СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ И ПОДДЕРЖАНИЯ УПРАВЛЕНИЯ ТРАФИКОМ ИЗ БАЗОВОЙ РАДИОСТАНЦИИ В СИСТЕМЕ СОТОВОЙ ТЕЛЕФОННОЙ СВЯЗИ Российский патент 2011 года по МПК H04K3/00 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к способу и устройству предоставления возможности получения и поддержания посредством временной базовой радиостанции управления трафиком в и из целевой базовой радиостанции в системе беспроводной сотовой связи. В рассматриваемой системе предусмотрено несколько базовых радиостанций для управления и маршрутизации трафика в и из пользовательских терминалов в системе, и каждая базовая радиостанция маршрутизирует и управляет трафиком в и из конкретной соты внутри системы.

Уровень техники

Можно представить множество ситуаций, в которых желательно правительственным органам, таким как правоприменяющие органы, не допускать использование сотовых телефонов в пределах определенной географической области. Например, в случае ситуации общественных беспорядков, таких как бунты, может быть желательно для полиции или других аналогичных правительственных органов не допускать функционирование сотовых телефонов в пределах определенной зоны города.

Другие случаи, где также может быть желательным не допускать функционирование сотовых сетей в заданной географической области, могут быть, к примеру, перед налетом полиции на здание. Другим примером проблемной области, которая может быть разрешена посредством запрета сотовой телефонной связи в выбранной области, являются сотовые телефоны, которые тайно пронесены в тюрьмы, что начинает становиться большой проблемой.

Традиционно запрет сотовой телефонной связи в пределах области осуществлялся таким же образом, что и традиционное радиоэлектронное подавление. Это означает, что использовались традиционные решения, которые главным образом направлены на передачу сигнала преднамеренных помех, обычно шума, на соответствующих частотах с тем, чтобы "топить" информацию в шуме и тем самым создавать соотношение "сигнал-шум", которое предотвращает обнаружение пользовательскими терминалами в целевой области сигнала с "полезными данными".

Проблема описанной выше методики, т.е. так называемых "лобовых" помех, состоит в том, что это способ, который потребляет значительную энергию, тем самым делая оборудование тяжелым и не слишком портативным. Помимо этого, поскольку сигналы шума передаются с относительной высокой выходной мощностью на хорошо известных частотах, опытным пользователям может быть достаточно просто распознать, что в работу системы произошло вмешательство извне.

Документ FR 2858742 описывает процедуру и устройство для вмешательства в работу систем сотовой связи, которое разрешает некоторые из проблем, описанных выше. Тем не менее оказывается, что устройству требуется значительная мощность процессора, поскольку оно базируется на достаточно сложном алгоритме и пытается идентифицировать определенные сигналы на более или менее постоянной основе.

Сущность изобретения

Следовательно, есть потребность в способе и устройстве, посредством которых может быть получено управление сотовым трафиком в определенной области без создания потребности в существенной производительности процессора и мощности передающего устройства. Помимо этого управление трафиком должно не только получаться, но также поддерживаться. Трафиком, который требуется для того, чтобы получать и поддерживать его управление, является трафик между пользовательскими терминалами в определенной области и базовой радиостанцией (RBS) или станциями, посредством которых этот трафик управляется и маршрутизируется.

Эта потребность удовлетворяется посредством настоящего изобретения в том, что оно предоставляет способ обеспечения возможности получения и поддержания посредством временной базовой радиостанции управления трафиком в и из целевой базовой радиостанции в системе беспроводной сотовой связи, при этом система содержит определенное число базовых радиостанций для маршрутизации трафика в и из пользовательских терминалов в системе.

Каждая базовая радиостанция в этой системе управляет трафиком в и из определенной соты внутри системы, и, по меньшей мере, несколько базовых радиостанций в системе передают идентификационный сигнал и список вариантов частот для использования посредством пользовательских терминалов при переключении на другую базовую станцию.

Фраза "переключение на другую базовую станцию" означает тот факт, что пользовательские терминалы в сотовой системе должны иметь свой трафик управляемым и маршрутизируемым посредством базовой радиостанции, которая удовлетворяет определенным критериям, среди которых интенсивность (мощность) сигнала. Когда интенсивность сигнала от текущей базовой радиостанции падает ниже определенного предварительно заданного уровня в течение определенного предварительно заданного интервала времени, выполняется передача обслуживания трафика другой базовой радиостанции, из которой более чистый сигнал принимается посредством пользовательского терминала.

Согласно изобретению управление трафиком в и из целевой базовой радиостанции получается за счет позиционирования временной базовой радиостанции в соте целевой базовой станции или в смежной с сотой целевой базовой станции и программирования временной базовой радиостанции так, чтобы передавать на одной из частот в списке вариантов, переданных в широковещательном режиме посредством целевой базовой радиостанции.

Предпочтительно, но не обязательно, частотой, на которой временная RBS запрограммирована передавать, является частота, используемая посредством RBS, которая не является непосредственно смежной с сотой целевой RBS.

Таким образом, временная базовая радиостанция выполнена с возможностью передавать на частоте, которая отслеживается посредством пользовательских терминалов рассматриваемой области, и на уровне мощности, который обеспечивает передачу обслуживания пользовательского терминала(ов) во временную базовую радиостанцию из целевой базовой радиостанции. Помимо этого временная базовая радиостанция выполнена с возможностью передавать в качестве своего идентификационного сигнала сигнал, который является таким же, что и идентификационный сигнал базовой радиостанции, на частоте которой передает временная базовая радиостанция. Следовательно, управление трафиком целевой базовой станции получают посредством временной базовой радиостанции.

Чтобы обеспечить возможность временной базовой радиостанции не только получать, но также поддерживать управление трафиком целевой базовой радиостанции, временная базовая радиостанция запрограммирована передавать список вариантов частот, но при этом список таков, что пользовательские терминалы не могут находить сигналы с достаточной эффективностью в любом из вариантов частот рядом с областью перехвата управления. Соответственно, управление трафиком, которое передано временной базовой радиостанции, также должно поддерживаться ею.

В предпочтительном варианте осуществления изобретения список вариантов частот сделан пустым, что означает то, что варианты частот не могут быть найдены посредством базовых радиостанций, управление которыми получено, поскольку пользовательские терминалы фактически не ищут варианты частот.

Способ изобретения может быть применен к определенному числу систем сотовой телефонной связи, среди которых могут быть упомянутые TDMA-системы, например GSM-система, или CDMA-системам.

Если изобретение применяется к GSM-системе, идентификационный сигнал, который должен быть использован, - это так называемый CGI-сигнал или BSIC-сигнал (BSIC - идентификационный код базовой станции), а списком вариантов частот является так называемый BA-список (BA - выделение BCCH, где BCCH означает широковещательный канал управления).

Так же, в отличие от предшествующего уровня техники, усовершенствованные алгоритмы или больший объем мощности процессора не требуются для того, чтобы добиваться целей изобретения. Помимо этого временная базовая станция согласно изобретению позволяет достигать требуемых целей гораздо более эффективным по энергии способом, что дает возможность конструировать меньшее и более компактное устройство, чем ранее, которое предположительно может питаться от аккумуляторов. Также, в отличие от традиционных источников преднамеренных помех, которые использовали "лобовой" подход, устройство согласно изобретению не вызывает такого значительного мешающего шума в системе.

Краткое описание чертежей

Далее изобретение описано подробнее со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых

Фиг.1 иллюстрирует часть сотовой системы, в которой может быть применено изобретение.

Фиг.2 иллюстрирует блок-схему последовательности операций, показывающую основные этапы способа согласно изобретению.

Фиг.3 и 4 иллюстрируют альтернативные этапы для блок-схемы последовательности операций способа на фиг.2.

Фиг.5 иллюстрирует систему, в которой применяется.

Подробное описание изобретения

Далее изобретение описывается подробнее, и применение осуществляется согласно некоторым примерам сотовой системы, чтобы проиллюстрировать изобретаемую концепцию. Примеры преимущественно показывают изобретение применяемым к общей GSM-системе, другими словами, к системе, которая основана на принципе TDMA, множественного доступа с временным разделением каналов. Тем не менее следует отметить, как должны осознавать специалисты в данной области техники, изобретение может в равной степени хорошо быть применено к сотовым системам, которые базируются на других принципах, таких как, например, CDMA, множественный доступ с кодовым разделением каналов.

Прежде чем описывать изобретаемую концепцию, следует выполнить краткое описание некоторых функций в системе сотовой телефонной связи.

Фиг.1 иллюстрирует общую схему беспроводной сотовой системы 100 или, по меньшей мере, части такой системы. Как указано на фиг.1, система содержит множество отдельных и соседних географических областей, так называемых "сот", примерно показанных посредством соты, обозначаемой как 110. В пределах каждой соты обычно имеется одна базовая радиостанция (RBS) 120, которая управляет всем трафиком в и из пользовательских терминалов 130 в соте, и посредством которой весь трафик от пользовательских терминалов 130 в соте 120 маршрутизируется. Пользовательские терминалы в системе постоянно отслеживают качество принимаемого сигнала из RBS, которая маршрутизирует и управляет их трафиком, чтобы определять, когда их трафик вместо этого должен управляться и маршрутизироваться через другую RBS, иными словами, должна ли быть выполнена так называемая "передача обслуживания" другой RBS.

Качество сигнала, а также определенные другие предварительно заданные параметры используются при определении того, должна ли быть выполнена передача обслуживания. Решение о выполнении передачи обслуживания может приниматься либо посредством пользовательского терминала 130, либо посредством так называемого контроллера базовой станции (BSC) на уровне системы. Обычно решение принимается посредством функции управления или средства управления в пользовательском терминале, если пользовательский терминал не участвует в активном сеансе, т.е. когда терминал находится в так называемом "режиме бездействия", и посредством BSC, если пользовательский терминал находится в так называемом "активном режиме", т.е. имеется выполняющийся сигнал передачи речи или данных. Во втором случае, т.е. в течение активного режима, пользовательский терминал сообщает важные данные в BSC, который затем определяет, должна или и когда должна выполняться передача обслуживания.

Каждая сота в системе 100 имеет глобально уникальный идентификатор в пределах системы, в некоторых системах, таких как GSM, упоминаемый как CGI глобальный идентификатор для соты, который обычно состоит из 15-18 байтов. Поскольку CGI содержит такое достаточно большое число битов, более короткий идентификатор зачастую используется посредством базовой радиостанции в соте, причем короткий идентификатор упоминается как BSIC, идентификационный код базовой станции.

BSIC или CGI передаются в широковещательном режиме с регулярными интервалами посредством базовой радиостанции 120 в соте 110, так что сота и ее базовая радиостанция могут быть идентифицированы посредством пользовательских терминалов 130. BSIC и/или CGI передаются в широковещательном режиме посредством базовых радиостанций по специальному каналу, обычно по специальному логическому каналу. Также в эту широковещательную передачу обычно включается так называемый BA-список, который является списком частот, используемых посредством базовых радиостанций рядом с передающей в широковещательном режиме базовой радиостанцией.

Со ссылкой на фиг.1 и соту 110 BA-список тем самым используется посредством пользовательских терминалов 130 в соте 110, чтобы знать то, какие другие частоты должны отслеживаться на предмет качества сигнала и, возможно, использоваться при передаче обслуживания.

В случае "пассивного режима" передача обслуживания приблизительно выполняется следующим образом: пользовательский терминал 130 в соте 110 прослушивает широковещательное сообщение из базовой радиостанции в соте 110 и должен отслеживать частоты в BA-списке, чтобы проверять, предоставляют ли они лучшее качество сигнала, чем базовая радиостанция в соте 110. Если ответ положительный, и определенные критерии удовлетворяются, такие как, к примеру, продолжительность качества сигнала, пользовательский терминал 130 переключает свой трафик на базовую радиостанцию с лучшим качеством и затем начинает отслеживать BA-список этой базовой радиостанции.

Со ссылкой на фиг.1, а также на блок-схему последовательности операций на фиг.2, показывается пример способа согласно изобретению. Представим себе область, в которой желательно, чтобы сотовая телефонная связь не могла осуществляться, например известное укрытие преступников, на которое полиция приняла решение совершить внезапный налет. Очень ценным для полиции будет то, если сотовые вызовы не смогут осуществляться в или из мест рядом со зданием перед и в ходе налета. Управление всей сотовой телефонной связью в рассматриваемой области осуществляется посредством обычной RBS в системе, причем эта RBS тем самым является "целевой" для перехвата управления трафиком.

Вкратце, а подробнее далее в этом тексте, способ согласно изобретению использует дополнительную RBS, с этого момента упоминаемую как RBS, чтобы получить управление трафиком целевой RBS.

Чтобы оптимально использовать изобретение, необходимо определить то, какие частоты находятся в списке вариантов, т.е. в BA-списке GSM-системы целевой базовой радиостанции. Эта информация может быть получена множеством способов, например от оператора или операторов сотовых систем в этой области или посредством измерений, выполняемых в области, в которой желательно получить и поддерживать управление трафиком.

Помимо этого необходимо получить идентификационный код станции, на частоте которой временная базовая радиостанция должна передавать. Эта информация также может быть получена посредством измерений в полевых условиях или от оператора системы.

Также применимо выяснить, какой уровень сигнал у пользовательских терминалов в рассматриваемой области, поскольку для временной RBS желательно передавать на уровне выходной мощности, который заставит пользовательские терминалы стремиться переключить свой трафик на временную RBS, но в качестве альтернативы это может быть выполнено посредством простой передачи с выходным уровнем, с которым, как известно априори, целевая RBS не сможет сравниться.

Когда информация, которая описана выше, получена, она используется во временной RBS следующим образом:

- Временная RBS позиционируется в соте целевой RBS или в смежной с упомянутой сотой, см. этап 210 на фиг.2.

- Временная RBS выполнена с возможностью передавать на одной или более частот в списке вариантов целевой RBS, причем упомянутая частота используется посредством RBS, которая надлежащим образом является не непосредственно смежной с сотой целевой RBS, см. этап 220 на фиг.2.

- Передачи на упомянутой управляющей частоте выполняются с таким уровнем мощности, чтобы пользовательские терминалы в пределах определенной области принимали сигнал из временной RBS как сигнал лучшего качества, чем целевая RBS, и, соответственно, стремились переключить свой трафик на временную RBS, см. этап 230 на фиг.2.

- Временная RBS выполняет передачу по своему каналу управления идентификационных данных, которые являются такими же, как для RBS, управляющая частота которой используется, см. этап 240 на фиг.2.

Таким образом, посредством этапов, изложенных выше, пользовательские терминалы в определенной области должны воспринимать сигнал, который мощнее сигнала целевой RBS, и поскольку принимаемый сигнал - это один из сигналов в списке вариантов целевой RBS, они должны воспринимать его как обычный "конкурирующий" сигнал и переключать свой трафик на временную RBS. Когда и если BSC оповещается об интенсивности измеренного сигнала посредством пользовательских терминалов, он инструктирует их переключить свой трафик на временную RBS по той же причине, т.е. что временная RBS воспринимается как обычный вариант на "передачу обслуживания".

Эти этапы применяются либо к GSM-системе, т.е. к TDMA-системе, либо к CDMA-системе. В качестве примера, если применяется к GSM-системе, идентификационный сигнал, который передается, может быть так называемым CGI- (глобальный идентификатор для соты) или BSIC-сигналом. Это проиллюстрировано на фиг.3.

Таким образом, получен контроль части или всего трафика целевой RBS, в зависимости от выходного уровня, который используется для передач посредством временной RBS. Следующий вопрос состоит в том, чтобы гарантировать, что управление также поддерживается посредством временной RBS, что может быть сделано следующим образом: пользовательские терминалы, трафик которых передан во временную RBS, как пояснено выше, прослушивают частоты, содержащиеся в списке вариантов своей текущей RBS, т.е. в данном случае временной RBS.

Чтобы поддерживать управление этими пользовательскими терминалами, временная RBS, согласно изобретению, запрограммирована так, чтобы передавать список вариантов частот, причем список является таким, чтобы пользовательские терминалы, трафик которых передан во временную RBS, не могли находить сигналы по любому из вариантов частот рядом с сотой целевой RBS, по меньшей мере, не с такой интенсивностью сигнала, что они кажутся "привлекательными" вариантами для передачи обслуживания. Таким образом, отсутствуют "конкурирующие частоты", чтобы прослушивать или, по меньшей мере, на которые можно переключиться.

Один способ достижения этого списка вариантов состоит в том, чтобы сделать список вариантов пустым, или, в качестве альтернативы, список вариантов может содержать частоты RBS, о которых известно, что они настолько далекие, что не могут конкурировать с временной RBS. Эти две альтернативы показаны на фиг.4.

Данный этап изобретения также может быть применен в равной степени оптимально к TDMA-системам или CDMA-системам. Если применяется к GSM-системе, списком вариантов обычно является так называемый BA-список.

Таким образом, посредством изобретения управление трафиком в и из целевой RBS получено посредством временной RBS и будет поддерживаться ей, что является целью изобретения.

Возвращаясь теперь к позиционированию временной RBS и ее программированию относительно частоты, на которой она должна передавать для того, чтобы получить управление трафиком из целевой RBS, а также к ее списку вариантов, ссылка делается на фиг.5.

На фиг.5, система беспроводной сотовой связи на фиг.1 показана снова, с целевой RBS, обозначенной как 120, и сотой, которой она управляет, обозначенной как 110. Временная RBS согласно изобретению предоставлена ссылкой с номером 140.

Как упоминалось выше, частота, на которой временная RBS 140 выполнена с возможностью передавать, выбирается из списка вариантов целевой RBS 120. Тем не менее частота не должна выбираться из одной из частот, используемых посредством соседних сот или базовых станций, например, базовой станции соты, обозначенной как 157-159 на фиг.5, поскольку эти базовые станции могут предоставлять пользовательским терминалам целевой RBS 120 сильный сигнал.

Наоборот, временная RBS 140 должна быть запрограммирована так, чтобы передавать на частоте, которая находится в списке вариантов целевой RBS 120, но которая принадлежит RBS, которая является максимально возможно удаленной от целевой RBS 120, при этом находясь в списке вариантов целевой RBS 120. Слово "удаленная" в этом контексте может рассматриваться так, чтобы означать либо географически, либо как индикатор интенсивности сигнала из этой RBS в соте 110. Один пример таких надлежащих базовых станций - это показанная посредством 151 на фиг.5. Тем не менее, если требуется, к примеру, посредством планирования и многократного использования частот, временная базовая станция возможно должна "позаимствовать" частоту и идентификатор у соседней RBS 157-159.

Изобретение не ограничено примерами вариантов осуществления, показанных на чертежах и описанных выше, и может свободно варьироваться в рамках объема прилагаемой формулы изобретения.

Изобретение относится к технике связи. Технический результат заключается в обеспечении возможности не допускать функционирование сотовых телефонов в пределах определенной географической области. Технический результат достигается за счет того, что временная базовая радиостанция (RBS, 140) позиционируется в или рядом с целевой RBS (120) и передает на частоте в списке вариантов целевой RBS (120). Передачи выполняются с таким уровнем мощности, что трафик целевой RBS (120) передается во временную RBS (140). Временная RBS передает идентификационный сигнал RBS, на частоте которой передает временная RBS, и передает список вариантов частот так, чтобы пользовательские терминалы, трафик которых передан во временную RBS, не могли находить сигналы с достаточной интенсивностью по любому из вариантов частот. 2 н. и 15 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Способ обеспечения возможности получения и поддержания посредством временной базовой радиостанции (RBS) управления трафиком в и из целевой RBS в системе беспроводной сотовой связи, при этом упомянутая система содержит множество RBS для маршрутизации трафика в и из пользовательских терминалов в системе, причем каждая RBS управляет трафиком в и из определенной соты внутри системы, при этом каждая из, по меньшей мере, нескольких из упомянутого множества RBS в системе передает идентификационный сигнал и список вариантов частот для использования посредством пользовательских терминалов при переключении RBS, причем способ содержит этапы, на которых:
позиционируют упомянутую временную RBS в соте целевой RBS или в смежной с сотой целевой RBS,
программируют временную RBS так, чтобы передавать на одной из частот в списке вариантов, передаваемых в широковещательном режиме посредством целевой RBS,
выполняют передачи временной RBS с таким уровнем мощности, что трафик в и из пользовательских терминалов в соте целевой RBS передают во временную RBS,
программируют временную RBS так, чтобы передавать идентификационный сигнал, который является таким же, что и идентификационный сигнал RBS, на частоте которой передает временная RBS,
программируют упомянутую временную RBS так, чтобы передавать список вариантов частот, причем список является таким, чтобы пользовательские терминалы, трафик которых передан во временную RBS, не могли находить сигналы с достаточной интенсивностью по любому из вариантов частот рядом с сотой целевой RBS.

2. Способ по п.1, в котором частотой, на которой временная RBS запрограммирована передавать, является частота, используемая посредством RBS, которая не является непосредственно смежной с сотой целевой RBS.

3. Способ по п.1, в котором список вариантов частот пустой, вследствие чего варианты частот не могут быть найдены.

4. Способ по п.1, используемый в системе множественного доступа с кодовым разделением каналов (CDMA).

5. Способ по п.1, используемый в системе множественного доступа с временным разделением каналов (TDMA).

6. Способ по п.5, используемый в системе глобальной системы для мобильной связи (GSM).

7. Способ по п.6, в котором идентификационным сигналом является сигнал глобального идентификатора для соты (CGI).

8. Способ по п.6, в котором идентификационным сигналом является сигнал идентификационного кода базовой станции (BSIC).

9. Способ по п.6, в котором списком вариантов частот является список выделения широковещательных каналов управления (ВА-список).

10. Временная базовая радиостанция (RBS), выполненная с возможностью получения и поддержания управления трафиком в и из целевой базовой радиостанции в системе беспроводной сотовой связи, при этом упомянутая система содержит множество RBS для маршрутизации трафика в и из пользовательских терминалов в системе, причем каждая RBS управляет трафиком в и из определенной соты внутри системы, при этом каждая из, по меньшей мере, одной или нескольких из упомянутого множества RBS в системе передают идентификационный сигнал и список вариантов частот для использования посредством пользовательских терминалов при переключении RBS, причем временная RBS содержит средство для передачи на одной из частот в списке вариантов, передаваемых в широковещательном режиме посредством целевой RBS, передающее средство, выполненное с возможностью передачи с таким уровнем мощности, что трафик в и от пользователей в соте целевой RBS будет передаваться во временную RBS,
средство, выполненное с возможностью предписания ей передавать идентификационный сигнал, который является таким же, что и идентификационный сигнал RBS, на частоте которой передает временная RBS,
средство, выполненное с возможностью предписания ей передавать список вариантов частот, причем список является таким, чтобы пользовательские терминалы, трафик которых передан во временную RBS, не могли находить сигналы с достаточной интенсивностью по любому из вариантов частот рядом с сотой целевой RBS.

11. Временная базовая радиостанция (RBS) по п.10, в которой список вариантов частот может быть сделан пустым, вследствие чего варианты частот не могут быть найдены.

12. Временная базовая радиостанция (RBS) по п.10, являющаяся RBS для использования в системе множественного доступа с кодовым разделением каналов (CDMA).

13. Временная базовая радиостанция (RBS) по п.10, являющаяся RBS для использования в системе множественного доступа с временным разделением каналов (TDMA).

14. Временная базовая радиостанция (RBS) по п.13, являющаяся RBS для использования в системе глобальной системы для мобильной связи (GSM).

15. Временная базовая радиостанция (RBS) по п.14, в которой идентификационным сигналом является сигнал глобального идентификатора для соты (CGI).

16. Временная базовая радиостанция (RBS) по п.14, в которой идентификационным сигналом является сигнал идентификационного кода базовой станции (BSIC).

17. Временная базовая радиостанция (RBS) по 14, в которой списком вариантов частот является список выделения широковещательных каналов управления (ВА-список).