ИНТЕГРИРОВАННЫЕ УПРАВЛЕНИЕ МОЩНОСТЬЮ И АДАПТАЦИЯ ЛИНИИ СВЯЗИ Российский патент 2015 года по МПК H04L1/00 H04W52/14 H04W52/30 

Перекрестная ссылка на родственные заявки

Данная заявка испрашивает приоритет по предварительной заявке на патент США №61/174039, поданной 30 апреля 2009 г. и озаглавленной “Интегрированные управление мощностью VAMOS и адаптация линии связи AMR”, содержание которой включено в настоящее описание по ссылке.

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к системам радиосвязи. Более конкретно, но не в качестве ограничения, настоящее изобретение направлено на устройство и способ для улучшения качества речи в системе радиосвязи.

Уровень техники

Сеть глобальной системы мобильной связи (GSM) быстро расширяется вследствие увеличенной потребности в мобильной голосовой услуге на развивающихся рынках с плотно заселенными городами и ограниченным радио спектром. Чтобы удовлетворить ее, существующий спектр для голосовых каналов с коммутацией каналов должен переносить дополнительный голосовой трафик. Большой интерес для операторов представляет перенос этого увеличенного голосового трафика, в то же время, поддерживая приемлемое качество речи.

Чтобы увеличить голосовую емкость, в настоящее время стандартизуют новую функциональную возможность GSM, названную голосовые услуги через адаптивный многопользовательский канал в одном интервале (VAMOS), в сети радиодоступа EDGE GSM (GERAN), чтобы мультиплексировать два мобильных терминала в речевом режиме в один и тот же канал трафика (ТСН) с использованием одного и того же интервала времени и несущей частоты. Традиционно речевые сигналы разных пользователей передают в разные интервалы времени. Биты полезной нагрузки речи канально кодируют, отображают в пачки, модулируют с помощью GMSK, поворачивают на $$\pi /2$$ , фильтруют с импульсом передачи (ТХ) и передают. Однако VAMOS объединяет два отображенных в пачки закодированных потока речевых данных с помощью использования адаптивной квадратурной совокупности. Чтобы сгенерировать один такой символ, один бит из первого потока отображают в наибольший значащий бит (MSB), а один бит из второго потока отображают в наименьший значащий бит (LSB). Эти так называемые “дибиты” отображают в символ совокупности. Эту процедуру повторяют до тех пор, пока не будут использованы все биты двух потоков. Результирующие символы последовательно поворачивают на $$\pi /2$$ , фильтруют с импульсом ТХ и затем передают.

Каждая из двух мобильных станций совместного ТСН извлекает свой собственный сигнал с использованием своей обучающей последовательности. Обучающие последовательности двух мобильных станций должны проявлять низкую перекрестную корреляцию и хорошую автокорреляцию и предпочтительно являются ортогональными. Поскольку сигнал одного пользователя взаимодействует с сигналом другого пользователя, функциональная возможность подавления помех мобильных приемников является очень желательной. Выгодно, чтобы, по меньшей мере, один из двух пользователей имел возможность подавления помех одной антенны (SAIC). С SAIC мобильная станция требует низкого отношения несущей к помехе (C/I) для правильного декодирования принятых сигналов. Это дает возможность базовой станции выделять дополнительную мощность для другой мобильной станции, которая может требовать больше мощности, для того чтобы оставаться в канале.

Мощностью передачи подканала, выделенной двум пользователям совместного ТСН, необходимо точно управлять, особенно в нисходящей линии связи. Однако мобильные станции не могут посылать актуальную информацию о качестве нисходящей линии связи в базовую станцию, поскольку в системе GSM не имеется быстрого канала управления. Предложено было использовать RXQUAL, чтобы управлять коэффициентом дисбаланса мощности подканала (SCPIP). RXQUAL является уровнем качества сигнала, который определяют из средней частоты появления ошибочных битов (BER), вычисленной каждые 480 мс. Мобильные станции посылают RXQUAL в базовую станцию каждые 480 мс как часть их сообщений измерения.

Сущность изобретения

Проблемой относительно эффективной работы VAMOS является быстро и точно управлять мощностью передачи подканала, выделенной двум пользователям совместного ТСН, особенно в нисходящей линии связи, вследствие быстрого изменения условий канала двух пользователей совместного ТСН и вследствие недостатка актуальной информации о качестве нисходящей линии связи двух пользователей. Существующие методологии для управления мощностью передачи подканала пытаются отдельно управлять мощностью передачи подканала и адаптацией режима кодека. Однако никакие из этих методологий не являются достаточно быстрыми, чтобы адаптироваться к разным и быстро изменяющимся условиям радиосвязи двух пользователей совместного ТСН. Частота, с которой мобильные станции посылают сообщения измерения RXQUAL в базовую станцию (каждые 480 мс) является слишком медленной для точного управления мощностью, специфичной для подканала, вследствие недостатка точной и актуальной информации о качестве нисходящей линии связи в базовой станции. Кроме того, базовая станция не может определять текущее качество речи на основании RXQUAL, поскольку один и тот же уровень RXQUAL не может соответствовать весьма различным скоростям стирания кадра (FER), что, в конце концов, определяет качество речи. Все другие измерения качества нисходящей линии связи, такие как вероятность появления ошибочных битов (ВЕР), имеют такие же проблемы, как RXQUAL.

Вариант осуществления настоящего изобретения достигает точного и своевременного управления мощностью передачи подканала посредством интеграции управления мощностью подканала и адаптации многоскоростной адаптивной (AMR) линии связи для пользователей совместного ТСН. Изобретение совместно управляет режимами кодека и уровнями мощности принятого сигнала двух пользователей совместного ТСН, чтобы максимизировать качество речи двух пользователей в пределах заданной полной мощности передачи.

Настоящее изобретение, как описано в примерных вариантах осуществления ниже, предоставляет управление мощностью подканала VAMOS с увеличенной точностью с помощью использования запросов режима кодека AMR, которые посылаются значительно чаще с помощью мобильных станций через канал внутриполосной сигнализации AMR эффективной полосы частот. Базовая станция может более часто применять запрошенные режимы кодека, оценивать качество речи в мобильных станциях совместного ТСН и регулировать выделение мощности между мобильными станциями. Это предоставляет увеличенную голосовую емкость, улучшенное качество голоса и более эффективное использование выделенной мощности передачи. С помощью использования внутриполосной сигнализации AMR для управления мощностью подканала VAMOS без введения новых каналов сигнализации изобретение уменьшает затраты на реализацию и сокращает время развертывания для VAMOS. Не требуется никаких изменений в существующих мобильных станциях, чтобы поддерживать совместное управление мощностью и AMR настоящего изобретения.

Таким образом, в одном варианте осуществления настоящее изобретение направлено на способ в базовой станции для совместного управления мощностью передачи подканала и назначенными режимами кодека для первой мобильной станции и второй мобильной станции, совместно использующих одну и ту же частоту и интервал времени в системе радиосвязи. Способ включает в себя этапы приема запроса режима кодека из первой мобильной станции и запроса режима кодека из второй мобильной станции, причем каждый запрос запрашивает режим кодека для кодирования канала будущих передач нисходящей линии связи, связывания запрошенных режимов кодека с оцененными уровнями качества речи, испытываемыми первой и второй мобильными станциями, и выделения мощности передачи подканала и назначения режимов кодека для первой и второй мобильных станций на основании оцененных уровней качества речи, связанных с запрошенными режимами кодека.

В другом варианте осуществления способ включает в себя этапы выделения первоначальных частей мощности передачи подканала для первой и второй мобильных станций и назначение первоначальных режимов кодека для первой и второй мобильных станций, передачи кадров речи в первую и вторую мобильные станции, приема измеренных указаний качества речи из первой мобильной станции и второй мобильной станции и определения с помощью базовой станции новых режимов кодека и нового выделения мощности передачи подканала для первой и второй мобильных станций на основании измеренных указаний качества речи. Способ также включает в себя последующий прием запросов режима кодека из первой и второй мобильных станций и при приеме запросов режима кодека определение обновленных оценок качества речи для первой и второй мобильных станций на основании запрошенного режима кодека каждой мобильной станции. Затем базовая станция определяет, являются ли приемлемыми и сбалансированными обновленные оценки качества речи в первой и второй мобильных станциях. При определении того, что обновленные оценки качества речи являются приемлемыми и сбалансированными, базовая станция применяет запрошенные режимы кодека к следующему речевому кадру, в то же время, поддерживая первоначальное выделение мощности передачи. При определении того, что обновленные оценки качества речи являются неприемлемыми в одной из мобильных станций или являются несбалансированными, базовая станция применяет запрошенные режимы кодека к следующей передаче и сдвигает выделение мощности передачи от мобильной станции с лучшим качеством речи к мобильной станции с худшим качеством речи.

В другом варианте осуществления настоящее изобретение направлено на устройство в базовой станции для совместного управления мощностью передачи подканала и назначенными режимами кодека для первой мобильной станции и второй мобильной станции, совместно использующих одну и ту же частоту и интервал времени в системе радиосвязи. Устройство включает в себя приемник для приема запроса режима кодека из первой мобильной станции и запроса режима кодека из второй мобильной станции, причем каждый запрос запрашивает режим кодека для кодирования канала будущих передач нисходящей линии связи, средство для связывания запрошенных режимов кодека с оцененными уровнями качества речи, испытываемыми первой и второй мобильными станциями, и средство для выделения мощности передачи подканала и назначения режимов кодека для первой и второй мобильных станций на основании оцененных уровней качества речи, связанных с запрошенными режимами кодека.

Краткое описание чертежей

В следующем разделе изобретение будет описано со ссылкой на примерные варианты осуществления, проиллюстрированные на фигурах, на которых

фиг.1 - упрощенная блок-схема системы голосовых услуг через адаптивный многопользовательский канал в одном интервале (VAMOS);

фиг.2 - упрощенная блок-схема примерного варианта осуществления базовой станции, модифицированной в соответствии с идеями настоящего изобретения;

фиг.3 - иллюстративный чертеж, показывающий примерный активный кодовый набор (ACS) и связанные пороги C/I для переключения режима кодека, в соответствии с идеями настоящего изобретения;

фиг.4 - временная диаграмма, иллюстрирующая динамическое управление мощностью подканала на основании запроса режима AMR, в соответствии с идеями настоящего изобретения;

фиг.5 - блок-схема последовательности этапов, иллюстрирующая этапы примерного варианта осуществления способа настоящего изобретения.

Подробное описание

Вследствие разных и изменяющихся условий радиосвязи двух пользователей совместного ТСН (т.е. потерь в тракте, затухания и уровней помех) в операции VAMOS для базовой станции является критичным точно управлять коэффициентом дисбаланса мощности подканала (SCPIR), чтобы поддерживать качество голоса двух пользователей. SCPIR определяют как

$$SCPIR=10{\log }_{10}(P1/P2)$$

где Р1 и Р2 - мощности, выделенные двум пользователям, и Р1+Р2=Р, где Р - полная мощность передачи, выделенная двум пользователям совместного ТСН.

Предложены несколько альтернативных методов модуляции нисходящей линии связи для VAMOS в TR 45.914 3GPP “Circuit Switched Voice Capacity Evolution for GSM/EDGE Radio Access Network”, v.1.0.2 (2009.01), включая ортогональный подканал (OSC) и $$\alpha$$ -QPSK. C OSC SCPIR может быть изменено с помощью выбора разных подмножеств существующей совокупности 8PSK, использованной для EDGE. С $$\alpha$$ -QPSK SCPIR может быть непрерывно изменено с помощью регулировки значения $$\alpha$$ . Символы модуляции связаны с $$\alpha$$ следующим образом:

$$\alpha \sqrt{\frac{1}{2}}+j\sqrt{2-{\alpha }^2}\sqrt{\frac{1}{2}}$$ , $$\alpha \sqrt{\frac{1}{2}}-j\sqrt{2-{\alpha }^2}\sqrt{\frac{1}{2}},$$

- $$\alpha \sqrt{\frac{1}{2}}+j\sqrt{2-{\alpha }^2}\sqrt{\frac{1}{2}}$$ , $$-\alpha \sqrt{\frac{1}{2}}-j\sqrt{2-{\alpha }^2}\sqrt{\frac{1}{2}}$$

Зависимость между SCPIR и $$\alpha$$ является:

$$\chi =10{\log }_{10}(\frac{{\alpha }^2}{2-{\alpha }^2})$$

Следует заметить, что это раскрытие использует модуляцию $$\alpha$$ -QPSK для целей иллюстрации, но предложенные способы также являются применимыми для OSC и любых других схем модуляции VAMOS.

Как замечено выше, вариант осуществления настоящего изобретения точно управляет мощностями передачи, выделенными двум пользователям совместного ТСН с помощью интеграции управления мощностью подканала и адаптации линии связи AMR. AMR решает проблемы, испытываемые при передаче GSM, в которой речевые сигналы передаются с использованием кодека речи с фиксированной скоростью, включая кодеки речи с полной скоростью (FR) GSM, с усовершенствованной FR (EFR) и половинной скоростью (HR). Кодек FR доставляет фиксированную исходную скорость битов, равную 13 кбит/с, в кодер канала, который добавляет фиксированную величину избыточности в исходную информацию для защиты от ошибок. Выходной сигнал кодера канала с большой скоростью битов, равной 22,8 кбит/с, передают через радиоинтерфейс. Однако кодеки с фиксированной скоростью являются неэффективными. Фиксированная избыточность кодирования канала является неэкономной при очень хороших условиях канала и ненадежной при очень плохих условиях канала.

Кодеки AMR преодолевают эту проблему с помощью адаптации исходной скорости и скорости кодирования канала к изменяющимся условиям канала. AMR предоставляет множество режимов кодека, и каждый режим имеет разную исходную скорость/скорость кодирования канала. В этом раскрытии кодеки речи с адаптивной полной скоростью (AFS) GSM использованы для целей иллюстрации, но предложенные способы также являются применимыми для других классов кодеков AMR, включая кодеки речи с адаптивной половинной скоростью (AHS), кодеки широкополосной речи с полной скоростью (WFS) и кодеки широкополосной речи с половинной скоростью (WHS).

Кодек AFS GSM включает в себя восемь режимов, пронумерованных от 0 до 7. Режим AFS.75 имеет самую низкую исходную скорость (т.е. 4,75 кбит/с) и самое низкое собственное качество речи, но предоставляет самое надежное кодирование. Режим AFS12.2 имеет самую высокую исходную скорость (т.е. 12,2 кбит/с), но наименее надежное кодирование. AFS12.2 имеет самое лучшее собственное качество голоса вследствие более высокой исходной скорости, но только при хороших условиях радиосвязи. При очень плохих условиях AFS4.75 имеет самое лучшее качество голоса вследствие сильного кодирования.

Для AMR адаптации нисходящей линии связи мобильная станция выбирает режим кодека, который является самым лучшим для текущих условий радиосвязи, и посылает запрос режима кодека в базовую станцию каждые 40 мс. Мобильные станции оценивают C/I каждой принятой пачки, фильтруют C/I и сравнивают отфильтрованное C/I с множеством порогов, чтобы выбрать режим кодека. Пороги могут быть предварительно определенными или адаптивными к текущим условиям радиосвязи. Примерные пороги показаны на фиг.3 ниже. Базовая станция может либо разрешить, либо игнорировать запрос режима. Базовая станция посылает мобильной станции команду режима и указание режима, указывающее, какой режим в данный момент применяется. Сигнализация запроса режима и указания должны быть быстрыми. Однако в GSM не имеется достаточно быстрого канала сигнализации. Поэтому запрос режима и указание сигнализируют внутриполосно, т.е. вместе с полезной нагрузкой речи.

Чтобы уменьшить полосу частот, используемую внутриполосной сигнализацией, один кадр (20 мс) восходящей линии связи содержит запрос режима кодека, запрашивающий режим кодека для будущих кадров, а следующий кадр (20 мс) восходящей линии связи содержит указание режима, указывающее режим кодека, использованный для текущего кадра. Аналогично один кадр нисходящей линии связи содержит команду режима с помощью базовой станции, а следующий кадр нисходящей линии связи содержит указание режима. Как мобильная станция, так и базовая станция знают, содержит ли принятый кадр запрос или указание режима. Запрос и указание режима кодируют в канале отдельно от полезной нагрузки речи. До декодирования речевого кадра, содержащего указание режима, приемник должен сначала декодировать указание режима до декодирования полезной нагрузки речи.

Три бита требуются, чтобы сигнализировать, какой из восьми режимов кодека AFS запрошен или применен. Чтобы минимизировать издержки сигнализации, используют предварительно определенный активный кодовый набор (ACS), содержащий до четырех разных режимов кодека. Мобильная станция может только переключаться между режимами в ACS. Использование ACS уменьшает число битов сигнализации с трех бит до двух бит, не включая биты четности, чтобы защищать биты сигнализации.

Мобильная станция выбирает наилучший режим кодека с помощью оценки C/I на входе эквалайзера и сравнивает оценку C/I с множеством предварительно определенных порогов. Два порога, верхний и нижний пороги, используют для переключения между двумя смежными режимами. Если оценка C/I превышает верхний порог, выбирают менее надежный режим. Если оценка C/I ниже нижнего порога, выбирают более надежный режим.

Управление мощностью подканала должно быть точным и быстрым, чтобы адаптироваться к быстро изменяющимся условиям канала двух пользователей совместного ТСН. В противном случае один пользователь может иметь плохое качество голоса, в то время как другой пользователь имеет излишне высокое C/I. Существующим предложенным решением для базовой станции является выполнение управления мощностью подканала на основании принятого указания качества (RXQUAL), включенного в сообщение измерения из мобильной станции. Однако с этим подходом имеются несколько проблем. Во-первых, мобильная станция посылает сообщение измерения каждые 480 мс, что является слишком медленным для управления мощностью подканала. Во-вторых, RXQUAL, который является средней исходной частотой появления ошибочных битов (BER) в течение последнего периода измерения, квантуют только на восемь уровней, что является слишком малым. В-третьих, два пользователя совместного канала с весьма различными качествами голоса могут сообщить одинаковое значение RXQUAL, если один пользователь испытывает быстрое затухание, в то время как другой пользователь испытывает медленное затухание. Другие показатели качества нисходящей линии связи, включенные в сообщение измерения или усовершенствованное сообщение измерения (EMR), такое как вероятность появления ошибочных битов (BEP), страдают от тех же проблем.

Настоящее изобретение преодолевает эти проблемы с помощью использования запросов режима AMR для управления мощностью подканала нисходящей линии связи. Запросы режима AMR посылают в базовую станцию значительно чаще, чем RXQUAL, т.е. каждые 40 мс вместо каждых 480 мс. Кроме того, запросы режима AMR более тесно связаны с текущим качеством голоса, чем RXQUAL. С помощью использования существующего механизма внутриполосной сигнализации AMR нет необходимости вводить новый канал управления и нет дополнительных издержек сигнализации. Кроме того, изобретение выполняет управления мощностью подканала и адаптацию линии связи AMR совместно для пользователей совместного ТСН, поскольку оптимум SCPIR и режимы кодека для пользователей совместного ТСН тесно связаны.

Фиг.1 - упрощенная блок-схема системы 10 VAMOS. Базовая станция (BS) 11 связывается с двумя пользователями MS1 12 и MS2 13 совместного ТСН с использованием AMR. В нисходящей линии связи базовая станция передает сигнал 14 VAMOS двум пользователям совместного ТСН. В восходящей линии связи базовая станция принимает два сигнала 15, 16 в одном и том же интервале времени. Каждая из мобильных станций включает в себя передатчик 17 и приемник 18. Передатчик включает в себя кодер 19 речи, кодер 20 канала и модулятор 21 GMSK. Приемник включает в себя демодулятор 22, декодер 23 канала и декодер 24 речи. Базовая станция включает в себя передатчик 25, приемник 26 и блок 27 управления. Передатчик базовой станции также включает в себя кодер речи, кодер канала и модулятор. Приемник базовой станции включает в себя демодулятор, декодер канала и декодер речи. Для простоты компоненты передатчика и приемника базовой станции не показаны.

Фиг.2 - упрощенная блок-схема примерного варианта осуществления базовой станции 30 настоящего изобретения, в котором интегрированы управление мощностью подканала и адаптация линии связи AMR. MS1 12 и MS2 13 являются существующими мобильными станциями, которые поддерживают AMR и SAIC. При осуществлении настоящего изобретения не требуются никакие дополнительные модификации в мобильные станции. Каждая из MS1 и MS2 передает речевой кадр каждые 20 мс в одном и том же интервале времени. Каждый кадр включает в себя внутриполосный запрос режима или указание режима. Каждая мобильная станция также передает сообщение измерения RXQUAL или усовершенствованное сообщение измерения каждые 480 мс с использованием медленного связанного канала управления (SACCH). Приемник 26 базовой станции принимает сообщения из мобильных станций. После демодуляции и декодирования канала приемник базовой станции передает запросы режима и сообщения измерения в блок 31 управления, который включает в себя долгосрочный анализатор 32 качества речи и контроллер 33 мощности, специфичной для подканала.

Для операции VAMOS выбирают подходящий активный набор кодеков (ASC). ASC должен включать в себя, по меньшей мере, один режим высокой скорости, один режим средней скорости и режим низкой скорости. Режим высокой скорости может быть использован, чтобы максимизировать качество речи, всякий раз, когда оба пользователя совместного ТСН имеют хорошие условия канала. Режим низкой скорости является надежным относительно внешних помех и/или взаимных помех, вызванных двумя пользователями совместного ТСН, и, следовательно, может быть использован, когда один из пользователей испытывает плохие условия канала. Режим средней скорости может быть использован, чтобы сбалансировать качество речи двух пользователей, когда условия канала являются приемлемыми для каждого пользователя. В качестве альтернативы, ASC также может включать в себя дополнительные режимы кодека для более точной детализации управления, несмотря на то, что максимальное число режимов кодека в настоящее время установлено равным четырем.

Во время вызова анализатор 32 качества речи постоянно отслеживает качество речи каждой мобильной станции и для каждого режима кодека. На основании сообщения измерения, принятого в предыдущее время сообщения 480 мс, и самых последних запросов режимов кодека анализатор качества речи обновляет оцененное качество речи с помощью выводов об изменениях качества речи на основании запрошенного режима кодека двумя мобильными станциями совместного ТСН. Например, если запрошен более низкий, более надежный режим кодека, анализатор качества речи делает вывод, что качество речи ухудшилось. Наоборот, если запрошен более высокий, менее надежный режим кодека, анализатор качества речи делает вывод, что качество речи улучшилось. Анализатор качества речи сравнивает обновленные оценки качества речи с порогом качества. Флаг качества речи поднимают, если качество речи превышает порог.

Каждые 40 мс базовая станция принимает два внутриполосных запроса режима, один из каждой мобильной станции совместного ТСН. Одна из мобильных станций будет запрашивать более надежный режим, если C/I мобильной станции уменьшается ниже одного или более пороговых уровней, как описано дополнительно в связи с фиг.3 и фиг.4. Таким же образом мобильная станция запрашивает менее надежный режим кодека, если C/I мобильной станции увеличивается выше одного или более пороговых уровней. На основании запросов режима, контроллер 33 мощности, специфичной для подканала, может изменить выделение мощности передачи между двумя пользователями совместного ТСН, таким образом, изменяя SCPIR, чтобы сбалансировать качество речи двух пользователей.

Поле определения режима кодека и выделения мощности передачи для каждого пользователя совместного ТСН контроллер 33 мощности, специфичной для подканала, передает указание 34 режима для MS1 и указание 35 режима для MS2 в кодер речи и кодер 36 канала. Кодер речи и кодер канала, в свою очередь, передают закодированные данные речи и канала в модулятор 37 $$\alpha$$ -QPSK. Кроме того, контроллер мощности, специфичной для подканала, преобразует вычисленный SCPIR в соответствующее значение 38 $$\alpha$$ и передает его в модулятор $$\alpha$$ -QPSK. Затем модулированные данные посылают во входной радиочастотный каскад передатчика для передачи в MS1 и MS2.

Следующий пример иллюстрирует процесс управления. В этом примере как MS1, так и MS2 используют ACS, которое имеет три режима кодека: режим 1 (4,75 кбит/с), режим 2 (7,95 кбит/с) и режим 3 (12,2 кбит/с).

Фиг.3 - иллюстративный чертеж, показывающий три режима кодека ASC и связанные пороги C/I для переключения режима кодека. Имеются два порога, верхний и нижний порог, между каждыми двумя смежными режимами. Мобильная станция запрашивает изменение из режима низкой скорости в режим более высокой скорости, если C/I выше верхнего порога. Запрос, чтобы изменить из режима более высокой скорости в более низкой скорости, посылают, если C/I ниже нижнего порога. Буферную зону между нижним и верхним порогом используют, чтобы уменьшить эффект попеременного переключения.

В качестве примера, если измеренное C/I мобильной станции снижается ниже порога T21_L, мобильная станция запрашивает режим 1, самый надежный режим 4,75 кбит/с. Если измеренное C/I увеличивается выше T12_H, мобильная станция запрашивает режим 2, средний режим 7,95 кбит/с. Если измеренное C/I выше порога T23_H, мобильная станция запрашивает режим 3, режим 12,2 кбит/с. Если впоследствии измеренное C/I уменьшается ниже T23_L, но выше T21_L, тогда мобильная станция запрашивает режим 2, режим 7,95 кбит/с.

Фиг.4 - временная диаграмма, иллюстрирующая динамическое управление мощностью подканала на основании запроса режима AMR в примерном варианте осуществления способа настоящего изобретения. В этом примерном сценарии каждой мобильной станции сначала выделяют 50 процентов от полной мощности (Р), которая соответствует SCPIR в 0 дБ. В первом периоде 40 мс MS1 посылает запрос режима кодека, запрашивающий 12,2 кбит/с, а MS2 посылает запрос режима кодека, запрашивающий 7,95 кбит/с. Базовая станция определяет, что качество речи обоих пользователей является приемлемым, поскольку никакая из мобильных станций не запросила режим 4,75 кбит/с. Следовательно, базовая станция применяет запрошенные режимы и не изменяет текущее SCPIR.

Во второй период 40 мс MS1 по-прежнему запрашивает 12,2 кбит/с, в то время как MS2 посылает запрос режима кодека, запрашивающий 4,75 кбит/с, поскольку C/I для MS2 снизился ниже T21_L, например, вследствие затенения. Чтобы сбалансировать качество речи, базовая станция выделяет 40 процентов от полной мощности (0,4Р) для MS1, а 60 процентов полной мощности (0,6Р) для MS2. Контроллер 33 мощности, специфичной для подканала, преобразует значение SCPIR в соответствующее значение $$\alpha$$ и передает его в модулятор $$\alpha$$ -QPSK.

В третий период 40 мс MS1 и MS2 по-прежнему запрашивают 12,2 кбит/с и 4,75 кбит/с, соответственно, поскольку в этом сценарии уменьшенная мощность сигнала в MS1 не вызвала падение C/I в MS1 ниже T32_L, а увеличенная мощность сигнала в MS2 не вызвала увеличение C/I в MS2 выше T12_H. Запрошенные режимы указывают базовой станции, что MS1 по-прежнему имеет лучшее качество голоса, чем MS2. В ответ базовая станция делает дополнительное изменение в выделение мощности и выделяет только 30 процентов полной мощности (0,3Р) для MS1, а 70 процентов полной мощности (0,7Р) для MS2. Это соответствует SCPIR -3,68 дБ. Контроллер 33 мощности, специфичной для подканала, преобразует значение SCPIR в соответствующее значение $$\alpha$$ и передает его в модулятор $$\alpha$$ -QPSK.

Допустим, вследствие нового коэффициента дисбаланса мощности в этом сценарии C/I в MS1 теперь падает ниже порога T32_L, а C/I в MS2 увеличивается выше порога T12_H в четвертый период 40 мс. В результате, MS1 запрашивает режим 7,95 кбит/с, и MS2 запрашивает режим 7,95 кбит/с. Теперь качество речи обоих пользователей сбалансировано. Базовая станция применяет запрошенные режимы к двум пользователям, но не изменяет текущего выделения мощности, т.е. SCPIR остается -3,68 дБ.

Возможно, что как MS1, так и MS2 могут запросить режим 4,95 кбит/с, указывающий, что обе из мобильных станций испытывают плохое качество речи (случай, не показанный на фиг.4). Если это случается, базовая станция может либо увеличить полную мощность, выделенную двум пользователям совместного ТСН, либо может приостановить операцию VAMOS и назначить одного из пользователей в отдельный интервал времени, для того чтобы улучшить качество голоса двух пользователей.

Вышеприведенные примеры показывают только один способ использования внутриполосной сигнализации AMR для управления мощностью, специфичной для подканала. Также возможны другие стратегии управления. Следующее является некоторыми примерами.

Изменение SCPIR может быть основано как на запросах режима кодека, так и RXQUAL двух мобильных станций.

В каждом цикле управления, равном 40 мс, индивидуальный уровень мощности двух мобильных станций может быть изменен в зависимости от их запроса режима кодека и RXQUAL и других измерений качества в последних принятых сообщениях качества.

Базовая станция может игнорировать запрос режима кодека одной или обеих мобильных станций. Например, поскольку MS1 принимает меньше мощности в третьи 40 мс, базовая станция может заставить MS1 использовать режим 2, который является более надежным, чтобы компенсировать уменьшенную мощность сигнала.

Фиг.5 - блок-схема последовательности этапов, иллюстрирующая этапы примерного варианта осуществления способа настоящего изобретения. На этапе 51 определяют ASC для операции VAMOS, предпочтительно с тремя или четырьмя режимами кодека, включая режим высокой, средней и низкой скорости. На этапе 52 базовая станция делает первоначальное выделение мощности для двух мобильных станций совместного ТСН, MS1 и MS2, и вычисляет первоначальное SCPIR. На этапе 53 контроллер 33 мощности, специфичной для подканала, в базовой станции преобразует значение SCPIR в соответствующее значение $$\alpha$$ и передает его в модулятор 37 $$\alpha$$ -QPSK. На этапе 54 базовая станция передает разные речевые кадры в MS1 и MS2 на одной и той же несущей частоте и в одном и том же интервале времени с использованием операции VAMOS. На этапе 55 MS1 и MS2 сообщают свое качество речи или C/I в сообщении измерения RXQUAL каждые 480 мс, в то же время, посылая запросы режима кодека в базовую станцию каждые 40 мс с использованием внутриполосной сигнализации AMR.

На этапе 56 базовая станция определяет обновленную оценку C/I в каждой мобильной станции на основании принятых запросов режима кодека. На этапе 57 базовая станция определяет, является ли обновленная оценка C/I приемлемой и сбалансированной (т.е. приблизительно равной) как для MS1, так и MS2. Если так, базовая станция применяет запрошенные режимы кодека без изменения выделения мощности между двумя мобильными станциями (т.е. без изменения SCPIR). Затем способ возвращается на этап 54, на котором базовая станция передает следующие речевые кадры в MS1 и MS2.

Однако если базовая станция определяет, что обновленная оценка C/I для одной из мобильных станций является неприемлемой, поскольку мобильная станция запросила режим кодека низкой скорости 4,75 кбит/с и/или RXQUAL указывает плохие условия радиосвязи, способ переходит на этап 59, на котором базовая станция сдвигает часть выделенной мощности от мобильной станции с хорошей оценкой C/I к мобильной станции с плохой оценкой C/I и применяет запрошенные режимы кодека. Размер сдвинутой части выделенной мощности выбирают таким образом, чтобы сбалансировать время реакции и перерегулирование. На этапе 60 базовая станция вычисляет новое SCPIR на основании нового выделения мощности, и на этапе 61, контроллер 33 мощности, специфичной для подканала, в базовой станции преобразует значение SCPIR в соответствующее значение $$\alpha$$ и передает его в модулятор 37 $$\alpha$$ -QPSK. Затем способ возвращается на этап 54, на котором базовая станция передает следующие речевые кадры в MS1 и MS2.

Настоящее изобретение, как описано в примерных вариантах осуществления выше, предоставляет увеличенную точность управления мощностью подканала VAMOS вследствие использования запросов режима, которые посылают более часто с помощью мобильных станций. Это приводит к увеличению голосовой емкости, улучшенному качеству голоса и более эффективному выделению мощности передачи. Изобретение использует существующую внутриполосную сигнализацию AMR для управления мощностью подканала VAMOS без введения новых каналов сигнализации. Это уменьшает затраты на реализацию и сокращает время развертывания для VAMOS. Чтобы поддерживать совместное управление мощностью и AMR, в существующих мобильных станциях не требуются никакие изменения.

Как должны понимать специалисты в данной области техники, инновационные концепции, описанные в настоящей заявке, могут быть модифицированы и изменены в широком диапазоне приложений. Таким образом, объем запатентованного предмета изобретения не должен быть ограничен никакими специфическими примерными идеями, обсужденными выше, но вместо этого должен определяться следующей формулой изобретения.

Изобретение относится к системам радиосвязи. Технический результат изобретения заключается в управлении мощностью передачи подканала и назначении режимов кодека для первой и второй мобильных станций на основании оцененных уровней качества речи, связанных с запрошенными режимами кодека, и сообщений качества сигнала. Базовая станция принимает сообщения информации о качестве сигнала из мобильных станций каждые 480 мс с использованием медленного связанного канала управления (SACCH) и принимает запросы режима кодека из мобильных станций каждые 40 мс с использованием адаптивной многоскоростной (AMR) внутриполосной сигнализации. Базовая станция связывает запрошенные режимы кодека с оцененными уровнями качества речи, испытываемыми первой и второй мобильными станциями. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Способ в базовой станции для совместного управления мощностью передачи подканала и назначенными режимами кодека для первой мобильной станции и второй мобильной станции, совместно использующих одни и те же частоту и интервал времени в системе радиосвязи, причем упомянутый способ содержит этапы, на которых:
выделяют первоначальные части мощности передачи подканала для первой и второй мобильных станций и назначают первоначальные режимы кодека для первой и второй мобильных станций,
передают речевые кадры в первую и вторую мобильные станции,
принимают измеренные указания качества речи из первой мобильной станции и второй мобильной станции,
определяют с помощью базовой станции новые режимы кодека и новое выделение мощности передачи подканала для первой и второй мобильных станций на основании измеренных указаний качества речи,
впоследствии принимают запросы режима кодека из первой и второй мобильных станций,
при приеме запросов режима кодека из первой и второй мобильных станций определяют обновленные оценки качества речи для первой и второй мобильных станций на основании запрошенного режима кодека каждой мобильной станции,
определяют с помощью базовой станции, являются ли приемлемыми и сбалансированными обновленные оценки качества речи в первой и второй мобильных станциях,
при определении того, что обновленные оценки качества речи являются приемлемыми и сбалансированными, применяют с помощью базовой станции запрошенные режимы кодека к следующему речевому кадру, в то же время поддерживая первоначальное выделение мощности передачи, и
при определении того, что обновленные оценки качества речи являются неприемлемыми в одной из упомянутых мобильных станций или являются несбалансированными, применяют с помощью базовой станции запрошенные режимы кодека к следующей передаче и сдвигают выделение мощности передатчика от мобильной станции с лучшим качеством речи к мобильной станции с худшим качеством речи.

2. Способ по п.1, в котором измеренные указания качества речи принимают из первой и второй мобильных станций с первой периодической частотой, в то время как запросы режима кодека принимают из первой и второй мобильных станций со второй периодической частотой, которая быстрее, чем первая периодическая частота.

3. Способ по п.2, в котором первая периодическая частота равна одному разу каждые 480 мс, а вторая периодическая частота равна одному разу каждые 40 мс.

4. Способ по п.1, дополнительно содержащий этап, на котором при определении того, что обновленные оценки качества речи являются неприемлемыми в обеих из упомянутых мобильных станций, увеличивают полную мощность, выделенную для упомянутых двух мобильных станций.

5. Способ по п.1, дополнительно содержащий этап, на котором при определении того, что обновленные оценки качества речи являются неприемлемыми в обеих из упомянутых мобильных станций, назначают одну из упомянутых мобильных станций в отдельный интервал времени.

6. Устройство в базовой станции для совместного управления мощностью передачи подканала и назначенными режимами кодека для первой мобильной станции и второй мобильной станции, совместно использующих одни и те же частоту и интервал времени в системе радиосвязи, причем упомянутое устройство содержит:
блок управления, сконфигурированный с возможностью выделения первоначальных частей мощности передачи подканала для первой и второй мобильных станций и назначения первоначальных режимов кодека для первой и второй мобильных станций,
передатчик, сконфигурированный с возможностью передачи речевых кадров в первую и вторую мобильные станции,
приемник, сконфигурированный с возможностью приема измеренных указаний качества речи из первой мобильной станции и второй мобильной станции,
причем блок управления дополнительно сконфигурирован с возможностью определения новых режимов кодека и выделения мощности передачи подканала для первой и второй мобильных станций на основании измеренных указаний качества речи,
приемник сконфигурирован с возможностью приема запросов режима кодека из первой и второй мобильных станций,
блок управления сконфигурирован с возможностью определения обновленных оценок качества речи для первой и второй мобильных станций на основании запрошенного режима кодека каждой мобильной станции и определения, являются ли приемлемыми и сбалансированными обновленные оценки качества речи в первой и второй мобильных станциях, и если являются, применения запрошенных режимов кодека к следующему речевому кадру, с поддержанием при этом первоначального выделения мощности передачи, и
блок управления сконфигурирован с возможностью сдвига выделения мощности передатчика от мобильной станции с лучшим качеством речи к мобильной станции с худшим качеством речи, если обновленные оценки качества речи являются неприемлемыми в одной из упомянутых мобильных станций или являются несбалансированными.

7. Устройство по п.6, в котором приемник и блок управления сконфигурированы с возможностью измерения указаний качества речи из первой и второй мобильных станций с первой периодической частотой и приема запросов режима кодека из первой и второй мобильных станций со второй периодической частотой, которая быстрее, чем первая периодическая частота.

8. Устройство по п.7, в котором первая периодическая частота равна одному разу каждые 480 мс, а вторая периодическая частота равна одному разу каждые 40 мс.

9. Устройство по п.6, в котором передатчик сконфигурирован с возможностью увеличения полной мощности, выделенной для упомянутых двух мобильных станций, если блок управления определяет, что обновленные оценки качества речи являются неприемлемыми в обеих из упомянутых мобильных станций.

10. Устройство по п.6, в котором средство сконфигурировано с возможностью назначения одной из упомянутых мобильных станций в отдельный интервал времени, если блок управления определяет, что обновленные оценки качества речи являются неприемлемыми в обеих из упомянутых мобильных станций.