СИСТЕМА И СПОСОБ БЕСПРОВОДНОЙ СВЯЗИ, БАЗОВАЯ СТАНЦИЯ И МОБИЛЬНАЯ СТАНЦИЯ Российский патент 2011 года по МПК H04W16/02 H04W40/02 H04W88/00 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к системе беспроводной связи, базовой станции, мобильной станции и способу беспроводной связи.

Уровень техники

В системе беспроводной связи, например системе мобильной связи, мобильная станция выполняет поиск соты для соединения посредством радиоканала (для идентификации базовой станции) на начальном этапе сеанса связи, в процессе переключения между сотами и в период ожидания между сеансами связи для периодической регистрации.

Мобильная станция функционирует за счет энергии, поступающей от батареи. Таким образом, если поиск соты занимает много времени, может возникнуть проблема повышенного потребления тока.

На конференции IMT-2000 (International Mobile Telecommunications 2000) для использования в мобильных системах связи была принята схема W-CDMA, согласно данной схеме предлагается способ поиска соты, включающий три этапа с тем, чтобы сократить время, отнимаемое поиском соты. (см., например, непатентный документ 1). Согласно указанному предложенному способу в нисходящем канале управления маскируется код скремблирования и на маскируемом участке осуществляется определение корреляции с помощью кода скремблирования, одинакового для различных сот. Таким образом достигается определение распределения во времени и типа кода скремблирования, что ведет к снижению времени поиска соты.

Существует ряд известных технологий информирования о кодах скремблирования соседних станций в составе информации, передаваемой с базовой радиостанции, с целью снижения величины тока, потребляемого мобильным устройством системы CDMA и повышения продолжительности работы в режиме ожидания (см., например, патентный документ 1).

С другой стороны, в системе мобильной связи четвертого поколения, представляющей собой систему следующего поколения IMT-2000, была исследована и разработана схема VSF-OFCDM (Variable Spreading Factor Orthogonal Frequency and Code Division Multiplexing, ортогональное мультиплексирование с переменным коэффициентом расширения спектра с частотным и кодовым разделением), которая представляет собой схему радиодоступа, обеспечивающую максимальную пропускную способность не менее 100 Мбит/с в нисходящем канале от системы сот до изолированной соты, такой как точка доступа (hot spot, «хот-спот»).

В качестве способов поиска соты для OFCDM в нисходящем направлении предлагались: способ с разделением на операцию определения моментов времени кадров и операцию идентификации кодов скремблирования посредством канала синхронизации (synchronization channel, SCH), с мультиплексированием по частоте, чтобы достичь более быстрого начального поиска соты (см., например, непатентный документ 2); а также поиск соты из трех этапов с применением только общего пилотного канала (common pilot channel, CPICH) без использования SCH (см., например, непатентный документ 3); и другие способы.

Использованы ссылки на следующие документы:

Патентный документ 1: Заявка Японии, опубликованная за №2002-124906.

Непатентный документ 1: Higuchi, Sawahashi, Adachi et al. "Fast Cell Search Method with Longcode Mask in DS-CDMA Inter-Base Stations Asynchronization Cellular" (Shingakugiho PCS 96-122, January, 1997).

Непатентный документ 2: Hanada, Shin, Higuchi, and Sawahashi, "3-Step Cell Search Characteristic with Frequency Multiplexing Synchronization Channel in Broadband Multicarrier CDMA Transmission" (Shingakugiho RCS 2001-91, July, 2001).

Непатентный документ 3: Tanno, Shin, Higuchi, and Sawahashi, "3-Step Fast Cell Search Method with Pilot Channel in Downlink Broadband OFCDM" (Shingakugiho RCS 2002-40, April, 2002).

В вышеупомянутой схеме W-CDMA применяется асинхронная система связи между базовыми станциями, функционирующая на основе ряда базовых станций асинхронным образом (индивидуальные сигналы от базовых станций передаются без взаимной синхронизации сигналов друг с другом). В схеме OFCDM также рассматривается применение асинхронной системы связи между базовыми станциями.

В асинхронной системе связи между базовыми станциями, поскольку каждая базовая станция работает в произвольные моменты времени независимо от других базовых станций, мобильная станция должна вычислять значения корреляции определенное число раз, равное (число N_ft пробных моментов времени умножить на число Ncr пробных (индивидуальных для соты) кодов скремблирования), и выбирать момент времени и код скремблирования с максимальной корреляцией. Другими словами, поскольку требуется коррелировать все пробные моменты времени, может возникнуть проблема, которая заключается в том, что процесс поиска соты приводит к значительному усложнению необходимых вычислений и, как следствие, требует больше времени на выполнение.

В вышеупомянутом трехэтапном процессе поиска соты используется разделение кадра на несколько слотов (интервалов времени), при этом моменты времени кадров определяются после определения моментов времени слотов. За счет этого достигается сокращение объема вычислений, связанных с поиском соты, по сравнению с вариантом, предполагающим корреляцию всех пробных моментов времени. С другой стороны, например, в схеме W-CDMA при определении моментов времени слотов имеется 2560 (умножить на число выборок с избытком) пробных моментов времени, что приводит к повышению объема вычислений и продолжительности процесса поиска соты, что, в свою очередь, влечет за собой рост потребления энергии.

Далее в схеме OFCDM, которая рассматривается в качестве схемы радиочастотного доступа для систем мобильной связи четвертого поколения, предполагается, что число N_ft пробных моментов приблизительно равно этому числу в схеме W-CDMA (см. ниже). Таким образом, даже в том случае, если в схеме OFCDM применяется трехэтапный способ поиска соты, может возникнуть проблема роста времени, затрачиваемого на вычисления при поиске соты, а также роста потребления энергии, присущая схеме W-CDMA.

Раскрытие изобретения

Задача, на решение которой направлено настоящее изобретение, заключается в устранении вышеупомянутой проблемы. Настоящее изобретение предлагает систему беспроводной связи, базовую станцию, мобильную станцию и способ беспроводной связи, позволяющие уменьшить время поиска соты и потребление энергии мобильной станцией.

В целях решения поставленных задач предлагается система беспроводной связи, включающая в себя ряд базовых станций и ряд мобильных станций, причем мобильные станции содержат модуль разности моментов приема, принимающий опорные сигналы, передаваемые соседними базовыми станциями, измеряющий разность моментов приема опорных сигналов и сообщающий информацию о разности моментов приема на одну или более базовых станций; базовые станции содержат модуль разности моментов передачи и модуль сообщения информации о разности моментов передачи, при этом модуль разности моментов передачи вычисляет разность моментов передачи опорных сигналов данной базовой станции и соседних базовых станций на основании информации о разности моментов приема, сообщенной с мобильных станций, а модуль сообщения информации о разности моментов передачи сообщает разность моментов передачи, вычисляемую модулем разности моментов передачи, на мобильные станции; при этом мобильные станции дополнительно содержат модуль поиска соты, осуществляющий поиск соты в области поиска соты, ограниченной на основании разности моментов передачи, сообщаемой базовыми станциями.

Кроме того, согласно варианту осуществления настоящего изобретения базовая станция в системе беспроводной связи может дополнительно включать в себя модуль сообщения кода скремблирования, сообщающий код скремблирования соседней базовой станции при сообщении разности моментов передачи на мобильную станцию, при этом модуль поиска соты, входящий в состав мобильной станции, осуществляет поиск соты в области поиска соты, ограниченной на основании разности моментов передачи, сообщаемой с базовой станции, и кода скремблирования соседних базовых станций.

Помимо этого настоящее изобретение относится к базовой станции, предназначенной для осуществления связи с рядом мобильных станций и включающей в себя модуль вычисления разности моментов передачи, принимающий разность моментов приема опорных сигналов соседних базовых станций с мобильных станций и вычисляющий разность моментов передачи опорных сигналов данной базовой станции и соседних базовых станций на основании принятой разности моментов приема; и модуль сообщения информации о разности моментов передачи, сообщающий разность моментов передачи, вычисляемую модулем вычисления разности моментов передачи, на мобильные станции.

Кроме того, согласно варианту осуществления настоящего изобретения базовая станция может дополнительно включать в себя модуль сбора информации о моментах приема, получающий с мобильных станций разности моментов приема опорных сигналов соседних базовых станций, при этом модуль вычисления разности моментов передачи включает в себя модуль статистических операций, выполняющий статистические операции над разностями моментов приема, полученными модулем сбора информации о моментах приема.

Далее согласно варианту осуществления настоящего изобретения статистические операции в базовой станции могут включать в себя операцию усреднения разностей моментов приема.

Далее согласно варианту осуществления настоящего изобретения базовая станция может дополнительно включать в себя модуль измерения разности моментов приема, передающий управляющий сигнал для того, чтобы инициировать измерение мобильными станциями разностей моментов приема опорных сигналов соседних базовых станций.

Помимо этого настоящее изобретение относится к мобильной станции, соединенной с базовой станцией посредством беспроводной связи и включающей в себя модуль сообщения информации о разности моментов приема, принимающий опорные сигналы, передаваемые соседними базовыми станциями, измеряющий разность моментов приема опорных сигналов и сообщающий разность моментов приема на одну или более базовых станций; и модуль поиска соты, осуществляющий поиск соты в области поиска соты, ограниченной на основании разности моментов передачи, передаваемой с базовых станций.

Далее согласно варианту осуществления настоящего изобретения модуль поиска сот, входящий в мобильную станцию, может выполнять поиск соты в области поиска соты, ограниченной на основании разности моментов передачи, сообщаемой с базовых станций, и кода скремблирования соседней базовой станции.

Кроме того, согласно варианту осуществления настоящего изобретения модуль поиска соты, входящий в мобильную станцию, может включать в себя модуль ограничения, ограничивающий область поиска соты путем ограничения числа пробных моментов времени кадров на основании разности моментов передачи и числа пробных кодов скремблирования на основании кода скремблирования соседней базовой станции.

Согласно вариантам осуществления настоящего изобретения базовая станция вычисляет разность моментов передачи опорных сигналов базовой станции и соседних базовых станций на основании разностей моментов приема опорных сигналов различных базовых станций, измеряемых и сообщаемых мобильной станцией, а также сообщает разность моментов передачи на мобильную станцию. В этом случае мобильная станция может ограничить область поиска соты настолько, насколько это возможно, что ведет к сокращению времени поиска соты. Другими словами, в соответствии с вариантами осуществления настоящего изобретения появляется возможность снижения количества энергии, потребляемой мобильной станцией в режиме ожидания, и, соответственно, повышенной продолжительности работы в режиме ожидания.

Краткое описание чертежей

На фиг.1 представлена диаграмма, иллюстрирующая примерную конфигурацию системы беспроводной связи согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения.

На фиг.2А представлена диаграмма, иллюстрирующая примерное общее функционирование варианта осуществления настоящего изобретения.

На фиг.2В представлена диаграмма, иллюстрирующая примерное общее функционирование варианта осуществления настоящего изобретения.

На фиг.3 приведена блок-схема примерной конфигурации мобильной станции согласно первому варианту осуществления.

На фиг.4 приведена блок-схема примерной конфигурации базовой станции согласно первому варианту осуществления.

На фиг.5 приведена пошаговая диаграмма примерной последовательности операций управления в процессе взаимодействия между мобильной станцией и базовой станцией.

На фиг.6 приведена блок-схема примерной конфигурации модуля поиска соты в мобильной станции согласно первому варианту осуществления.

На фиг.7 схематически представлена область поиска для обычного способа поиска соты.

На фиг.8 схематически представлена область поиска для способа поиска соты согласно варианту осуществления настоящего изобретения;

На фиг.9 схематически представлена другая область поиска для способа поиска соты согласно варианту осуществления настоящего изобретения.

На фиг.10 приведена блок-схема примерной конфигурации базовой станции согласно второму варианту осуществления.

На фиг.11 приведена блок-схема примерной конфигурации базовой станции согласно третьему варианту осуществления.

На фиг.1-11 обозначено:

1. Система беспроводной связи

10, 20, 30. Мобильные станции а-с

51. Модуль измерения разности моментов приема для общего пилотного канала

52. Модуль генерации управляющей информации в восходящем канале связи

53. Модуль передачи восходящего канала управления

61. Модуль приема восходящего канала

62. Модуль вычисления моментов передачи

63. Модуль генерации сообщаемой информации

64. Модуль передачи широковещательного канала управления

71. Модуль приема нисходящего широковещательного канала управления

72. Модуль сокращения числа пробных моментов времени кадров

73. Модуль определения моментов времени кадров (модуль поиска соты)

81. Модуль сбора информации о моментах приема

91. Модуль определения местоположения мобильной станции

100: Базовая станция а

200: Базовая станция b

Осуществление изобретения

Далее описываются варианты осуществления настоящего изобретения со ссылками на чертежи.

Первый вариант осуществления

Система беспроводной связи согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения выполнена, как представлено на фиг.1. На этом изображении система 1 беспроводной связи, которая может представлять собой систему мобильной связи, включает в себя набор базовых станций (базовая станция (100) а и базовая станция (200) b), охватывающих определенные зоны покрытия, и набор мобильных станций (10-30) а-с, создающих для связи радиоканал между собой и базовой станцией.

В этом варианте осуществления базовые станции осуществляют беспроводную связь с мобильными станциями в соответствии с системой CDMA или системой с несколькими несущими (multicarrier scheme).

Вначале описывается пример общего функционирования согласно варианту осуществления настоящего изобретения со ссылками на фиг.2А и 2В. Фиг.2А и 2В представляют собой диаграммы, описывающие общие операции согласно вариантам осуществления настоящего изобретения.

На этих иллюстрациях мобильная станция (10) а осуществляет поиск соты с целью нахождения целевой соты (базовой станции) для того, чтобы установить соединения с базовыми станциями (100, 200) а и b и осуществить переключение (handover).

В варианте осуществления настоящего изобретения мобильная станция (10) а измеряет разность моментов приема сигналов общего пилотного канала (опорных сигналов), постоянно передаваемых по известному шаблону базовыми станциями (100, 200) а и b, а затем сообщает результат измерений на базовые станции (100, 200) а и b. Поскольку расстояние между мобильной станцией (10) а и базовой станцией (100) а отличается от расстояния между мобильной станцией (10) а и базовой станцией (200) b, задержка распространения различается соответствующим образом. Например, разность моментов приема, измеренная на мобильной станции (10) а, соответствует разности (Δt_rx) моментов между моментом (а) приема с задержкой ΔT₁ приема относительно момента T₁ передачи сигнала общего пилотного канала, передаваемого базовой станцией (100) а, и моментом (b) приема с задержкой ΔТ₂ приема относительно момента Т₂ передачи сигнала общего пилотного канала, передаваемого базовой станцией (200) b.

Разность (Δt_rx) моментов приема, измеренная на мобильной станции (10) а вышеописанным образом, передается на базовую станцию (100) а в виде информации о разности моментов приема. Согласно данному варианту осуществления предполагается, что информация о разности моментов приема передается на базовую станцию (100) а, и последующее описание сосредоточено на функционировании базовой станции (100) а.

Базовая станция (100) определяет разность моментов передачи между базовой станцией (100) а и смежной базовой станцией (в данном варианте осуществления - базовой станцией (200) b) на основе информации о разности моментов приема, полученной с мобильной станции (10) а. Поскольку моменты (T₁) передачи сигнала общего пилотного канала на базовой станции (100) а известны самой базовой станции (100) а, предполагается, по известному моменту T₁ приема, что момент (T₁+Δt_rx) с задержкой (Δt_rx), представляющей собой разность моментов приема, может представлять собой момент (Т₂) передачи сигнала общего пилотного канала, передаваемого базовой станцией (200) b.

После оценки момента Т₂ передачи сигнала общего пилотного канала, передаваемого базовой станцией (200) b вышеизложенным образом, базовая станция (100) определяет разность (Δt_tx=T₂-T₁) моментов передачи сигнала общего пилотного канала базовой станции (100) а и базовой станции (200) b.

Разность моментов передачи, определенная подобным образом, сообщается базовой станцией (100) а в виде информации о разности моментов передачи на мобильную станцию (10) а. Мобильная станция (10) а осуществляет поиск соты в пределах некоторой области поиска соты, ограниченной на основании разности моментов передачи, принятой с базовой станции (100) а, сигнала общего пилотного канала базовых станций (базовых станций (100, 200) а и b). Поиск соты подробно описан далее.

Ниже описывается конфигурация мобильной станции согласно варианту осуществления настоящего изобретения. На фиг.3 приведена блок-схема, иллюстрирующая примерную конфигурацию мобильной станции (например, мобильной станции (10) а) согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения.

На этом изображении мобильная станция включает в себя модуль 51 измерения разности моментов приема для общего пилотного канала, модуль 52 генерации управляющей информации для восходящего канала связи и модуль 53 передачи восходящего канала управления.

Модуль 51 измерения разности моментов приема для общего пилотного канала содержит устройство корреляции общего пилотного канала, определяет корреляцию сигналов общего пилотного канала базовых станций, в отношении которых выполняется поиск, и измеряет разности моментов приема сигналов общего пилотного канала, передаваемых базовыми станциями.

Модуль 52 генерации управляющей информации для восходящего канала связи генерирует информацию о разностях моментов приема, измеренных модулем 51 измерения разности моментов приема для общего пилотного канала, в качестве управляющей информации, подлежащей сообщению базовым станциям. Модуль 53 передачи восходящего канала управления передает сгенерированную управляющую информацию на базовые станции по восходящему каналу управления.

Далее описывается конфигурация базовой станции согласно данному варианту осуществления. На фиг.4 представлена блок-схема, иллюстрирующая примерную конфигурацию базовой станции (например, базовой станции (100) а) согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения.

Согласно изображению базовая станция включает в себя модуль 61 приема восходящего канала управления, модуль 62 вычисления моментов передачи, модуль 63 генерации сообщаемой информации и модуль 64 передачи широковещательного канала управления.

Модуль 61 приема восходящего канала управления принимает информацию о разности моментов приема, передаваемую мобильной станцией по восходящему каналу управления, и подает полученную информацию о разности моментов приема в модуль 62 вычисления моментов передачи. Модуль 62 вычисления моментов передачи вычисляет моменты передачи (разность моментов передачи) общего пилотного канала с базовой станции и смежной базовой станции. Модуль 63 генерации сообщаемой информации генерирует информацию с целью передачи информации о разности моментов передачи для общего пилотного канала, вычисленной модулем 62 вычисления моментов передачи, по широковещательному каналу управления. Модуль 64 передачи широковещательного канала управления передает сгенерированную информацию о разности моментов передачи по широковещательному каналу управления.

На фиг.5 приведена диаграмма последовательности операций управления, иллюстрирующая примерную последовательность операций управления вплоть до сообщения на мобильную станцию разности моментов передачи между мобильной станцией и базовой станцией, выполненными как указано выше. Далее приводится описание со ссылками на данную иллюстрацию.

Согласно фиг.5 базовые станции 1 и 2 передают сигналы общего пилотного канала на мобильные станции. Мобильная станция принимает сигналы общего пилотного канала, переданные различными базовыми станциями, и измеряет разности моментов приема сигналов общего пилотного канала. Затем результаты измерения сообщаются в виде информации о разности моментов приема соответствующим базовым станциям. В настоящем примере подробно рассматривается функционирование базовой станции 1. Базовая станция 1 вычисляет разность моментов передачи на основании информации о разности моментов приема, переданной с мобильной станции, и передает информацию, отражающую результат расчетов, включая широковещательный канал управления, на мобильную станцию. Мобильная станция выполняет поиск соты в пределах ограниченной области поиска на основании информации о разности моментов передачи, переданной с базовой станции 1. Далее приводится подробное описание поиска соты.

На фиг.6 приведена блок-схема примерной конфигурации модуля поиска соты, входящего в состав мобильной станции.

Согласно данной иллюстрации модуль 73 поиска соты (модуль определения моментов времени кадров) дополняется модулем 71 приема нисходящего широковещательного канала управления и модулем 72 сокращения числа пробных моментов времени кадров.

Модуль 71 приема нисходящего широковещательного канала управления принимает широковещательный канал управления, передаваемый базовой станцией. В указанный широковещательный канал управления включается информация о разности моментов передачи, а также, предпочтительно, информация о разности моментов кадров.

Модуль 72 сокращения числа пробных моментов времени кадров осуществляет ограничение области поиска соты путем использования информации о разности моментов времени кадров, сообщенной среди информации по нисходящему каналу, с тем, чтобы сократить количество пробных моментов времени кадров. Модуль 73 определения моментов времени кадров определяет границу пробными кадрами, т.е. момент начала кадра (момент времени кадра) при количестве пробных моментов времени кадров, сокращенном в модуле 72 сокращения числа пробных моментов времени кадров. Согласно данному варианту осуществления, если количество пробных моментов времени кадров уменьшено до N_ft', то объем вычислений, необходимых для определения моментов времени кадров с целью поиска соты, становится равным N_ft'/N_ft.

При этом количество пробных моментов времени кадров в схеме W-CDMA равно 38400 (с учетом выборки с избытком - кратным указанному значению), что соответствует числу тактов на один слот в пределах одного кадра размером 10 мс.

С другой стороны, в схеме OFCDM, рассматриваемой в качестве схемы радиодоступа для систем мобильной связи четвертого поколения, используются короткие кадры, например, один кадр равен примерно 0.5 мс. Однако, поскольку в этом случае используются широкополосные сигналы (с более высоким временным разрешением) около 100 МГц, число пробных моментов времени кадров становится эквивалентно этому показателю в схеме W-CDMA.

Кроме того, если коды скремблирования соседних станций сообщаются среди информации нисходящего канала, то модуль 73 определения моментов времени кадров выполняет определение корреляции не для всех кодов скремблирования, присутствующих в системе, а только для сообщенных пробных кодов скремблирования, и определяет коды скремблирования, использованные для сигналов базовых станций, с которыми будет осуществляться соединение.

В системах, использующих коды скремблирования, индивидуальные для каждой соты, таких как система CDMA, с учетом количества пробных кодов скремблирования определяется более чем несколько сотен кодов скремблирования в целях рандомизации взаимных помех между сотами и реализации многократного использования частоты одной соты, что ведет к почти свободному назначению кодов скремблирования. В схеме W-CDMA определяется 612 типов кодов скремблирования. В схеме OFCDM, которая рассматривается в качестве схемы радиодоступа для систем мобильной связи четвертого поколения, число вариантов кодов скремблирования почти равно этому показателю в схеме W-CDMA.

На фиг.7-9 приведены схемы, иллюстрирующие области поиска при поиске соты. На фиг.7 схематично представлена область поиска при обычном поиске соты. На фиг.8 и 9 схематично показаны области поиска при поиске соты согласно вариантам осуществления настоящего изобретения. На этих диаграммах по горизонтальной оси отложены пробные моменты времени кадров, по вертикальной оси отложены пробные коды скремблирования.

Согласно фиг.7 при обычном поиске соты поиск выполняется для всех моментов времени кадров и всех кодов скремблирования, рассматриваемых как пробные. Другими словами, необходимо вычислить значения корреляции некоторое число раз (число (N_ft) пробных моментов времени умножить на число (N_cd) пробных (индивидуальных для соты) кодов скремблирования), выбрать момент времени и код скремблирования с максимальной корреляцией. Как следствие, поиск соты требует выполнения огромных объемов вычислений.

С другой стороны, поиск соты согласно данным вариантам осуществления, показанным на фиг.8 и 9, позволяет значительно уменьшить объем вычислений по сравнению с обычным поиском, где поиск соты выполняется для всех моментов времени кадров и всех кодов скремблирования, рассматриваемых как пробные. На фиг.8 показана примерная область поиска соты в случае, если с базовой станции на мобильную станцию сообщается только информация о разности моментов времени кадров. На фиг.9 показана примерная область поиска соты в случае, если с базовой станции на мобильную станцию сообщается информация о разности моментов времени кадров и кодах скремблирования соседних базовых станций (т.е. о пробных кодах скремблирования). На данных изображениях обведенные участки соответствуют областям поиска соты.

Как показано на фиг.8, согласно варианту осуществления, в котором с базовой станции сообщается только информация о разности моментов времени кадров, мобильная станция определяет момент времени кадра и код скремблирования путем поиска только в области сообщенной разности моментов времени кадров. Согласно этому варианту осуществления в случае, если количество пробных моментов времени кадров может быть сокращено до менее чем 100, например, за счет использования информации о разности моментов времени кадров, появляется возможность значительного сокращения сложности вычислений, необходимых для определения моментов времени.

Согласно этому варианту осуществления можно сократить сложность вычислений, требуемых для поиска соты, по сравнению с некоторыми обычными способами. Как результат время поиска соты может быть сокращено (убыстрено), ведя к снижению объема потребления энергии в режиме ожидания (реализуется экономия батареи) и увеличению продолжительности работы в режиме ожидания.

Как показано далее на фиг.9, согласно варианту осуществления, в котором с базовой станции на мобильную станцию сообщаются информация о разности моментов времени кадров и коды скремблирования соседних базовых станций, мобильная станция определяет моменты времени кадров, в частности момент начала кода скремблирования, путем поиска только в области сообщенной разности моментов времени кадров, рассматриваемых в качестве пробных, а затем осуществляет корреляцию только сообщенных кодов скремблирования, с целью идентификации кода скремблирования, использованного на базовой станции.

Другими словами, если получена информация о пробных кодах скремблирования, необходимо осуществлять корреляцию только сообщенных пробных кодов скремблирования (например, нескольких дюжин), без корреляции со всеми 512 типами кодов скремблирования. В результате область поиска при поиске соты сужается по сравнению с вариантом осуществления, показанным на фиг.8, что позволяет существенно снизить сложность вычислений, требуемых для поиска соты.

Кроме того, сокращение числа проб при поиске позволяет значительно уменьшить вероятность ошибки ложного положительного результата и определить оптимальную соту с высокой точностью. Как следствие, можно предотвратить бесполезное повышение мощности передачи и содействовать созданию систем большой емкости.

Второй вариант осуществления

Во втором варианте осуществления базовая станция имеет функциональность более точного представления информации о разности моментов передачи, передаваемой на мобильную станцию.

Предполагается, что система беспроводной связи по второму варианту осуществления имеет ту же основную конфигурацию, что и система беспроводной связи, описанная в соответствии первым вариантом осуществления. Таким образом, мобильной станции, базовой станции и другим компонентам присваиваются соответствующие номера (с аналогичными последними цифрами), и их описание не приводится. Ниже описаны некоторые особенности этого варианта осуществления.

На фиг.10 представлена блок-схема, иллюстрирующая примерную конфигурацию базовой станции согласно второму варианту осуществления. По сравнению с первым вариантом осуществления в данном варианте осуществления базовая станция включает модуль 81 сбора информации о моментах приема. Указанный модуль 81 сбора информации о моментах приема собирает информацию о разности моментов приема, передаваемую большим количеством мобильных станций. Модуль 62 вычисления моментов передачи выполняет ряд статистических операций, таких как операция усреднения собранной информации о разности моментов приема. Другими словами, поскольку имеется возможность более точного определения разности моментов приема для различных базовых станций путем усреднения информации о разности моментов приема, сообщаемой с многих мобильных станций, то вычислить разность моментов передачи базовых станций можно более точно.

Модуль 72 сокращения числа пробных моментов времени кадров в мобильной станции использует более точное значение разности моментов передачи для того, чтобы сократить количество пробных моментов времени кадров, попадающее в точную разницу моментов передачи. Таким образом, набор пробных целевых сот, участвующих в поиске соты, сужается с высокой точностью, что предотвращает выполнение поиска по несоответствующим сотам. Как следствие, проводится более быстрый и более точный поиск соты.

Третий вариант осуществления

Во втором варианте осуществления было описано, что над информацией о разности моментов приема, поступающей с большого количества мобильных станций, выполняется ряд статистических операций с целью определения точных разностей моментов приема на базовой станции, за счет чего определяются более точные значения разности моментов передачи. Согласно нижеописанному варианту осуществления для получения более точных разностей моментов передачи для различных базовых станций используется информация о местоположении мобильных станций.

Предполагается, что система беспроводной связи по третьему варианту осуществления имеет ту же базовую конфигурацию, что и система беспроводной связи, описанная в первом варианте осуществления. Таким образом, мобильной станции, базовой станции и другим компонентам присваиваются соответствующие номера (с аналогичными последними цифрами), и их описание не приводится. Ниже описаны некоторые особенности данного варианта осуществления.

На фиг.11 приведена блок-схема примерной конфигурации мобильной станции согласно третьему варианту осуществления. По сравнению с первым вариантом осуществления мобильная станция по данному варианту осуществления отличается тем, что имеет модуль 91 определения местоположения мобильной станции. Указанный модуль 91 определения местоположения мобильной станции использует сигнал GPS (global positioning system) или сигнал общего пилотного канала с базовой станции для того, чтобы определить местоположение мобильной станции, и передает местоположение мобильной станции, т.е. местоположение определения моментов приема, в модуль 52 генерации управляющей информации для восходящего канала связи в виде информации о местоположении мобильной станции. Модуль 52 генерации управляющей информации для восходящего канала связи генерирует информацию о местоположении мобильной станции, поступающую из модуля 91 определения местоположения мобильной станции 91, и информацию о разности моментов приема, измеренную в модуле 51 измерения разности моментов приема для общего пилотного канала, в виде управляющей информации. Модуль 53 передачи восходящего канала управления передает сгенерированную управляющую информацию на базовую станцию по каналу управления.

Модуль 62 вычисления моментов передачи, входящий в состав базовой станции, использует информацию о местоположении мобильной станции, входящую в управляющую информацию, переданную с мобильной станции для того, чтобы скорректировать задержку (ΔТ₁, ΔТ₂, см. фиг.2) распространения сигнала между базовой станцией и мобильной станцией. В частности, информация о местоположении мобильной станции используется для определения расстояния между базовой станцией и мобильной станцией и коррекции задержки распространения сигнала, обусловленной этим расстоянием. При использовании такого способа коррекции получение скорректированного значения может выполняться с использованием таблицы предварительно вычисленных задержек распространения, обусловленных расстоянием. В альтернативном варианте скорректированное значение может вычисляться без использования такой таблицы.

Согласно данному варианту осуществления базовая станция может получать точные разности моментов передачи между базовой станцией и какими-либо смежными базовыми станциями путем коррекции задержки распространения сигнала между базовой станцией и мобильной станцией. Модуль 72 сокращения числа пробных моментов времени кадров в мобильной станции сокращает количество пробных моментов кадров по указанной точной информации о разности моментов передачи. В результате достигается то же преимущество, что и во втором варианте осуществления, т.е. более быстрый и более точный поиск соты.

Четвертый вариант осуществления

В третьем варианте осуществления описано использование информации о местоположении мобильной станции для получения более точной разности моментов передачи. В данном варианте осуществления описывается получение более точной разности моментов передачи с использованием уровня приема нисходящего канала.

Предполагается, что система беспроводной связи по четвертому варианту осуществления имеет ту же базовую конфигурацию, что и система беспроводной связи, описанная в первом варианте осуществления. Таким образом, мобильной станции, базовой станции и другим компонентам присваиваются соответствующие номера (с аналогичными последними цифрами), и их описание не приводится. Далее описываются некоторые особенности этого варианта осуществления со ссылками на фиг.3 и 4.

На фиг.3 согласно данному варианту осуществления, модуль 51 измерения разности моментов приема для общего пилотного канала, входящий в состав мобильной станции, измеряет уровень приема сигнала общего пилотного канала вместе с моментами приема. Эти фрагменты информации генерируются в виде управляющей информации модулем 52 генерации управляющей информации для восходящего канала связи и передаются модулем 53 передачи восходящего канала управления.

Согласно фиг.4 модуль 62 вычисления моментов передачи, входящий в состав базовой станции, принимает входящую управляющую информацию, вычисляет расстояние между базовой станцией и мобильной станцией на основании уровня приема и корректирует задержку распространения, обусловленную расстоянием. В качестве этого способа коррекции может использоваться способ коррекции, описанный в третьем варианте осуществления.

Согласно данному варианту осуществления путем коррекции задержки распространения сигнала между базовой станцией и мобильной станцией может быть получена более точная разность моментов передачи. Модуль 72 сокращения числа пробных моментов времени кадров, входящий в состав мобильной станции, сокращает количество пробных моментов времени кадров по указанной точной разности моментов передачи. В результате достигается то же преимущество, что и во втором варианте осуществления, т.е. более быстрый и более точный поиск соты.

Кроме того, согласно этому варианту осуществления уровень приема нисходящего канала измеряется простым образом и передается на базовую станцию. Таким образом, по сравнению с третьим вариантом осуществления, не требуется наличие GPS-приемника или других устройств и достигается дополнительное преимущество снижения стоимости устройства.

Как указано выше, мобильная станция согласно описанным вариантам осуществления измеряет разности моментов приема сигналов общего пилотного канала, передаваемых соседними базовыми станциями, и сообщает их базовой станции. Ниже перечислены некоторые примерные события, по которым мобильная станция выполняет измерение разности моментов приема сигнала общего пилотного канала:

(a) При переключении мобильная станция измеряет разности моментов приема сигналов общего пилотного канала различных базовых станций. В общем случае измерение разностей моментов приема сигналов общего пилотного канала является необходимым для выполнения переключения. Таким образом, в этом случае передача с базовой станции управляющего сигнала, инициирующего измерение разности моментов приема сигнала общего пилотного канала, может не производиться. Как результат, можно сберечь радиоресурсы.

(b) При установке и перезапуске базовой станции с базовой станции на мобильную станцию передается управляющий сигнал, инициирующий измерение разности моментов приема сигналов общего пилотного канала, после чего мобильная станция измеряет разность моментов приема. В этом случае управляющий сигнал необходим. С другой стороны, если ход часов базовой станции является очень точным, то можно получить точную разность моментов приема просто путем инструкции мобильной станции, сперва измерив разности моментов приема. Как следствие, в последующем мобильной станции не нужно измерять разности моментов приема. Другими словами, можно сократить рабочую загрузку мобильной станции.

Кроме того, если по каким-либо причинам, таким как отказ или необходимость обслуживания базовой станции, базовую станцию требуется перезапустить, и операция перезапуска приводит к изменению моментов передачи сигнала общего пилотного канала, передаваемого базовой станцией, то мобильная станция может измерять разность моментов приема в ответ на операцию перезапуска.

(c) Управляющий сигнал, инициирующий передачу разностей моментов приема сигналов общего пилотного канала, может периодически передаваться базовой станцией на мобильную станцию для инициирования измерения разности моментов приема. Другими словами, поскольку разности моментов приема измеряются и передаются на мобильную станцию периодически, разность моментов передачи может периодически обновляться в базовой станции. Это позволяет получать точную информацию о разности моментов передачи.

Хотя информация о разности моментов передачи в этих вариантах осуществления передается по широковещательному каналу управления, однако настоящее изобретение не ограничивается указанными вариантами осуществления. Например, если в пределах соты находится небольшое количество мобильных станций, для сообщения может использоваться выделенный канал управления, индивидуальный для пользователя. Другими словами, информация о разности моментов передачи может сообщаться при эффективном использовании радиоресурсов посредством выбора широковещательного канала управления или выделенного канала управления в зависимости от числа мобильных станций в пределах соты.

Изобретение относится к области беспроводной мобильной связи. Технический результат - уменьшение времени поиска соты и потребления энергии мобильной станцией. Для этого предложена система беспроводной связи, включающая в себя ряд базовых станций и ряд мобильных станций, причем мобильная станция содержит модуль сообщения разности моментов приема, измеряющий разность моментов приема опорных сигналов, передаваемых соседними базовыми станциями, и сообщающий разность моментов приема на одну или несколько базовых станций. Базовая станция имеет модуль вычисления разности моментов времени кадров, вычисляющий разность моментов времени кадров опорных сигналов указанной базовой станции и соседних базовых станций на основании разности моментов приема, сообщенной с мобильной станции, и модуль сообщения информации о разности моментов времени кадров, сообщающий разность моментов времени кадров на мобильную станцию, при этом мобильная станция также включает в себя модуль поиска соты, осуществляющий поиск сот в области поиска соты, ограниченной на основании разности моментов времени кадров, сообщаемой с базовой станции. 4 н. и 5 з.п. ф-лы, 12 ил.

1. Система беспроводной связи, включающая в себя ряд базовых станций и ряд мобильных станций, причем
мобильная станция содержит модуль разности моментов приема, принимающий опорные сигналы, передаваемые соседними базовыми станциями, измеряющий разность моментов приема опорных сигналов и сообщающий информацию о разности моментов приема на одну или более базовых станций;
базовая станция содержит модуль вычисления разности моментов времени кадров и модуль сообщения информации о разности моментов времени кадров, при этом модуль вычисления разности моментов времени кадров вычисляет разность моментов времени кадров опорных сигналов указанной базовой станции и соседних базовых станций на основании информации о разности моментов приема, сообщенной с мобильной станции, а модуль сообщения информации о разности моментов времени кадров сообщает разность моментов времени кадров, вычисляемую модулем вычисления разности моментов времени кадров, на мобильную станцию;
при этом мобильная станция дополнительно содержит модуль поиска соты, осуществляющий поиск соты, причем модуль поиска соты осуществляет поиск соты путем вычисления значений корреляции для пробных моментов времени кадров и пробных кодов скремблирования, при этом пробные моменты времени кадров находятся в пределах области поиска соты, ограниченной на основании разности моментов времени кадров, сообщаемой с базовой станции, и определяет пробный момент времени кадра и пробный код скремблирования с максимальным значением корреляции.

2. Система по п.1, отличающаяся тем, что базовая станция дополнительно содержит модуль сообщения кода скремблирования, сообщающий код скремблирования, принадлежащий соседней базовой станции, при сообщении разности моментов времени кадров на мобильную станцию, при этом модуль поиска соты осуществляет поиск соты путем вычисления значений корреляции для пробных моментов времени кадров и пробных кодов скремблирования, при этом пробные моменты времени кадров и пробные коды скремблирования находятся в пределах области поиска соты, дополнительно ограниченной на основании разности моментов времени кадров, сообщаемой с базовой станции, и коде скремблирования соседней базовой станции, и определяет пробный момент времени кадра и пробный код скремблирования с максимальным значением корреляции.

3. Базовая станция, предназначенная для осуществления связи с рядом мобильных станций, включающая в себя
модуль вычисления разности моментов времени кадров, принимающий разность моментов приема опорных сигналов соседних базовых станций с мобильной станции и вычисляющий разность моментов времени кадров опорных сигналов базовой станции и соседних базовых станций на основании принятой разности моментов приема; и
модуль сообщения информации о разности моментов времени кадров, сообщающий разность моментов времени кадров, вычисляемую модулем вычисления разности моментов времени кадров, на мобильные станции.

4. Базовая станция по п.3, отличающаяся тем, что дополнительно включает в себя модуль сбора информации о моментах приема, получающий с мобильной станции разности моментов приема опорных сигналов соседних базовых станций, при этом модуль вычисления разности моментов времени кадров включает в себя модуль статистических операций, выполняющий статистические операции над разностями моментов приема, полученными модулем сбора информации о моментах приема.

5. Базовая станция по п.4, отличающаяся тем, что статистические операции включают в себя операцию усреднения разностей моментов приема.

6. Базовая станция по п.1, отличающаяся тем, что дополнительно включает в себя модуль измерения разности моментов приема, передающий управляющий сигнал для инициирования измерения мобильной станцией разностей моментов приема опорных сигналов соседних базовых станций.

7. Мобильная станция, соединенная с базовой станцией посредством беспроводной связи, включающая в себя
модуль сообщения информации о разности моментов приема, принимающий опорные сигналы, передаваемые соседними базовыми станциями, измеряющий разность моментов приема опорных сигналов и сообщающий разность моментов приема на одну или более базовых станций; и
модуль поиска соты, осуществляющий поиск соты, причем модуль поиска соты осуществляет поиск соты путем вычисления значений корреляции для пробных моментов времени кадров и пробных кодов скремблирования, при этом пробные моменты времени кадров находятся в пределах области поиска соты, ограниченной на основании разности моментов времени кадров, сообщаемой с базовой станции, и определяет пробный момент времени кадра и пробный код скремблирования с максимальным значением корреляции.

8. Мобильная станция по п.7, отличающаяся тем, что модуль поиска соты осуществляет поиск соты путем вычисления значений корреляции для пробных моментов времени кадров и пробных кодов скремблирования, при этом пробные моменты времени кадров и пробные коды скремблирования находятся в пределах области поиска соты, дополнительно ограниченной на основании разности моментов времени кадров, сообщаемой с базовой станции, и коде скремблирования соседней базовой станции, и определяет пробный момент времени кадра и пробный код скремблирования с максимальным значением корреляции.

9. Способ беспроводной связи, предназначенный для использования в системе беспроводной связи, включающей в себя ряд базовых станций и ряд мобильных станций, содержащий следующие шаги:
выполнение, посредством мобильной станции, приема опорных сигналов соседних базовых станций, измерения разности моментов приема опорных сигналов и сообщения разности моментов приема на одну или более базовых станций;
выполнение, посредством базовой станции, вычисления разности моментов времени кадров опорных сигналов базовой станции и соседних базовых станций на основании разности моментов приема, сообщаемой с мобильной станции, и сообщения вычисленной разности моментов времени кадров на мобильную станцию;
выполнение, посредством мобильной станции, поиска соты, причем модуль поиска соты осуществляет поиск соты путем вычисления значений корреляции для пробных моментов времени кадров и пробных кодов скремблирования, при этом пробные моменты времени кадров находятся в пределах области поиска соты, ограниченной на основании разности моментов времени кадров, сообщаемой с базовой станции, и определяет пробный момент времени кадра и пробный код скремблирования с максимальным значением корреляции.