Патент на изобретение №2185039

(54) УСТРОЙСТВО И СПОСОБ ФОРМИРОВАНИЯ ПИЛОТ-СИГНАЛА ДЛЯ ВЫПОЛНЕНИЯ ЖЕСТКОГО ПЕРЕКЛЮЧЕНИЯ КАНАЛОВ СВЯЗИ

(57) Реферат:

Изобретение относится к системам радиосвязи и может быть использовано для жесткого переключения каналов связи. Генератор пилот-сигнала базовой станции генерирует идентифицирующий пилот-сигнал, соответствующий базовой станции, и содержит усилитель промежуточной частоты/делитель, делящий усиленный сигнал, поступающий от цифрового модема, а также блок радиочастотного тракта (РЧ), предназначенный только для реально осуществляемой связи и осуществляющий преобразование с повышением частоты первой части разделенного сигнала и его передачу, и блок РЧ, предназначенный только для передачи пилот-сигнала и осуществляющий преобразование с повышением частоты второй части разделенного сигнала и его передачу в качестве идентифицирующего пилот-сигнала, соответствующего соседней базовой станции. Технический результат – повышение эффективности фиксированного переключения каналов связи, упрощение обслуживания. 2 с. и 35 з.п. ф-лы, 9 ил.

Область техники
Настоящее изобретение относится к системе связи, более конкретно к устройству и способу формирования пилот-сигнала для выполнения жесткого переключения каналов связи в сотовой системе множественного доступа с кодовым разделением (МДКР) каналов с использованием внешнего передатчика пилот-сигнала.

Предшествующий уровень техники
В сотовой телефонной системе область обслуживания делится на множество подобластей. Каждая подобласть называется ячейкой сотовой системы, причем на каждую ячейку приходится базовая станция. В сотовой системе связи один центр коммутации мобильных станций обеспечивает управление всеми базовыми станциями и обеспечивает возможность мобильной станции осуществлять связь, перемещаясь в пределах различных ячеек. Сотовая система связи или система персональной связи режима МДКР обеспечивает различные типы переключения каналов связи для осуществления непрерывной связи.

Когда мобильная станция входит в новую ячейку сотовой системы, связь с исходной базовой станцией прекращается и устанавливается связь с новой базовой станцией. Этот тип переключения каналов связи определяется как жесткое переключение каналов связи. Такая процедура переключения каналов связи завершается в течение очень короткого интервала времени, и пользователь мобильной станции даже не замечает, когда связь завершается.

В сотовой системе МДКР назначение частот смещается ввиду разбаланса распределений абонентов. Иными словами, областям деловой части города должна соответствовать более высокая производительность обработки трафика, в то время как для областей пригородов не требуется высокой производительности обработки трафика, ввиду наличия меньшего числа абонентов в этих областях. Следовательно, если соседняя базовая станция, в область обслуживания которой входит мобильная станция, не имеет частотного распределения, посредством которого осуществляется связь в текущий момент времени, или если имеющееся распределение частот не располагает в достаточной степени каналами трафика, то может производиться жесткое переключение каналов связи.

Базовая станция измеряет уровень сигнала мобильной станции и продолжает контролировать уровень сигнала, регистрируя момент, когда уровень сигнала падает ниже предварительно определенного порогового значения. Если уровень принимаемого сигнала изменяется таким образом, то базовая станция принимает решение, что мобильная станция находится на границе ячейки, и уведомляет контроллер базовых станций. Контроллер базовых станций принимает решение, какая станция принимает относительно более мощный сигнал от мобильной станции, первая базовая станция или соседняя базовая станция.

Если соседняя базовая станция принимает более мощный сигнал, контроллер базовых станций передает сообщение запроса переключения каналов связи к соседней базовой станции и команду для осуществления связи с новой базовой станцией (соседней базовой станцией) к мобильной станции. Мобильная станция выполняет переключение каналов связи, и, соответственно, устанавливается связь между мобильной станцией и новой базовой станцией.

Контроллер базовых станций принимает решение о необходимости выполнения переключения каналов связи на основании уровня пилот-сигнала базовой станции, с которой мобильная станция осуществляет связь. В традиционной системе вызов будет прерван, если процедура переключения каналов связи на новую станцию оказалась безуспешной. Имеются различные причины отказа в процедуре переключения каналов связи. Переключение каналов связи может не произойти, если в соседней ячейке нет доступных каналов для осуществления связи по вызову или если мобильная станция не смогла принять сообщение переключения каналов связи. Переключение каналов связи также может запрашиваться, если мобильная станция входит в область радиотени и уровень пилот-сигнала становится низким. Кроме того, весьма трудно определить параметр и время определения переключения каналов связи в изменяющихся условиях функционирования сотовой системы. Существует компромисс между рабочими областями, связанный со снижением вероятности успешного выполнения переключения каналов связи.

Способ выполнения фиксированного (“жесткого”, непрограммируемого) переключения каналов связи с использованием пилот-сигнала описан в патенте США 5594718 на “Способ и устройство для поддерживаемого мобильным устройством фиксированного переключения с системы связи МДКР на систему связи с альтернативным методом доступа”. Данный способ для преодоления вышеуказанных проблем использует радиомаяк для генерирования идентифицирующего пилот-сигнала, соответствующего соседней базовой станции.

На фиг. 1 схематично представлен общий вид известного из уровня техники генератора пилот-сигнала, обеспечивающего генерирование пилот-сигнала, соответствующего соседней базовой станции, для выполнения фиксированного переключения каналов связи. Каждая базовая станция имеет блок радиочастотного тракта, который включает в себя цифровые модемы 200, 210, 220 для преобразования частоты аудиосигнала в промежуточную частоту, приемопередатчики 300, 310, 320 для преобразования промежуточной частоты в радиочастоту и усилители мощности 400, 410, 420 для усиления радиочастотного сигнала, передаваемого антенной. Из перечисленных блоков цифровые модемы 200, 210, приемопередатчики 300, 310 и усилители мощности 400, 410 обеспечивают обработку реального сигнала связи. С другой стороны, генератор пилот-сигнала, который генерирует идентифицирующий пилот-сигнал, соответствующий базовой станции, включает в себя такие блоки, как цифровой модем 220 для генерирования пилот-сигнала, приемопередатчик 320 и усилитель мощности 420. Когда мобильная станция переместится к соседней базовой станции, мобильная станция принимает слабый пилот-сигнал от исходной станции и одновременно с этим относительно мощный пилот-сигнал от соседней базовой станции. Соответственно, мобильная станция запрашивает процедуру переключения каналов связи, и блок 220 цифрового модема генератора пилот-сигнала передает только информацию служебного канала, например пилот-сигнал, синхросигнал, сигнал поискового вызова (пейджинговый сигнал).

Способ передачи сигнала в служебном канале, как описано выше, вызывает разбаланс по отношению к рабочим зонам для множества частот, и этот разбаланс приводит к повышению нагрузки для основной частоты. Если рабочая зона генератора пилот-сигнала больше, чем рабочая зона сигнала прямой линии связи на основной частоте, то мобильная станция более часто запрашивает процедуру переключения каналов связи в базовой станции, включающей в себя генератор пилот-сигнала, чем в случае сбалансированных уровней мощности сигналов базовой станции, когда рабочая зона для сигнала основной частоты практически сбалансирована с рабочей зоной генератора пилот-сигнала. Соответственно, при осуществлении вызова будет производиться более частое переключение каналов связи на основную частоту, что приводит к возрастанию нагрузки на основной частоте и к ухудшению эффективности системы в целом. С использованием модуляции в цифровом виде усиления пилот-сигнала можно регулировать разбаланс в отношении рабочих зон, но осуществлять модуляцию в цифровом виде усиления пилот-сигнала весьма трудно без учета реальной обстановки радиосвязи и условий функционирования системы.

Кроме того, если генератор пилот-сигнала дополнительно вводится в базовую станцию, то это требует дополнительного объема пространства на установку, а также использования дополнительных цифровых аппаратных средств, таких как модем и канальная плата. Цифровой модем используется при этом не для осуществления реальной связи, а только для переключения каналов связи, например для генерирования сигнала некоторого канала, такого как канал пилот-сигнала, канал синхронизации и пейджинговый канал. Такой генератор пилотсигнала не является портативным, поскольку он устанавливается в устройстве, предназначенном для внешней установки.

Таким образом, в соответствии с предшествующим уровнем техники описанное применение генератора пилот-сигнала имело следующие недостатки: громоздкость и дополнительные затраты, ввиду необходимости дополнительного объема пространства для установки; стационарный характер установки и необходимость дополнительных операций при монтаже и демонтаже; разбаланс в рабочих зонах для сигналов множества частот.

Задачей настоящего изобретения является создание способа и устройства для генерирования пилот-сигнала, используемого для переключения каналов связи с использованием усилителя промежуточной частоты (УПЧ)/делителя без введения дополнительного устройства в аппаратные средства генерирования заданного распределения частот. УПЧ/делитель могут быть легко сопряжены с цифровым модемом.

Также задачей изобретения является создание способа и устройства для генерирования пилот-сигнала, обеспечивающих генерирование пилот-сигнала для формирования выходного сигнала для каждого канала, для того чтобы сбалансировать нагрузку.

Выполненное в соответствии с изобретением устройство для генерирования пилот-сигнала не требует пространства для установки и является портативным.

Изобретение детально описывается ниже со ссылками на иллюстрирующие его чертежи.

Сущность изобретения
В предпочтительном варианте осуществления изобретения генератор пилот-сигнала базовой станции, генерирующий идентифицирующий пилот-сигнал, соответствующий соседней базовой станции и используемый для выполнения процедуры фиксированного переключения каналов связи в сотовой системе связи множественного доступа с кодовым разделением (МДКР) каналов, содержит усилитель промежуточной частоты (УПЧ)/делитель для деления промежуточной частоты (ПЧ), причем сигнал ПЧ передается от цифрового модема; блок радиочастотного (РЧ) тракта радиосвязи для преобразования с повышением частоты первой части разделенного сигнала на радиочастоту и передачи радиочастотного сигнала, при этом блок РЧ тракта радиосвязи определяется как тракт только для реально осуществляемой радиосвязи; и блок РЧ тракта для преобразования с повышением частоты второй части разделенного сигнала на радиочастоту и передачи РЧ сигнала, причем этот РЧ сигнал используется в качестве идентифицирующего пилот-сигнала, и при этом блок РЧ тракта определяется как тракт только для передачи пилот-сигнала.

В предпочтительном варианте осуществления изобретения способ генерирования пилот-сигнала для осуществления процедуры фиксированного переключения каналов связи с одной частоты на другую в сотовой системе связи МДКР, причем базовая станция использует идентифицирующий пилот-сигнал, соответствующий соседней базовой станции для осуществления фиксированного переключения каналов связи с одной частоты на другую, включает следующие этапы: генерирование сигнала промежуточной частоты для осуществления связи посредством цифрового модема; деление сигнала промежуточной частоты на множество трактов; передача преобразованного с повышением частоты сигнала на блок РЧ тракта для осуществления связи после преобразования с повышением частоты первой части разделенного сигнала; и передача преобразованного с повышением частоты сигнала по меньшей мере в один блок РЧ тракта для генерирования пилот-сигнала соседней базовой станции после преобразования с повышением частоты второй части разделенного сигнала.

В другом предпочтительном варианте осуществления изобретения способ генерирования пилот-сигнала соседней базовой станции для осуществления процедуры фиксированного переключения каналов связи с одной частоты на другую в сотовой системе связи МДКР включает следующие этапы: передача в блоке РЧ тракта всех сигналов, преобразованных посредством служебного канала или канала трафика, причем блок РЧ тракта передает пилот-сигнал соседней базовой станции для осуществления процедуры фиксированного переключения каналов связи; и передача в блоке РЧ тракта преобразованного с повышением частоты сигнала после преобразования с повышением частоты сигнала в тракте основной частоты.

Краткое описание чертежей
Фиг. 1 – схематичное представление генератора пилот-сигнала, предназначенного для генерирования пилот-сигнала, соответствующего соседней базовой станции, для выполнения процедуры фиксированного переключения каналов связи в соответствии с предшествующим уровнем техники.

Фиг.2 – блок-схема базовой станции, содержащей усилитель/делитель, соответствующие настоящему изобретению.

Фиг. 3 – блок-схема, иллюстрирующая первый вариант выполнения самопереключаемого УПЧ/делителя, соответствующего изобретению.

Фиг. 4 – блок-схема, иллюстрирующая второй вариант выполнения самопереключаемого УПЧ/делителя, соответствующего изобретению.

Фиг.5 – схематичное представление примера осуществления схемы управления переключателем.

Фиг. 6 – блок-схема, иллюстрирующая вариант осуществления УПЧ/делителя, когда оба переключателя 110, 130 промежуточной частоты выбирают тракт А усиления промежуточной частоты, соответственно настоящему изобретению.

Фиг. 7 – блок-схема, иллюстрирующая вариант осуществления УПЧ/делителя, когда оба переключателя 110, 130 промежуточной частоты выбирают тракт В усиления промежуточной частоты, соответственно настоящему изобретению.

Фиг. 8 – иллюстрация подсоединения генератора пилот-сигнала в соответствии с настоящем изобретением.

Фиг.9 – блок-схема примера осуществления генератора пилот-сигнала, соответствующего настоящему изобретению.

Детальное описание изобретения
В соответствии с настоящим изобретением, если усилитель/делитель дополнительно вводится в обычный цифровой модем, то цифровой модем формирует как сигнал, используемый для осуществления связи, так и пилот-сигнал, используемый для осуществления процедуры фиксированного переключения каналов связи. Кроме того, блок РЧ тракта передает все сигналы, преобразованные в служебном канале или в канале трафика, для обеспечения сбалансированного состояния рабочих зон для множества частот.

На фиг. 2 представлена блок-схема базовой станции, имеющей усилитель/делитель, соответствующий настоящему изобретению. Как представлено на чертеже, базовая станция содержит цифровой модем 200 и УПЧ/делитель 100. Цифровой модем 200 формирует промежуточную частоту для сигнала частоты 1. Т. е. эта промежуточная частота является результатом частоты 1. УПЧ/делитель, связанный с цифровым модемом 200, делит сигналы, подавая их на блок 500 РЧ тракта обслуживания, содержащий приемопередатчик 1 300 и усилитель мощности 400, и на блок 530 РЧ тракта, содержащий приемопередатчик 3 330 и усилитель мощности 430. Другой цифровой модем 210, связанный с блоком 510 РЧ тракта обслуживания, содержащим приемопередатчик 2 310 и усилитель мощности 410, формирует промежуточную частоту для частоты 2. В описании и в формуле изобретения термин “блок РЧ тракта обслуживания” относится к блоку РЧ тракта, используемому только для реального осуществления связи, в то время как термин “блок РЧ тракта” относится к блоку РЧ тракта, используемому только для передачи пилот-сигнала.

Как указано, обычный цифровой модем формирует сигнал, которому соответствует частота 1 для реально осуществляемой связи. Однако в предпочтительном варианте осуществления изобретения УПЧ/делитель, добавленный к цифровому модему, передает часть сигнала, соответствующего частоте 1 для реально осуществляемой связи, в блок РЧ тракта, и часть сигнала, которая соответствует частоте 3. Вследствие этого блок 530 РЧ тракта принимает сигнал с цифрового модема для реально осуществляемой связи.

Цифровой модем 200, связанный с УПЧ/делителем 100, передает все сигналы, преобразуемые в служебном канале или в канале трафика. При этом блок 530 РЧ тракта выравнивает рабочие зоны для множества частот путем передачи обоих сигналов, преобразованных в служебном канале и в канале трафика.

Наиболее предпочтительным является то, что цифровой модем, формирующий основную частоту, которая доступна для всех базовых станций, делит сигнал, а генератор пилот-сигнала формирует пилот-сигнал. Вследствие этого рабочая зона для сигнала с генератора пилот-сигнала сбалансирована с рабочей зоной сигнала основной частоты.

Сигнал передается через усилительный тракт, выбранный УПЧ/делителем 100, в делитель мощности, а делитель мощности делит сигнал на требуемое количество сигналов. Таким путем без труда можно увеличить или уменьшить номер частоты и пилот-сигнала, как это необходимо. Такое увеличение или уменьшение для блока РЧ тракта осуществляется на основе номера субъячейки. Это означает, что один блок РЧ тракта выделяется субъячейке. Например, если характеристика переключения каналов спроектирована для включения двух секторов, то приемопередатчики и усилители мощности двух секторов соединяются с одним трактом УПЧ/делителя 100.

Блок УПЧ/делителя включает в себя УПЧ для усиления входного сигнала, аттенюатор, связанный с УПЧ, для ослабления избыточного усиления и N-канальный делитель мощности для деления сигнала, переданного от аттенюатора в каналы. N-канальный делитель мощности делит усиленный сигнал, подавая сигнал в тракт для частоты 1, а также в тракт для передачи пилот-сигнала.

Вышеописанной схеме свойственна проблема, состоящая в том, что в случае отказа в усилителе РЧ сигнала или в аттенюаторе не будет передаваться ни сигнал для реально осуществляемой связи, ни пилот-сигналы. В настоящем изобретении, однако, усилительный тракт является сдвоенным, и используется самопереключаемая схема для обнаружения отказа для обеспечения средства защиты. В частности, при удвоении усилительного тракта может использоваться только сдвоенный усилитель, или могут удваиваться как усилитель, так и аттенюатор.

На фиг. 3 показана блок-схема, иллюстрирующая первый вариант осуществления самопереключаемого УПЧ/делителя 100, соответствующего настоящему изобретению.

Самопереключаемый УПЧ/делитель 100 включает в себя следующие элементы: первый переключатель 110 промежуточной частоты (ПЧ) для выбора тракта А усиления на ПЧ или тракта В усиления на ПЧ для передачи сигнала ПЧ, передаваемого от цифрового модема; УПЧ А 120 для усиления сигнала ПЧ тракта А, выбранного первым переключателем 110 ПЧ; УПЧ В 125 для усиления сигнала ПЧ тракта В, выбранного первым переключателем 110 ПЧ; второй переключатель 130 ПЧ для выбора одного из сигналов, усиленных УПЧ А или УПЧ В; аттенюатор 140, связанный с переключателем В 130, для ослабления избыточного усиления в сигнале, выбранном вторым переключателем 130 ПЧ, если ожидается, что схемой в целом будет сформировано избыточное усиление; и N-канальный делитель мощности 150 для передачи ослабленного сигнала в N каналов.

Первый и второй переключатели ПЧ 110 и 130 коммутируют каждый входной сигнал в каждый выходной сигнал. Усилители РЧ А и В соответственно 120, 125 усиливают входной сигнал до предварительно определенной величины. N-канальный делитель мощности 150 делит переключенный входной сигнал на требуемое число тактов передачи. Аттенюатор 140 ослабляет сигнал для снижения усиления тракта самопереключаемого УПЧ/делителя до 0 дБ.

На фиг. 4 показана блок-схема второго варианта осуществления самопереключаемого УПЧ/делителя, соответствующего настоящему изобретению.

Как показано на чертеже, УПЧ/делитель содержит первый переключатель ПЧ 110 для выбора тракта А усиления на ПЧ или тракта В усиления на ПЧ для передачи сигнала ПЧ, передаваемого от цифрового модема; УПЧ А 120 для усиления сигнала ПЧ тракта А, выбранного первым переключателем 110 ПЧ; аттенюатор А 142 для ослабления избыточного усиления в сигнале, усиленном УПЧ А 120; УПЧ В 125 для усиления сигнала ПЧ тракта В, выбранного первым переключателем 110 ПЧ; аттенюатор 144 для ослабления избыточного усиления в сигнале, усиленном УПЧ В 125; второй переключатель 130 ПЧ для выбора одного из сигналов, ослабленных аттенюатором А 142 или аттенюатором В 144; и N-канальный делитель мощности 150 для передачи сигнала, выбранного вторым переключателем 130 ПЧ, в N каналов. Избыточное усиление, которое ослабляется аттенюатором А и аттенюатором В, может генерироваться схемой в целом.

Что касается функционирования, то все устройства, показанные на фиг.4, иллюстрирующей второй возможный вариант осуществления УПЧ/делителя, те же самые, что и показанные на фиг.3. Вышеупомянутый самопереключаемый УПЧ/делитель содержит тракт усиления А на ПЧ и тракт усиления В на ПЧ.

Входной сигнал, поступающий на самопереключаемый УПЧ/делитель, передается через один из трактов усиления на ПЧ – тракт А или тракт В. Усиление выходного сигнала равно 0 дБ.

Каждый УПЧ 120, 125 для обоих трактов усиления на ПЧ имеет одно и то же усиление G. Усиление мощности G каждого из УПЧ 120, 125 компенсирует вносимые потери N-канального делителя мощности 150 и УПЧ/делителя 100.

УПЧ 120, 125 имеют контроллер усиления мощности, обеспечивающий управление усилением мощности для поддержания постоянного усиления мощности и дополнительно, в случае отказа в схеме, УПЧ легко монтируется или демонтируется ввиду того, что представляет собой УПЧ модульного типа.

Вышеописанный УПЧ/делитель 100 имеет схему постоянного напряжения для преобразования мощности, переданной извне, в постоянное напряжение и использует постоянное напряжение для питания.

Первый переключатель 110 ПЧ и второй переключатель 130 ПЧ выбирают один и тот же тракт в каждый данный момент времени и управляются схемой управления переключателями.

На фиг. 5 схематично представлена схема управления переключателями, обеспечивающая проверку состояний трактов и управление переключателями, соответствующими вариантам, показанным на фиг. 3 и 4. Как указано выше, УПЧ/делитель содержит схему управления 160 переключателями, которая обнаруживает предупредительную сигнализацию с УПЧ А 120 и УПЧ В 125 и управляет переключением первого переключателя 110 ПЧ и второго переключателя 130 ПЧ.

Схема управления 160 переключателями блокирует тракт усиления на ПЧ, как только она обнаруживает состояние отказа в тракте усиления на ПЧ, и осуществляет управление переключателями 110, 130 ПЧ для подсоединения другого тракта.

В начальном состоянии схема управления 160 переключателями выбирает тракт усиления А на ПЧ из трактов А и В для передачи сигнала. Схема управления 160 переключателями использует зуммер 162 или средство сигнализации на светодиоде А 164 или на светодиоде В 166 для уведомления пользователя визуальным или звуковым способом.

На фиг.6 показана блок-схема, иллюстрирующая возможный вариант осуществления УПЧ/делителя, когда оба переключателя 110, 130 ПЧ выбрали тракт усиления А на ПЧ, согласно настоящему изобретению. Как показано, когда оба переключателя 110, 130 ПЧ, управляемые схемой управления 160 переключателями, выбирают тракт усиления А на ПЧ, то сигнал, передаваемый от цифрового модема 200, передается посредством тракта А на делитель мощности 150.

На фиг.7 показана блок-схема, иллюстрирующая возможный вариант осуществления УПЧ/делителя, когда оба переключателя 110, 130 ПЧ выбрали тракт усиления В на ПЧ, согласно настоящему изобретению. Как показано, когда оба переключателя 110, 130 ПЧ, управляемые схемой управления 160 переключателями, выбирают тракт усиления В на ПЧ, то сигнал, передаваемый от цифрового модема 200, передается посредством тракта В на делитель мощности 150.

N-канальный делитель мощности 150 делит усиленный сигнал, переданный посредством тракта усиления А на ПЧ или тракта усиления В на ПЧ, на N выходных сигналов и передает их по N каналам. Например, если требуются два выходных сигнала, то двухканальный делитель мощности осуществляет деление на два выходных сигнала, а если требуются четыре выходных сигнала, то четырехканальный делитель мощности осуществляет деление на четыре выходных сигнала. Делитель мощности нагружает неиспользованные выходные порты.

Вышеупомянутый N-канальный делитель мощности 150 имеет вносимые потери, причем вносимые потери различаются в зависимости от числа выходных сигналов. В общем случае двухканальный делитель мощности имеет вносимые потери примерно 3,3 дБ, а четырехканальный делитель мощности имеет вносимые потери примерно 6,3 дБ.

Аттенюаторы 140, 142 и 144 имеют предварительно определенное ослабление L1. Для обеспечения того, чтобы полное усиление тракта усиления на ПЧ равнялось 0 дБ, значение ослабления определяется в соответствии со следующим уравнением:
L1=G-А-L2 [дБ]
Как отмечено выше, даже если в схеме УПЧ/делителя произойдет отказ, переключатель осуществит переключение с неисправного тракта на действующий тракт (например, с тракта А на тракт В, если в тракте А имел место отказ) без какой-либо команды. Такое автономное переключение не ухудшает работу схемы и улучшает надежность и независимость системы. Кроме того, поскольку усиление всего тракта усиления на ПЧ равно 0 дБ, этот УПЧ/делитель может быть применен в обычной базовой станции без изменения уровня сигнала.

Блок тракта РЧ генератора пилот-сигнала является портативным и не требует установки внутри системы согласно настоящему изобретению.

Фиг. 8 иллюстрирует подсоединение генератора пилот-сигнала, соответствующего изобретению. УПЧ/делитель 100, устанавливаемый в базовой станции, обеспечивает сигнал для приемопередатчика 330 блока РЧ тракта, установленного снаружи, и пилот-сигнал генерируется посредством блока РЧ тракта. Блок РЧ тракта связан с блоком 600 платы скоростного узла IPC (межпроцессорного соединения) и управляется базовой станцией.

На фиг.9 показана блок-схема возможного варианта осуществления генератора пилот-сигнала согласно настоящему изобретению. Генератор пилот-сигнала содержит блок питания 340 приемопередатчиков, основной контроллер 338, множество приемопередатчиков 332, 334, 336 и множество усилителей мощности 432, 434, 436, связанных с приемопередатчиками. Количество как приемопередатчиков, так и усилителей мощности может быть увеличено или уменьшено, в зависимости от конкретных условий использования.

Если генератор пилот-сигнала должен генерировать новый пилот-сигнал с учетом изменения конфигурации ячейки, в результате добавления соответствующей платы приемопередатчика и усилителя мощности создается новый блок РЧ тракта.

Настоящее изобретение использует генератор пилот-сигнала, спроектированный для использования в условиях как внутреннего, так и наружного применения и удовлетворяющий следующим требованиям: РЧ выходной сигнал в антенном порте имеет мощность 16 Вт на выделенную частоту, причем передача выходного сигнала осуществляется не далее чем на расстояние 2 м от базовой станции; входное напряжение имеет стандартное значение по постоянному току +27 В; частота передачи находится в пределах от 1810 до 1870 МГц; генератор пилот-сигнала в варианте исполнения для внешнего применения работает при температуре от -30^o С до +46^o С и при влажности от 10% до 90%, причем генератор пилот-сигнала имеет контроллер характеристик внешней среды.

Контроллер характеристик внешней среды включает нагрев при холодном запуске и вырабатывает мощность, когда температура превысит предварительно установленный порог, и блокирует питание при срабатывании предупредительной сигнализации о высокой температуре. Контроллер характеристик внешней среды таким образом улучшает надежность системы.

Вышеописанные варианты осуществления изобретения обеспечивают достижение многих преимуществ по сравнению с современным уровнем техники, а именно: повышение эффективности фиксированного переключения каналов связи с одной частоты на другую обеспечивается только за счет добавления блока УПЧ/делителя без необходимости применения еще одного цифрового модема; обеспечивается выравнивание рабочих зон для множества частот, на которых передаются все сигналы, преобразование которых осуществляется как в служебном канале, так и в канале трафика; обеспечивается упрощение обслуживания ввиду управления от базовой станции, а также упрощение монтажа и демонтажа ввиду модульного исполнения каждой платы генератора пилот-сигнала.

Хотя изобретение допускает различные модификации и альтернативные формы осуществления, в описании были представлены и проиллюстрированы чертежами конкретные варианты осуществления, приведенные только в качестве примеров. Следует иметь в виду, что изобретение не ограничивается конкретными раскрытыми формами выполнения, а охватывает все такие модификации, эквиваленты и альтернативы, которые соответствуют объему и сущности изобретения, определяемого формулой изобретения.

Формула изобретения

1. Генератор пилот-сигнала базовой станции для генерирования идентифицирующего пилот-сигнала, для фиксированного переключения каналов связи с одной частоты на другую в сотовой системе связи множественного доступа с кодовым разделением (МДКР) каналов, содержащий блок усилителя промежуточной частоты (УПЧ)/делителя для деления сигнала промежуточной частоты (ПЧ), передаваемого от цифрового модема, блок радиочастотного (РЧ) тракта радиосвязи для преобразования с повышением частоты первой части разделенного сигнала на радиочастоту и передачи РЧ сигнала, при этом упомянутый блок РЧ тракта радиосвязи предназначен только для реально осуществляемой радиосвязи, и блок РЧ тракта для преобразования с повышением частоты второй части разделенного сигнала на радиочастоту и передачи РЧ сигнала, причем указанный РЧ сигнал используется при фиксированном переключении каналов связи в качестве идентифицирующего пилот-сигнала, соответствующего соседней базовой станции, при этом упомянутый блок РЧ тракта предназначен только для передачи пилот-сигнала.

2. Генератор пилот-сигнала по п. 1, отличающийся тем, что упомянутый блок УПЧ/делителя передает в упомянутые блок РЧ тракта радиосвязи и блок РЧ тракта сигнал основной частоты, при этом упомянутый сигнал основной частоты генерируется упомянутым цифровым модемом и является доступным для всех базовых станций.

3. Генератор пилот-сигнала по п. 1, отличающийся тем, что упомянутый блок РЧ тракта содержит приемопередатчик для преобразования с повышением частоты упомянутой второй части разделенного сигнала с блока УПЧ/делителя для получения пилот-сигнала, соответствующего соседней базовой станции, усилитель мощности для усиления преобразованного с повышением частоты сигнала и передачи усиленного сигнала в передающую антенну.

4. Генератор пилот-сигнала по п. 1, отличающийся тем, что упомянутый блок РЧ тракта передает все сигналы, преобразованные как служебным каналом, так и каналом трафика, для обеспечения выравнивания рабочих зон для множества частот.

5. Генератор пилот-сигнала по п. 1, отличающийся тем, что упомянутый блок РЧ тракта выполнен портативным для обеспечения связи с упомянутым блоком УПЧ/делителя с использованием кабеля.

6. Генератор пилот-сигнала по п. 1, отличающийся тем, что упомянутые устройства блока РЧ тракта, например, приемопередатчик и усилитель мощности, выполнены с возможностью простого монтажа и демонтажа за счет модульного типа выполнения.

7. Генератор пилот-сигнала по п. 1, отличающийся тем, что упомянутый блок РЧ тракта назначен для каждой субячейки.

8. Генератор пилот-сигнала по п. 1, отличающийся тем, что число упомянутых блоков РЧ тракта может быть увеличено или уменьшено в зависимости от изменения конфигурации ячейки.

9. Генератор пилот-сигнала по п. 1, отличающийся тем, что базовая станция оперативно связана с упомянутым блоком РЧ тракта посредством блока платы скоростного узла межпроцессорной связи, причем упомянутый блок РЧ тракта управляется базовой станцией.

10. Генератор пилот-сигнала по п. 1, отличающийся тем, что упомянутый блок РЧ тракта выполнен в варианте внутреннего и внешнего использования.

11. Генератор пилот-сигнала по п. 1, отличающийся тем, что упомянутый блок РЧ тракта имеет выходную мощность 16 Вт.

12. Генератор пилот-сигнала по п. 1, отличающийся тем, что упомянутый блок РЧ тракта работает при напряжении питания постоянного тока +27 В.

13. Генератор пилот-сигнала по п. 1, отличающийся тем, что упомянутый блок РЧ тракта осуществляет передачу на частоте 1810 – 1870 МГц.

14. Генератор пилот-сигнала по п. 1, отличающийся тем, что упомянутый блок РЧ тракта в варианте внешнего использования работает при температуре от -30^oС до +46^oС и при влажности 10 – 90%.

15. Генератор пилот-сигнала по п. 1, отличающийся тем, что упомянутый блок РЧ тракта содержит контроллер характеристик внешней среды, который обеспечивает подачу питания, когда текущая температура превысит предварительно установленный порог, путем включения нагрева при холодном запуске и блокирует питание при срабатывании предупредительной сигнализации о высокой температуре.

16. Генератор пилот-сигнала по п. 1, отличающийся тем, что упомянутый блок УПЧ/делителя содержит УПЧ для усиления сигнала промежуточной частоты, причем сигнал промежуточной частоты передается с цифрового модема, аттенюатор для ослабления избыточного усиления в сигнале, усиленном УПЧ, причем упомянутое избыточное усиление обусловлено всей схемой в целом, и N-канальный делитель мощности для деления ослабленного сигнала и подачи его, по меньшей мере, в блок РЧ тракта.

17. Генератор пилот-сигнала по п. 16, отличающийся тем, что упомянутые устройства блока УПЧ/делителя выполнены с возможностью простого монтажа и демонтажа в модульном виде при возникновении отказа.

18. Генератор пилот-сигнала по п. 16, отличающийся тем, что блок УПЧ/делителя, включающий в себя множество трактов, выполнен с возможностью обнаружения отказа в каждом тракте и автономного выбора другого тракта.

19. Генератор пилот-сигнала по п. 1, отличающийся тем, что блок УПЧ/делителя дополнительно содержит первый переключатель ПЧ для выбора тракта А усиления на ПЧ или тракта В усиления на ПЧ для передачи сигнала ПЧ, переданного от цифрового модема, УПЧ А для усиления сигнала ПЧ тракта А, выбранного первым переключателем ПЧ, УПЧ В для усиления сигнала ПЧ тракта В, выбранного первым переключателем ПЧ, второй переключатель ПЧ для выбора сигнала, усиленного УПЧ А, или сигнала, усиленного УПЧ В, аттенюатор, связанный со вторым переключателем ПЧ, для ослабления избыточного усиления в сигнале, выбранном вторым переключателем ПЧ, причем указанное избыточное усиление обусловлено действием схемы в целом, и N-канальный делитель мощности для передачи ослабленного сигнала в N каналов.

20. Генератор пилот-сигнала по п. 19, отличающийся тем, что упомянутые первый и второй переключатели ПЧ обеспечивают выбор одного и того же тракта в каждый данный момент времени.

21. Генератор пилот-сигнала по п. 19, отличающийся тем, что упомянутый блок УПЧ/делителя дополнительно содержит схему управления переключателями, причем схема управления переключателями блокирует тракт усиления на ПЧ, для которого имела место предупредительная сигнализация, и подсоединяет работоспособный тракт усиления на ПЧ путем управления упомянутыми первым переключателем ПЧ и вторым переключателем ПЧ при обнаружении предупредительной сигнализации от УПЧ А или В.

22. Генератор пилот-сигнала по п. 21, отличающийся тем, что упомянутая схема управления переключателями обеспечивает управление упомянутыми двумя переключателями ПЧ для выбора УПЧ А в состоянии запуска схемы.

23. Генератор пилот-сигнала по п. 19, отличающийся тем, что упомянутая схема управления переключателями обеспечивает формирование предупредительной сигнализации с помощью светодиода А, когда отказ возникает в УПЧ А, и обеспечивает формирование предупредительной сигнализации с помощью светодиода В, когда отказ возникает в УПЧ В.

24. Генератор пилот-сигнала по п. 19, отличающийся тем, что потери L1, вносимые аттенюатором, определяются в соответствии с уравнением L1= G-А-L2, [дБ] , где А – усиление блока УПЧ/делителя, G – усиление каждого из двух усилителей, L2 – вносимые потери N-канального делителя мощности.

25. Генератор пилот-сигнала по п. 19, отличающийся тем, что упомянутые устройства блока УПЧ/делителя выполнены с возможностью простого монтажа и демонтажа в модульном виде при возникновении отказа в трактах усиления на ПЧ.

26. Генератор пилот-сигнала по п. 1, отличающийся тем, что УПЧ/делитель дополнительно содержит первый переключатель ПЧ для выбора тракта А усиления на ПЧ или тракта В усиления на ПЧ для передачи сигнала ПЧ, переданного от цифрового модема, УПЧ А для усиления сигнала ПЧ тракта А, выбранного первым переключателем ПЧ, аттенюатор А для ослабления избыточного усиления в сигнале, усиленном УПЧ А, причем избыточное усиление обусловлено действием схемы в целом, УПЧ В для усиления сигнала ПЧ тракта В, выбранного первым переключателем ПЧ, аттенюатор В для ослабления избыточного усиления в сигнале, усиленном УПЧ В, причем избыточное усиление обусловлено действием схемы в целом, второй переключатель ПЧ для выбора сигнала, ослабленного аттенюатором А, или сигнала, ослабленного аттенюатором В, N-канальный делитель мощности для передачи сигнала, выбранного вторым переключателем ПЧ, в N каналов.

27. Генератор пилот-сигнала по п. 26, отличающийся тем, что упомянутые первый и второй переключатели ПЧ обеспечивают выбор одного и того же тракта в каждый данный момент времени.

28. Генератор пилот-сигнала по п. 26, отличающийся тем, что упомянутый блок УПЧ/делителя дополнительно содержит схему управления переключателями, причем схема управления переключателями блокирует тракт усиления на ПЧ, для которого имела место предупредительная сигнализация, и подсоединяет работоспособный тракт усиления на ПЧ путем управления упомянутыми первым переключателем ПЧ и вторым переключателем ПЧ при обнаружении предупредительной сигнализации для УПЧ А или В или для аттенюаторов А или В.

29. Генератор пилот-сигнала по п. 28, отличающийся тем, что упомянутая схема управления переключателями обеспечивает управление упомянутыми двумя переключателями ПЧ для выбора УПЧ А в состоянии запуска схемы.

30. Генератор пилот-сигнала по п. 28, отличающийся тем, что упомянутая схема управления переключателями обеспечивает формирование предупредительной сигнализации с помощью светодиода А, когда отказ возникает в УПЧ А или аттенюаторе А, и обеспечивает формирование предупредительной сигнализации с помощью светодиода В, когда отказ возникает в УПЧ В или в аттенюаторе В для визуализации тракта усиления на ПЧ, в котором произошел отказ.

31. Генератор пилот-сигнала по п. 26, отличающийся тем, что потери L1, вносимые аттенюатором, определяются в соответствии с уравнением L1= G-A-L2, [дБ] , где А – усиление УПЧ/делителя, G – усиление каждого из двух усилителей, L2 – вносимые потери N-канального делителя мощности.

32. Генератор пилот-сигнала по п. 26, отличающийся тем, что упомянутые устройства блока УПЧ/делителя выполнены с возможностью простого монтажа и демонтажа в модульном виде при возникновении отказа.

33. Способ генерирования пилот-сигнала для осуществления процедуры фиксированного переключения каналов связи с одной частоты на другую в сотовой системе связи МДКР, причем базовая станция для фиксированного переключения каналов связи с одной частоты на другую использует идентифицирующий пилот-сигнал, соответствующий соседней базовой станции, включающий этапы, при которых генерируют сигнал промежуточной частоты для осуществления связи посредством цифрового модема, делят сигнал промежуточной частоты на множество трактов, передают преобразованный с повышением частоты сигнал в блок РЧ тракта радиосвязи для осуществления передачи после преобразования с повышением частоты первой части разделенного сигнала и передают преобразованный с повышением частоты сигнал по меньшей мере в один блок РЧ тракта для генерирования пилот-сигнала, соответствующего соседней базовой станции, после преобразования с повышением частоты второй части разделенного сигнала.

34. Способ генерирования пилот-сигнала по п. 33, отличающийся тем, что блок РЧ тракта передает все сигналы, преобразованные в служебном канале и в канале графика, для обеспечения выравнивания рабочих зон для множества частот.

35. Способ генерирования пилот-сигнала по п. 33, отличающийся тем, что операцию генерирования сигнала промежуточной частоты для осуществления связи производят в цифровом модеме, генерирующем сигнал промежуточной частоты, соответствующий сигналу основной частоты.

36. Способ генерирования пилот-сигнала по п. 33, отличающийся тем, что блок РЧ тракта назначают для каждой субячейки.

37. Способ генерирования пилот-сигнала по п. 33, отличающийся тем, что число блоков РЧ тракта увеличивают или уменьшают в зависимости от изменения конфигурации ячейки.

РИСУНКИ

MM4A – Досрочное прекращение действия патента СССР или патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Дата прекращения действия патента: 18.09.2009

Извещение опубликовано: 20.07.2010 БИ: 20/2010