной справедливости" планировщика в алгоритм чередования. Таким образом, чередование рассматривает как качество канала, так и производительность.

Специалистам в данной области техники понятно, что информация и сигналы могут быть представлены, используя любую из множества различных технологий и способов. Например, данные, инструкции, команды, информация, сигналы, биты, символы и элементы сигналов, которые могут быть упомянуты во всем вышеприведенном описании, могут быть представлены напряжениями, токами, электромагнитными волнами, магнитными полями или частицами, оптическими полями или частицами, или любой их комбинацией.

Специалистам в данной области техники очевидно, что различные иллюстративные логические блоки, модули, схемы и этапы алгоритма, описанные со ссылками на варианты осуществления, раскрытые выше, могут быть осуществлены в виде электронных аппаратных средств, программного обеспечения или их комбинации. Чтобы ясно проиллюстрировать эту взаимозаменяемость аппаратных средств и программного обеспечения, различные иллюстративные компоненты, блоки, модули, схемы и этапы были описаны выше в общем виде в терминах их функциональных возможностей. Осуществлены ли такие функциональные возможности как аппаратные средства или программное обеспечение, зависит от конкретного применения и конструктивных ограничений, наложенных на всю систему. Специалисты могут осуществить описанные функциональные возможности множеством способов для каждого конкретного применения, но такие решения реализации не должны интерпретироваться как отход от объема настоящего изобретения.

Различные иллюстративные логические блоки, модули и схемы, описанные со ссылками на варианты осуществления, раскрытые выше, могут быть осуществлены или выполнены универсальным процессором, цифровым сигнальным процессором (DSP), специализированной интегральной схемой (ASIC), программируемой пользователем вентильной матрицей (FPGA) или другим программируемым логическим устройством, дискретными логическими или транзисторными логическими элементами, дискретными аппаратными компонентами или любой их комбинацией, предназначенной для выполнения описанных здесь функций. Универсальный процессор может быть микропроцессором, но в альтернативе процессор может быть любым обычным процессором, контроллером, микроконтроллером или конечным автоматом. Процессор может также быть осуществлен как комбинация вычислительных устройств, например комбинация DSP и микропроцессора, множество микропроцессоров, одним или более микропроцессоров вместе с ядром DSP, или любой другой такой конфигурацией.

Этапы способа или алгоритма, описанного со ссылками на варианты осуществления, раскрытые выше, могут быть воплощены непосредственно в аппаратных средствах, в программном модуле, выполняемом процессором, или в их комбинации. Программный модуль может постоянно находиться в памяти RAM (ОЗУ), флэш-памяти, памяти ROM (ПЗУ), памяти EPROM, памяти EEPROM, регистрах, на жестком диске, съемном диске, CD-ROM или носителе данных любой другой формы, известной в области техники. Примерный носитель данных подсоединен к процессору, так что процессор может считывать информацию с носителя данных и записывать информацию на него. Альтернативно, носитель данных может быть интегрирован в процессор. Процессор и носитель данных могут постоянно находиться в ASIC. ASIC может постоянно находиться в терминале пользователя. Альтернативно, процессор и носитель данных могут постоянно находиться в качестве дискретных компонентов в терминале пользователя.

Заголовки включены в описание для ссылки и помощи в определении расположения некоторых текстовых секций. Эти заголовки не предназначены для ограничения объема концепций, описанных в них, и эти концепции могут быть применены в других секциях во всем описании.

Приведенное выше описание раскрытых вариантов осуществления предназначено для того, чтобы дать возможность любому специалисту в данной области техники реализовать или использовать настоящее изобретение. Различные модификации этих вариантов осуществления будут очевидны таким специалистам, и универсальные принципы, определенные здесь, могут применяться к другим вариантам осуществления без отрыва от объема и формы изобретения. Таким образом, настоящее изобретение не предназначено, чтобы быть ограниченным вариантами осуществления, показанными выше, а предоставляет самый широкий контекст, совместимый с принципами и новыми признаками, раскрытыми выше.

Изобретение относится к технике связи и предназначено для обеспечения схемы мультиплексирования с временным разделением каналов (TDM) для адаптации линии связи. Технический результат состоит в повышении надежности и точности передачи информации. Для этого в устройстве используют измерений оценки канала и индикатора качества канала (ИКК) посредством связывания нескольких временных интервалов кадра в существующей системе GSM/GPRS/EDGE. Раскрыт алгоритм для обеспечения чередования пользователей МС так, что каждый получает пользу из измерения всех временных интервалов кадра, что приводит к более надежной и точной передаче информации. 3 н. и 18 з.п. ф-лы, 14 ил.

1. Мобильная станция в системе связи, поддерживающей протокол Глобальной системы для мобильной связи (GSM) и обмен по нисходящей линии связи, имеющей первое множество временных интервалов, и восходящей линии связи, имеющей второе множество временных интервалов, содержащая
процессор, соединенный с носителем данных и приспособленный для определения в мобильной станции, направлены ли данные упомянутой мобильной станции; если упомянутые данные направлены к упомянутой мобильной станции, позиционирования мобильной станции в последнем доступном временном интервале, чтобы подготовиться к надлежащей передаче данных, если данные не предназначены для данной МС, применения алгоритма чередования временного интервала для приема данных в последнем доступном временном интервале.

2. Способ диспетчеризации мобильной станции в системе связи, поддерживающей канал обмена по нисходящей линии связи, имеющей кадры первого множества временных интервалов, причем каждый временной интервал из указанного первого множества может быть запланирован только для одной из множества мобильных станций и канал обмена по восходящей линии связи, имеющей кадры второго множества временных интервалов, причем каждый временной интервал из указанного второго множества может быть запланирован только для одной из указанного множества мобильных станций, при этом способ содержит следующие этапы:
определение в мобильной станции, направлены ли данные в кадре указанного канала обмена по нисходящей линии связи к упомянутой мобильной станции;
если упомянутые данные направлены к упомянутой мобильной станции, планирование для мобильной станции упомянутого последнего временного интервала в кадре упомянутого второго множества временных интервалов; и
если упомянутые данные не направлены к упомянутой мобильной станции, планирование для выбранной мобильной станции упомянутого последнего временного интервала в кадре, упомянутого второго множества временных интервалов.

3. Способ по п.2, в котором второе множество временных интервалов в кадре планируется планировщиком пропорциональной справедливости.

4. Способ по п.2, в котором для мобильной станции, способной принимать наилучшее среднее значение упомянутых данных и в настоящее время не принимающей упомянутые данные, планируют временной интервал, следующий после последнего временного интервала в кадре упомянутого второго множества временных интервалов.

5. Способ по п.4, в котором упомянутый этап планирования временного интервала, следующего после последнего временного интервала, выполняется путем чередования по часовой стрелке в планировании времени для указанной мобильной станции, способной принимать наилучшее среднее значение упомянутых данных.

6. Способ по п.4, в котором упомянутый этап планирования временного интервала, следующего после последнего временного интервала, выполняется путем чередования против часовой стрелки в планировании времени для указанной мобильной станции, способной принимать наилучшее среднее значение упомянутых данных.

7. Способ по п.2, в котором упомянутая выбранная мобильная станция определена в заголовке, сопровождающем упомянутые данные.

8. Способ по п.2, в котором при условии, если упомянутые данные не направлены к упомянутой мобильной станции, согласно алгоритму выполняется чередование положения временного интервала, запланированного для упомянутой мобильной станции, на основании запрашиваемой скорости передачи данных.

9. Способ по п.2, в котором при условии, если упомянутые данные не направлены к упомянутой мобильной станции, согласно алгоритму выполняется чередование положения временного интервала, запланированного для упомянутой мобильной станции, на основании индикатора качества канала.

10. Способ по п.2, в котором при условии, если упомянутые данные не направлены к упомянутой мобильной станции, согласно алгоритму выполняется чередование положения временного интервала, запланированного для упомянутой мобильной станции, на основании хронологии предшествующего выбора мобильных станций.

11. Способ по п.2, в котором система связи поддерживает протокол Службы беспроводной пакетной передачи данных общего пользования (GPRS).

12. Способ по п.2, в котором система связи поддерживает протокол Расширенных скоростей передачи данных для глобального развития (EDGE).

13. Способ по п.2, в котором система связи поддерживает протокол Глобальной системы для мобильной связи (GSM).

14. Система связи, содержащая канал обмена по нисходящей линии связи, имеющий кадры первого множества временных интервалов, причем каждый временной интервал указанного первого множества может быть запланирован только для одной из множества мобильных станций;
канал обмена по восходящей линии связи, имеющий кадры второго множества временных интервалов, причем каждый временной интервал указанного второго множества может быть запланирован только для одной из множества мобильных станций;
средство для определения в мобильной станции, направлены ли данные в кадре указанного канала обмена по нисходящей линии связи к упомянутой мобильной станции; и
средство для планирования для упомянутой мобильной станции последнего временного интервала в кадре упомянутого второго множества временных интервалов, если упомянутые данные направлены к упомянутой мобильной станции, и для планирования для выбранной мобильной станции последнего временного интервала в кадре упомянутого второго множества временных интервалов, если упомянутые данные не направлены к упомянутой мобильной станции.

15. Система связи по п.14, в которой упомянутая выбранная мобильная станция определена в заголовке, сопровождающем упомянутые данные.

16. Система связи по п.14, в которой при условии, если упомянутые данные не направлены к упомянутой мобильной станции, упомянутое средство для планирования выполняет чередование положения временного интервала, запланированного для упомянутой мобильной станции, на основании запрашиваемой скорости передачи данных.

17. Система связи по п.14, в которой при условии, если упомянутые данные не направлены к упомянутой мобильной станции, упомянутое средство для планирования выполняет чередование положения временного интервала, запланированного для упомянутой мобильной станции, на основании индикатора качества канала.

18. Система связи по п.14, в которой при условии, если упомянутые данные не направлены к упомянутой мобильной станции, упомянутое средство для планирования выполняет чередование положения временного интервала, запланированного для упомянутой мобильной станции, на основании хронологии предшествующего выбора мобильных станций.

19. Система связи по п.14, причем система связи поддерживает протокол Службы беспроводной пакетной передачи данных общего пользования (GPRS).

20. Система связи по п.14, причем система связи поддерживает протокол Расширенных скоростей передачи данных для глобального развития (EDGE).

21. Система связи по п.14, причем система связи поддерживает протокол Глобальной системы для мобильной связи (GSM).