Патент на изобретение №2201656

(54) СПОСОБ ОБЕСПЕЧЕНИЯ СОТОВОЙ СВЯЗИ НА СТАЦИОНАРНОМ ОБОРУДОВАНИИ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

(57) Реферат:

Раскрываются способ и устройство для обеспечения услуг сотовой телефонной связи на стационарном оборудовании в мобильной сотовой телекоммуникационной системе. Стационарный абонент приписан к фиксированной зоне внутри сотовой системы, причем абонент не может выходить за границы этой фиксированной зоны. Ограничение на передвижение выполняется посредством непрерывного контроля за идентификатором зоны расположения (ИЗР), значением временного упреждения (ВУ) и списком ячеек-кандидатов на перераспределение канала связи для стационарного абонента. Затем контролируемые параметры сравниваются с фиксированным ИЗР, фиксированным ВУ и фиксированным списком ячеек-кандидатов на перераспределение канала связи для определения того, вышел ли стационарный абонент за границы фиксированной зоны. Если сравнение показывает, что выход имел место, генерируется сигнал нарушения. Техническим результатом является обеспечение телефонной связи на стационарном оборудовании в сотовой телекоммуникационной системе, которые ограничивали бы стационарного абонента, использующего абонентскую станцию любого типа, в пределах зоны, меньшей по размеру, чем системная зона. 2 с. и 16 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к сотовым телекоммуникационным системам и, в частности, к способу предоставления услуг телефонной связи на стационарном оборудовании в мобильбой сотовой системе связи и устройству для его осуществления.

В сотовой телекоммуникационной системе пользователь мобильной станции осуществляет связь с сотовой системой через радиоинтерфейс при перемещении по географической зоне покрытия системы. Радиоинтерфейс между мобильной станцией и сотовой системой реализуется путем создания базовых станций, рассредоточенных по всей зоне покрытия системы, причем каждая из них способна осуществлять радиосвязь с мобильными станциями, работающими внутри системы. В обычной сотовой системе каждая базовая станция системы управляет связью внутри некоторой географической зоны покрытия, называемой ячейкой, а мобильная станция, которая расположена внутри конкретной ячейки, осуществляет связь с базовой станцией, контролирующей эту ячейку. Сотовая система обычно подсоединена к коммутируемой телефонной сети общего пользования (PSTN) или другой подобной наземной телефонной системе.

В течение некоторого времени способ передачи по радиоканалам использовался также и для обеспечения радиоинтерфейса для услуг телефонной связи на стационарном оборудовании. При таком телефонном обслуживании, в отличие от услуг мобильной связи, абонент остается на одном месте и не перемещается по зоне покрытия системы, обеспечивающей услуги связи. Несотовые системы, обеспечивающие услуги телефонной связи на стационарном оборудовании, обычно называются системами радиосвязи в абонентском шлейфе (РАШ). В РАШ системе оборудование абонента обычно содержит радиоаппаратуру, имеющую радиоинтерфейс с РАШ системой, и интерфейс, который взаимодействует с известным телефонным оборудованием, посредством которого абонент осуществляет связь с РАШ системой. Системы РАШ не способны обеспечивать функции сотовой связи. Как в случае с сотовыми системами, обычная РАШ система подсоединена к PSTN или другой подобной наземной телефонной системе. Предпочтительно, чтобы результат использования радиоинтерфейса был “прозрачным” и абонент не замечал, что он или она используют телефон, который имеет доступ к телефонной системе по радиоканалу. Реализация РАШ систем традиционно основывалась, главным образом, на применении аналоговых радиосистем.

Оператор системы, желающий обеспечить телефонную связь на стационарном оборудовании, использующую РАШ, может реализовать этот вид связи, используя систему, которая предназначена не только для обеспечения телефонной связи. В качестве альтернативы оператор системы может реализовать этот вид связи, используя мобильную сотовую телефонную систему для обеспечения коммутации и доступа по радиоканалу. Если используется цифровая сотовая система, то тогда этот вариант называется цифровым абонентским радиошлейфом (DWLL). Если у оператора системы имеется сотовая телефонная система, то предпочтительным может оказаться этот альтернативный вариант.

Реализация услуг телефонной связи на стационарном оборудовании в существующей сотовой системе обычно достигается путем обеспечения стационарного абонента оборудованием, которое отличается от оборудования, предоставляемого мобильному абоненту. Поскольку в этом случае нет необходимости обеспечить портативность до той степени, которая необходима для мобильного абонента, то стационарный терминал получается обычно тяжелее и может быть значительно больше по размерам, чем портативное оборудование. Терминал такого типа может быть зафиксирован в некотором месте, например, как таксофон, который закрепляется на некоторой конструкции. Также возможен вариант, когда абонент на стационарном оборудовании обеспечивается портативной мобильной станцией, но в соответствии с договоренностью его перемещение при использовании системы ограничивается некоторой фиксированной зоной сотовой системы. В этом случае положение абонента может быть ограничено конкретной ячейкой или меньшей зоной внутри ячейки. В обоих вышеуказанных случаях операторы сотовой системы могут обеспечить одновременно связь на стационарном оборудовании и мобильную связь, различая абонентов и давая возможность легко изменить вид связи абонента со стационарной на мобильную.

Телефонная связь на стационарном оборудовании, обеспечиваемая в рамках сотовой системы, может использоваться в качестве одного из применений в развивающихся странах, где отсутствует наземная телефонная инфраструктура.

Поскольку стационарный абонент не перемещается по системе, он предсказуемым образом определяет требования к распределению радиоканалов системы. Например, стационарный абонент всегда будет иметь доступ к радиоканалам, выделенным в назначенной для него зоне. Стационарный абонент использует также меньшее количество конкретных коммутационных ресурсов, чем мобильный абонент. Например, стационарный абонент не переходит из ячейки в ячейку, так что не требуется переход с одних коммутационных ресурсов на другие.

Предсказуемость действия стационарных абонентов с точки зрения требования распределения радиоканалов позволяет оператору системы соответствующим образом выделять радиоканалы и аппаратурные ресурсы сотовой системы. По этим причинам оператор системы может начислять стационарному абоненту пониженную плату по сравнению с мобильным абонентом.

При использовании вышеописанной телефонной связи на стационарном оборудовании внутри сотовой системы оператор системы должен быть уверенным в том, что во время использования стационарный абонент остается стационарным, т.е. остается либо в фиксированном положении, либо внутри выделенной абоненту зоны в сотовой системе. Если услуги связи для стационарного абонента вводятся в систему при минимальной ее модификации и стационарные абоненты регистрируются в системе подобно мобильным абонентам и имеют оборудование, подобное оборудованию мобильных абонентов, то оператор системы не всегда может быть уверенным в отсутствии портативности стационарного терминала или строгого соблюдения абонентом договора, предписывающего, что абонент должен оставаться на месте. При таком варианте реализации стационарный абонент предположительно может модифицировать стационарный терминал или нарушить договор с оператором системы и выйти из выделенной для него фиксированной зоны. Тогда желательно обнаружить и предотвратить перемещение абонента в самом начале, а не использовать системные сведения о регистрации абонентов для выслеживания нарушителей.

В мобильных сотовых системах система следит за местоположением мобильных абонентов. В большинстве систем это выполняется посредством регистрации мобильного абонента в зоне расположения, которая содержит одну или более ячеек. Если абонент перемещается в новую зону, то производится его регистрация в новой зоне расположения. Регистрация осуществляется путем обмена сигналами, передаваемыми между терминалом мобильного абонента и базовой станцией (или базовыми станциями), контролирующей зону, в которую вошел абонент. Процесс регистрации в основном включает в себя сообщение коммутационному центру услуг мобильной связи МЦС, контролирующего новую зону пребывания абонента, идентификатора мобильной станции, и последующего приема подтверждающего сообщения от системы, указывающего, что система зарегистрировала мобильную станцию в новой зоне ее расположения.

Одним из решений проблемы запрещения перемещения стационарного абонента в сотовой системе могло бы быть запрещение перемещения стационарного абонента в конкретную зону путем запрещения процесса регистрации во всех других зонах. Однако ячейки системы и зоны расположения, содержащие эти ячейки, могут иметь значительные размеры. Разрешение регистрации только в одной зоне скорее всего не сможет воспрепятствовать перемещению стационарного абонента внутри этой зоны.

Другое решение проблемы ограничения перемещения стационарных абонентов могло бы состоять в запрещении функции перераспределения канала связи для стационарного абонента. Функция перераспределения канала связи обеспечивается в большинстве сотовых систем и позволяет подсоединенному абоненту перемещаться из ячейки под управлением одной базовой станции ко второй ячейке под управлением второй базовой станции, не теряя связь с системой. Если бы функция перераспределения канала связи была бы для абонента запрещена, то можно было бы обеспечить прикрепление абонента к одной ячейке, причем это была бы ячейка, внутри которой был инициирован вызов. Однако запрещение функции перераспределения канала связи предотвратит возможность ухода абонента в другую ячейку и инициирования нового вызова. Таким образом, абонент мог бы выходить из выделенной ему фиксированной зоны и использовать систему. Кроме того, в некоторых системах может понадобиться функция перераспределения канала связи и для стационарных абонентов. Это может иметь место, например, в случае, когда система обладает ячеистой структурой, т.е. имеет ячейки меньшего размера внутри более крупных ячеек, каждая из которых совместно использует зоны покрытия. В этой ситуации, когда требуется системный график, может оказаться необходимым переключение вызовов для стационарного абонента от перекрывающей ячейки на меньшую ячейку внутри более крупной охватывающей ее ячейки или наоборот. Наличие функции перераспределения канала связи для всех абонентов внутри системы дает возможность также легко модернизировать услуги связи, перейдя со связи на стационарном оборудовании на сотовую.

В основу настоящего изобретения поставлена задача разработки способа и устройства для обеспечения телефонной связи на стационарном оборудовании в сотовой телекоммуникационной системе, которые ограничивали бы стационарного абонента, использующего абонентскую станцию любого типа, в пределах зоны, меньшей по размеру, чем системная зона. Было бы также полезно, если бы способ и устройство не запрещали функции перераспределения канала связи для системных абонентов, что облегчило бы одновременное обеспечение как стационарной, так и сотовой связи внутри одной и той же системы. Такой способ и устройство могли бы обеспечить преимущества телефонной связи на стационарном оборудовании без ограничения перемещения абонентов.

В настоящем изобретении предлагается способ и устройство для обеспечения телефонной связи на стационарном оборудовании внутри сотовой системы. Изобретение позволяет получить выгоду от использования телефонной связи на стационарном оборудовании в сотовой системе без возникновения проблем, связанных с существующими ограничениями перемещения абонентов. Изобретение позволяет ограничить станцию стационарного абонента в пределах фиксированной зоны, выделенной абоненту внутри сотовой системы. Фиксированная зона может быть ограничена размерами, меньшими, чем размеры одной ячейки или зоны расположения, и поэтому изобретение дает более эффективный способ ограничения перемещения, чем это могло бы быть при разрешении на регистрацию только в одной зоне расположения. Изобретение не требует запрещения функции перераспределения канала связи для стационарного абонента. Это позволяет избежать проблемы, связанной с возможностью для стационарного абонента обойти запрещение на переключение путем перемещения в новую ячейку и инициирования нового вызова из этой ячейки. Это также позволяет использовать функцию перераспределения канала связи для стационарного абонента, когда в системе используются перекрывающиеся ячейки, и дает возможность одновременного обеспечения как сотовой, так и стационарной связи внутри системы.

Ограничение на перемещение выполняется путем непрерывного контроля системных параметров, которые связаны со станцией стационарного абонента внутри системы.

Контролируемые параметры включают в себя идентификатор зоны расположения (ИЗР) для той зоны, в которой расположен стационарный абонент, значение временного упреждения (ВУ) для линии связи “Земля – спутник” стационарных абонентов и список ячеек-кандидатов на перераспределение канала связи, создаваемый для стационарного абонента. Список ячеек содержит список предпочтительных ячеек-кандидатов, расположенных в порядке предпочтения для перераспределения канала связи, если бы переключение выполнялось бы от ячейки, в которой находится стационарный абонент.

В изобретении за стационарным абонентом постоянно закреплены фиксированный ИЗР, максимальное значение ВУ_max и минимальное значение ВУ_min и фиксированный список ячеек-кандидатов на перераспределение канала связи. Эти постоянно закрепленные значения могут быть присвоены системой при начальном подключении к питанию стационарного абонента в закрепленной за ним фиксированной зоне. Во время доступа к системе и когда станция стационарного абонента включена и находится в состоянии ожидания, действительные значения ИЗР и ВУ непрерывно контролируются и сравниваются с фиксированными ИЗР, ВУ_mах и ВУ_min, присвоенными стационарному абоненту. Если фиксированное и действительное значения ИЗР отличаются или если действительное значение ВУ не лежит между ВУ_mах и ВУ_min, то в средство управления посылается сообщение о нарушении. Тогда средство управления оценивает сигнал нарушения в соответствии с алгоритмом, определяемым оператором системы. После приема одного или более сигналов нарушения средство управления может либо предупредить оператора системы о перемещении стационарного абонента, либо автоматически прекратить для стационарного абонента доступ к системе.

Во время продолжающегося вызова действительные значения ИЗР, ВУ и список ячеек-кандидатов на перераспределение канала связи сравниваются с фиксированными значениями ИЗР, ВУ_mах и ВУ_min и фиксированным списком ячеек-кандидатов на перераспределение, закрепленными за стационарным абонентом. Если фиксированное и действительное значения ИЗР отличаются, или если действительное значение ВУ не лежит между ВУ_mах и ВУ_min, или если некоторое или большее количество ячеек либо изменило свое положение либо выпало из фиксированного списка по сравнению с действительными списками, то в средство управления посылается сигнал нарушения. Средство управления оценивает сигнал нарушения в соответствии с алгоритмом, определяемым оператором системы. После приема одного или более сигналов нарушения средство управления может либо предупредить оператора системы, что стационарный абонент вышел за пределы фиксированной зоны, либо автоматически прекратить доступ стационарному абоненту в систему.

В дальнейшем изобретение поясняется описанием конкретного варианта его воплощения со ссылками на сопровождающие чертежи, на которых:
фиг. 1 изображает вариант воплощения изобретения, реализованный внутри сотовой системы;
фиг.2 – блок-схему сотовой системы согласно изобретению;
фиг.3А и 3В – шаги способа согласно изобретению.

На фиг.1 показан вариант воплощения изобретения, реализованный в сотовой системе, содержащей несколько ячеек 100, 102, 104, 106, 108, 110 и 112. Семь показанных ячеек выбраны в качестве примера, а действительное количество ячеек в системе может быть меньше или больше семи. Система включает в себя контроллеры базовых станций КБС 138, 140, 142 и 144. Каждый КБС 138, 140, 142 и 144 имеет одну или более базовых приемопередающих станций БПС, подсоединенных к КБС и находящихся под их управлением. КБС 138 управляет БПС 114, 118 и 120, КБС 140 управляет БПС 116, КБС 142 управляет БПС 122, а КБС 144 управляет БПС 124 и 126. Каждая КБС 114, 116, 118, 120, 122, 124 и 126 включает в себя приемник и передатчик для связи с мобильными станциями или станциями стационарных абонентов, расположенными внутри ячеек 100-112. Базовые приемопередающие станции 114-126 показаны для примера расположенными по периферии каждой из ячеек 100-112 соответственно и оборудованы направленными антеннами с углом 120 градусов. Однако в других конфигурациях сотовой радиотелефонной системы базовые приемопередающие станции могут располагаться рядом с центром ячеек 100-112 и могут облучать ячейки 100-112 радиосигналами либо всенаправленно, либо направленно. Ячейки располагаются по границе 150 между зонами расположения системы ЗР1 и ЗР2, причем ячейки 100, 102, 104 и 106 находятся в ЗР1, а ячейки 108, 110 и 112 в ЗР2. Контроллеры базовых станций 138 и 140 подсоединены к первому коммутационному центру услуг мобильной связи (МЦС1). Контроллеры базовых станций 142 и 144 подсоединены ко второму коммутационному центру услуг мобильной связи (МЦС2). Каждый МЦС (и связанные с ним КБС) выполняет системные функции для конкретной зоны расположения, в которой находятся БПС, подсоединенные к соответствующим КБС.

Внутри ячеек 100-112 в любой момент времени могут быть расположены одна или более абонентских станций, таких как мобильная станция 128 и стационарная станция 130. Каждая абонентская станция может через радиоинтерфейс осуществлять связь с одной или более базовых приемопередающих станций, а также контроллерами базовых станций и мобильными коммутационными центрами, подсоединенными к контроллеру базовой станции. Радиоинтерфейс содержит множество каналов трафика и по меньшей мере один канал управления. Канал управления используется для управления или контроля за работой абонентских станций с помощью информации, передаваемой на и принимаемой от этих станций. Такая информация может включать сигналы входящих вызовов, сигналы исходящих вызовов, сигналы на пейджер, ответные сигналы пейджера, сигналы регистрации местоположения и распределение речевых каналов или каналов трафика. МЦС1 и МЦС2 могут быть подключены к коммутируемой телефонной сети общего пользования (PSTN) (не показана) или к подобной на стационарном оборудовании, которая может включать в себя цифровую сеть связи с интегрированными услугами (ISDN).

Мобильная станция, например, как мобильная станция 128, может перемещаться внутри конкретной ячейки или между ячейками или зонами расположения сотовой системы, поддерживая связь с базовыми станциями системы. Станции стационарного абонента, такой как станция 130, разрешено работать внутри фиксированной зоны, закрепленной за этим стационарным абонентом. Согласно изобретению станции 130 разрешено работать в фиксированной зоне 132, расположенной внутри ячейки 100.

В варианте, показанном на фиг.1, изобретение реализуется в сотовой системе, работающей в соответствии со стандартом Европейских глобальных систем для мобильной связи (GSM). Хотя для описания указанного варианта воплощения был использован стандарт GSM, специалистам должно быть ясно, что изобретение может быть реализовано внутри любой сотовой системы, работающей в соответствии с принципами, подобными принципам GSM.

На фиг. 2 показана блок-схема сотовой системы. Стационарная станция 130 осуществляет связь через радиочастотный (РЧ) интерфейс 178 с базовой приемопередающей станцией (БПС) 114. Контроллер базовой станции (КБС) 138 управляет БПС 114. КБС 138 и БПС 114 образуют систему базовой станции (СБС) 170. СБС 170 подсоединена и осуществляет обмен с МЦС1 по сигнальным линиям 172, работающим в соответствии с протоколом No. 7 (CCITT No. 7) системы передачи сигналов. МЦС1 содержит регистратор исходного местоположения (РИМ), регистратор местоположения “визитера” РМВ, средство управления 166 и средство контроля 168. МЦС1 подсоединен и осуществляет обмен с коммутируемой телефонной сетью общего пользования (PSTN) 176 по сигнальным линиям 174, которые работают в соответствии с протоколом No. 7 (CCITT No. 7) системы передачи сигналов.

Хотя в данном к конкретном варианте средство управления 166 и средство контроля 168 показаны расположенными там же, где МЦС1, специалистам должно быть ясно, что эти конкретные функции могут быть реализованы и в каком-либо другом месте системы. Например, оба или одно из этих двух средств (средство управления 166 и средство контроля 168) могут располагаться внутри контроллера базовой станции 138.

Ограничение на перемещение станции 130 осуществляется путем непрерывного контроля действительного идентификатора ЗР1 зоны расположения, в которой находится стационарный абонент 130, действительного значения временного упреждения ВУ для линии связи “Земля – спутник” стационарного абонента и действительного списка ячеек-кандидатов на перераспределение канала связи, созданного для данного стационарного абонента. Список ячеек-кандидатов на перераспределение канала связи содержит список соседних ячеек, которые располагаются в порядке предпочтения для перераспределения. Порядок в списке определяется местоположением абонента в системе. Затем контролируемые параметры сравниваются с фиксированными значением ЗР1, максимальным ВУ_mах и минимальным ВУ_min и списком ячеек-кандидатов на перераспределение канала связи, хранящимися внутри перечня характеристик стационарного абонента в РМВ1 МЦС1. Если фиксированное и действительное значения ЗР1 отличаются, или если действительное значение ВУ не лежит между ВУ_mах и ВУ_min, или если появились изменения между действительным и фиксированным списками ячеек-кандидатов на перераспределение канала связи, либо конкретное или большее число ячеек-кандидатов изменилось в действительном списке ячеек-кандидатов на перераспределение по сравнению с фиксированным списком ячеек-кандидатов на перераспределение, или появились изменения в предпочтении ячеек (по сравнению с фиксированным списком), то в средство управления 166 посылается сигнал нарушения, указывающий изменение параметра. После посылки одного или более сигналов нарушения для стационарного абонента за конкретный период времени средство управления 166 может либо послать предупреждение оператору системы, либо автоматически прекратить доступ в систему для стационарного абонента 130.

Фиксированные значения ЗР1, ВУ_mах и ВУ_min могут быть получены с помощью процесса инициализации при первом подключении к питанию стационарной станции 130 в выделенной зоне 132. Фиксированный список ячеек-кандидатов на перераспределение канала связи может быть инициализирован во время первого вызова, при котором станция 130 вовлекается в работу после подключения к питанию внутри системы. Фиксированные значения ЗР1, ВУ_mах и ВУ_min и фиксированный список ячеек-кандидатов на перераспределение могут быть получены путем использования функций сотовой системы. Действительные значения ЗР1, ВУ и списки ячеек-кандидатов на перераспределение канала связи также могут быть получены путем использования тех же самых функций.

Фиксированное и действительное значения ЗР1 могут быть получены путем использования системных функций регистрации и обновления местоположения. Как часть процесса регистрации, значение ЗР1 зоны расположения, в которой находится абонентская станция, обновляется и запоминается в РМВ этого абонента. Это осуществляется при начальном доступе в систему, когда абонентская станция подключается к питанию (обновление при подсоединении), а также когда абонентская станция активизирована в системе (во время переключения вызова или во время периодического или принудительного изменения местоположения, вызванного перемещением). Требуемое значение ЗР1 может быть получено путем доступа в РМВ абонента в соответствующий момент времени.

Контролируемые значения ВУ и ВУ_mах и ВУ_min могут быть получены путем использования процесса адаптивного поблочного выравнивания в стандарте GSM. В GSM каждой абонентской станции, активизированной в системе, присваивается значение ВУ. Значение ВУ используется для выравнивания пакетов данных TDMA (многостанционный доступ с временным разделением каналов), передаваемых различными абонентскими станциями, которые подвергаются временному мультиплексированию в одном частотном канале. Процесс адаптивного поблочного выравнивания предполагает, что два пакета TDMA не перекрываются и не влияют друг на друга. В GSM значение ВУ представляет собой целое число в диапазоне от 0 до 63. ВУ=0 соответствует отсутствию временного упреждения, а ВУ=63 соответствует максимальному временному упреждению. Значение временного упреждения возрастает, когда мобильная станция удаляется от базовой приемопередающей станции, и показывает расстояние мобильной станции от базовой приемопередающей станции. Максимальное значение ВУ составляет 63. Базовая приемопередающая станция измеряет задержку и передает соответствующее значение ВУ на мобильную станцию. ВУ= 63 примерно соответствует задержке сигнала, принимаемого от мобильной станции, находящейся в 35 км от базовой приемопередающей станции в статическом режиме.

Базовая приемопередающая станция периодически посылает по каналу управления вещанием (КУВ) сигналы частотной коррекции и синхронизации, давая возможность синхронизации мобильной станции с базовой приемопередающей станцией и, если это необходимо, корректировки ее частотного стандарта, чтобы он соответствовал частотному стандарту базовой приемопередающей станции. Синхронизация временных интервалов и блоков, содержащих временные интервалы, имеет отношение к общему набору контуров, которые работают непрерывно, независимо от того, передает ли мобильная станция или базовая приемопередающая станция или нет. Поскольку мобильная станция определяет правильную настройку этих контуров, все процессы синхронизируются по базовой приемопередающей станции, осуществляющей в данный момент обслуживание.

Мобильная станция синхронизирует свои передачи на базовую приемопередающую станцию, чтобы согласовать их с передачами, принимаемыми от базовой приемопередающей станции. Базовая приемопередающая станция непрерывно контролирует у себя задержку принимаемого сигнала от мобильной станции. Затем базовая приемопередающая станция посылает на каждую мобильную станцию параметр временного упреждения ВУ. После приема значения ВУ мобильная станция сдвигает синхронизацию своей передачи на величину ВУ, в результате чего сигналы от различных мобильных станций поступают на базовую приемопередающую станцию с компенсацией задержки распространения.

Когда базовая приемопередающая станция обнаруживает в канале управления пакет с произвольным доступом, она измеряет задержку сигнала по отношению к ожидаемому сигналу от мобильной станции при нулевом расстоянии при статическом режиме работы канала. Эта задержка, называемая начальным ВУ, вводится в ответный сигнал, идущий от базовой приемопередающей станции к мобильной станции.

После этого базовая приемопередающая станция непрерывно контролирует задержку сигнала, принимаемого от мобильной станции. Если задержка изменяется на заданную величину, то значение ВУ возрастает или уменьшается на 1, и это новое значение передается на мобильную станцию. Способы измерения таких временных упреждений ВУ известны специалистам.

В изобретении начальное ВУ и каждое изменение ВУ, передаваемое БПС 114 на станцию фиксированного абонента 130, также автоматически передается на средство контроля 168 МЦС1. Таким образом, система имеет значения ВУ, которые необходимы для реализации изобретения.

Фиксированный и действительный контролируемый списки ячеек-кандидатов на переключение могут быть получены путем использования процесса измерения переключения GSM. Как часть процесса измерения переключения мобильная станция принимает и измеряет уровень принимаемого сигнала “спутник – Земля” (RXLEV_ NSELL) в каналах КУВ соседних ячеек по меньшей мере 32 раза за период 480 мс. Измеряемые соседние каналы КУВ определяются списком соседних частот, посылаемым системой на мобильную станцию во время вызова. Список соседних частот включает не более 16 каналов КУВ соседних ячеек, подлежащих измерению. Затем результаты измерений для 6 каналов КУВ соседних ячеек, имеющих самый высокий RXLEV_NCELL, сообщаются мобильной станцией в систему базовой станции в течение каждого мультиблока (480 мс) медленного подсоединенного канала управления МПКУ. Затем контроллер базовой станции использует измерения RXLEV_NCELL для составления списка кандидатов на переключение.

В изобретении список кандидатов на переключение периодически генерируется и посылается от КБС 138 в средство контроля 168 МЦС1. Этот список ячеек-кандидатов на переключение может быть использован для создания как фиксированного списка ячеек-кандидатов на переключение, так и контролируемого списка ячеек-кандидатов на переключение.

Для того чтобы реализовать функции сотовой связи на стационарном оборудовании для стационарного абонента 130, сначала должны быть инициализированы, а затем записаны в перечень характеристик стационарного абонента 130 РИМ1 значения для фиксированных ИЗР, ВУ_mах и ВУ_min и фиксированный список ячеек-кандидатов на переключение. Эти фиксированные значения параметров могут быть инициализированы во время первого включения питания стационарного абонента 130. Стационарному абоненту 130 дается команда на включение питания, когда фиксированная станция находится в требуемом месте. Это будет внутри фиксированной зоны 132 (фиг.1).

При начальном подключении стационарного абонента 130 к питанию в системе БПС 114 обнаруживает пакет произвольного доступа в канале управления. Как часть процесса запроса доступа в РМВ1 посылается ИЗР, идентифицирующий ИЗР1 как зону расположения, в которой в данный момент находится стационарный абонент 130. Эта ИЗР1 также запоминается в перечне характеристик стационарного абонента 130 в РИМ1 в виде фиксированного значения ИЗР для абонента 130.

В альтернативном варианте воплощения стационарной ИЗР может содержать больше одного значения ИЗР. Использование более одного значения ИЗР для стационарного ИЗР может оказаться полезным, когда стационарный абонент располагается на границе или рядом с границей двух или более зон расположения. В этом случае текущий ИЗР стационарного абонента может измениться, даже если абонент не двигался. Если фиксированное значение ИЗР содержалось бы в ИЗР граничащих друг с другом зон расположения, то система могла бы провести сравнение одного или более фиксированных ИЗР с текущим ИЗР и посчитать, что фиксированный ИЗР эквивалентен текущему ИЗР, если текущий ИЗР эквивалентен любому ИЗР, содержащемуся в фиксированном ИЗР. Это могло бы предотвратить появление ошибочных сообщений о перемещении стационарных абонентов.

При начальном включении питания БПС 114 также измеряет начальное временное упреждение. Затем БПС 114 посылает значение ВУ в КБС 138, который передает это значение на средство контроля 168 в МЦС1. Исходя из начального значения ВУ средство контроля 168 вычисляет ВУ_mах и ВУ_min и помещает эти значения в перечень характеристик стационарного абонента 130 в РИМ1.

ВУ_mах и ВУ_min вычисляются для того, чтобы дать возможность изменять на некоторую величину контролируемые значения ВУ без того, чтобы считать, что стационарный абонент 130 вышел за границы зоны стационарного абонента 132. Например, если начальное значение ВУ составляет 51, то ВУ_mах может быть установлено равным 53, а ВУ_min может быть установлено равным 49. Контролируемые значения ВУ будут оставаться внутри границ ВУ_mах и ВУ_min, пока стационарный абонент 130 будет находиться примерно в 1000 м по всей линии, направленной радиально от БПС 114, где ВУ составляет 51. Специалистам ясно, что значение ВУ не может быть предсказано и вычислено точно из-за таких явлений, как отражение радиоволн от деревьев, зданий и автомобилей. В сельских районах с большими участками для ячеек (до 35 км в диаметре для GSM) изобретение обеспечит более точное слежение за перемещениями, чем в пригородных зонах, где используются ячейки меньшего размера. ВУ_mах и ВУ_min могут быть соответственно скорректированы, а средство управления 166 и средство контроля 168 могут быть реализованы таким образом, чтобы учесть указанные явления, связанные с распространением радиоволн.

Фиксированный список ячеек-кандидатов на перераспределение канала связи для стационарного абонента 130 инициируется во время первого вызова, с которого абонент 130 включается в работу. В продолжение первого вызова выполняются измерения RXLEV_NCELL на каналах соседних ячеек в соответствии с процессом измерения, описанным ранее. Список кандидатов на перераспределение канала связи периодически посылается из КБС 138 в средство контроля 168 в МЦС1. Во время первого вызова или, как альтернативный вариант, во время ряда начальных вызовов средство контроля 168 получает списки кандидатов на перераспределение канала связи. Когда соберется достаточное количество списков кандидатов на переключение для достижения желаемой точности, определяется список ячеек-кандидатов на перераспределение канала связи. Список кандидатов на переключение может быть определен как список, наиболее часто принимаемый во время периода инициализации. В зависимости от различий в списках, принимаемых во время периода инициализации, если они вообще были, может быть также определен критерий для количества изменений, допустимых в списке кандидатов на переключение. Затем фиксированный список кандидатов на переключение запоминается в перечне характеристик абонента.

Коль скоро определены значения для ИЗР, ВУ_mах и ВУ_min и фиксированный список ячеек-кандидатов на перераспределение канала связи, может быть реализован процесс управления функцией сотовой связи на стационарном оборудовании.

На фиг. 3А и 3В показаны шаги процесса, выполняемые в сотовой системе, которая работает, когда стационарный абонент активизирован в системе. Стационарный абонент считается активным, когда он включен и находится в системе в состоянии ожидания или когда он непосредственно работает с поступающим вызовом. На фиг. 3А показаны шаги процесса, выполняемые тогда, когда станция стационарного абонента включена и находится в состоянии ожидания. На фиг.3В показаны шаги процесса, выполняемые тогда, когда станция стационарного абонента работает с поступающим вызовом.

На фиг. 3А показаны также шаги процесса, которые осуществляются после инициализации, когда стационарный абонент 130 снова подключается к питанию после отключения от питания. Если абонент 130 не отключался от питания, а оставался после инициализации включенным, то процесс начнется с шага 307 (фиг.3А), а шаги 302, 304, 306 и 317 исключаются. Пока абонент не отключается от питания, фиксированные значения ИЗР, ВУ_mах и ВУ_min и фиксированный список кандидатов на переключение сохраняются в РМВ1.

На шаге 302 при включении питания стационарная станция 130 регистрируется в системе. Как часть процесса регистрации ИЗР зоны расположения, в которой находится станция 130 на стационарном оборудовании, посылается в РМВ1 МЦС1. Также из перечня характеристик абонента, который был передан из РИМ1 и хранился в РМВ1, извлекается фиксированный ИЗР. На шаге 304 фиксированное значение ИЗР, связанное со стационарным абонентом 130, сравнивается в средстве контроля 168 с действительным значением ИЗР, извлекаемым из перечня характеристик стационарного абонента 130, хранящегося в РМВ1. Если фиксированное и действительное значения ИЗР не совпадают, то процесс переходит к шагу 305. На шаге 305 средство контроля посылает сигнал нарушения в средство управления 166. От шага 317 процесс переходит к шагу 306. Однако, если фиксированное и действительное значения ИЗР на шаге 304 совпадают, то процесс непосредственно переходит к шагу 306. Далее на шаге 306 средство контроля 168 сравнивает начальное ВУ со значениями ВУ_mах и ВУ_min в перечне характеристик абонента. Если начальное значение ВУ находится вне диапазона, ограниченного ВУ_mах и ВУ_min, то процесс переходит к шагу 319. На шаг 319 в средство управления 168 посылается сигнал нарушения. Однако, если на шаге 306 обнаруживается, что начальное значение ВУ находится внутри диапазона, ограниченного ВУ_mах и ВУ_min, то процесс переходит в состояние ожидания (шаг 307).

В то время, когда стационарная станция 130 находится в состоянии ожидания, процесс непрерывно контролирует и реагирует на обновления ИЗР, изменения ВУ и запросы на установку. Любой из этих трех случаев активизирует процесс, выводя его из состояния ожидания на шаге 307, чтобы на шаге 308 принять входные данные, связанные с таким случаем. Далее, на шаге 310 средство контроля 168 определяет, являются ли эти входные данные запросом на обновление местоположения. Если эти входные данные являются запросом на обновление местоположения, то процесс переходит к шагу 316, на котором средство контроля 168 сравнивает новый ИЗР с фиксированным ИЗР для стационарного абонента 130. Если значения ИЗР не равны, то процесс переходит к шагу 319, на котором средство контроля посылает сигнал нарушения в средство управления 166. Затем процесс возвращается в состояние ожидания (шаг 307).

Однако, если на шаге 310 определяется, что входные данные не являются обновлением местоположения, то процесс переходит к шагу 312. На шаге 312 средство контроля 168 определяет, являются ли входные данные изменением ВУ. Если входные данные являются изменением ВУ, то процесс переходит к шагу 318, где средство контроля 168 сравнивает новое ВУ с ВУ_mах и ВУ_min для абонента 130. Если новое ВУ находится вне диапазона, установленного с помощью ВУ_mах и ВУ_min, то процесс переходит к шагу 319, где средство контроля 168 посылает сигнал нарушения на средство управления 166. Затем процесс возвращается в состояние ожидания (шаг 307).

Однако, если на шаге 312 определяется, что входные данные не представляют изменение ВУ, то процесс переходит к шагу 114, где система устанавливает вызов. От шага 312 процесс переходит в состояние ожидания на шаге 320 (фиг.3В).

В то время, когда станция 130 работает с продолжающимся вызовом, процесс остается в состоянии ожидания (шаг 320). Находясь в состоянии ожидания на шаге 320, процесс периодически контролирует и реагирует на изменения ВУ, сообщения по списку кандидатов на переключение или обновления местоположения. Любой из этих трех случаев активизирует процесс, выводя его из состояния ожидания 320, чтобы принять входные данные, связанные с этим событием.

Далее на шаге 324 средство контроля 168 определяет, являются ли входные данные изменением местоположения. Если входные данные представляют изменение местоположения, то процесс переходит к шагу 332. На шаге 332 средство контроля 168 сравнивает новое значение ИЗР с фиксированным значением ИЗР. Если эти два значения ИЗР отличаются, то процесс переходит к шагу 338, и средство контроля 168 посылает сигнал нарушения в средство контроля 166. Затем процесс от шага 338 возвращается в состояние ожидания (шаг 320). Однако, если на шаге 332 обнаруживается, что два значения ИЗР идентичны, то процесс переходит от шага 332 непосредственно обратно в состояние ожидания (шаг 320). Однако, если на шаге 324 определяется, что входные данные не представляют изменение местоположения, то процесс переходит к шагу 326, где средство контроля 168 определяет, являются ли входные данные списком кандидатов на переключение. Если входные данные являются списком кандидатов на переключение, то процесс переходит к шагу 334. На шаге 334 средство контроля 168 определяет, было ли значительное изменение в списке ячеек-кандидатов на переключение путем сравнения действительного списка ячеек-кандидатов на переключение с фиксированным списком ячеек-кандидатов на переключение, содержащимся в перечне характеристик стационарного абонента 130. Значительное изменение определяется в том случае, если некоторое число N ячеек в списке ячеек-кандидатов на переключение либо было изменено по местоположению, либо выброшено из фиксированного списка по сравнению с действительным списком. Если определяется, что в списке произошло значительное изменение, то процесс переходит к шагу 338, и средство контроля 168 посылает сигнал нарушения в средство управления 166. От шага 338 процесс возвращается назад в состояние ожидания (шаг 320). Однако, если на шаге 336 обнаруживается, что списки ячеек-кандидатов на переключение являются допустимыми, то процесс переходит от шага 336 непосредственно обратно в состояние ожидания (шаг 320).

Если на шаге 326 определяется, что входные данные не являются списком кандидатов на переключение, то принимается сообщение о ВУ и процесс переходит к шагу 328. На шаге 326 средство контроля 168 определяет, находится ли сообщенное ВУ внутри границ, определяемых ВУ_mах и ВУ_min. Если сообщенное ВУ находится вне границ, определяемых ВУ_mах и ВУ_min, процесс переходит к шагу 338, где средство контроля 168 посылает сигнал нарушения в средство управления 166. Затем процесс возвращается назад в состояние ожидания (шаг 320). Однако, если на шаге 328 обнаруживается, что сообщенное ВУ находится внутри границ, определяемых ВУ_mах и ВУ_min, то процесс от шага 328 возвращается непосредственно в состояние ожидания (шаг 320). Процесс, показанный на фиг.3В, продолжается на протяжении всего текущего вызова.

Средство управления 166 может содержать процессор, который программируется для работы в соответствии с требуемым алгоритмом по сигналам нарушений, принимаемым от средства контроля 168. Например, средство управления 166 может быть запрограммировано для запрещения доступа в систему или прекращения продолжающегося вызова, после того как будут получены один или более сигналов нарушений одного типа или один или более сигналов нарушений, образующих комбинацию из нарушений разных типов. В зависимости от пожеланий оператора системы одного сигнала нарушения может быть достаточно для запрещения доступа или прекращения вызова. Алгоритм может быть настроен так, чтобы учитывать отклонения внутри системы при RF эффектах, которые могут вызвать появление ошибочных сигналов нарушения.

В некоторых случаях оператору системы может быть предоставлено право, разрешающее обеспечение только связи на стационарном оборудовании. В этом случае разрешение стационарному абоненту перемещаться было бы для оператора нарушением лицензии. Функция, которая автоматически прекращает вызов или запрещает доступ, будет полезной системному оператору, который имеет такую “фиксированную” лицензию.

В качестве альтернативы средство управления может вместо этого генерировать отчет оператору системы, после того как будут приняты один или более сигналов нарушения одного типа или один или более сигналов нарушения, образующих комбинацию нарушений разных типов. Отчет может приниматься в распечатанном виде или на экране монитора. Затем оператор системы может использовать эти отчеты для контроля использования системы стационарных абонентов и принимать решения о прекращении обслуживания или предупреждении абонента о возможном прекращении обслуживания. Оператор системы может также использовать отчеты в качестве базы для начисления специальных штрафов, накладываемых на абонента за нарушения договора об обслуживании стационарного абонента.

Как можно видеть из приведенного выше описания изобретения, предлагается способ и устройство для обеспечения телефонной связи на стационарном оборудовании в сотовой телекоммуникационной системе. Изобретение позволяет оператору системы ограничить стационарного абонента в фиксированной зоне внутри зоны расположения сотовой системы. Эта возможность ограничения стационарного абонента в одной зоне, меньшей, чем зона расположения, обеспечивает более эффективное выполнение функции сотовой связи, чем существующие способы. Изобретение может быть также реализовано в существующей системе с минимальным видоизменением системного оборудования.

Формула изобретения

1. Способ обеспечения стационарного телефонного обслуживания для передающего устройства в положении стационарного абонента в пределах сотовой сети связи, заключающийся в том, что присваивают по меньшей мере один параметр стационарного абонента, определяющий положение стационарного абонента, только одному передающему устройству, контролируют один или более параметров сотовой связи, указывающих, переместилось ли передающее устройство из положения стационарного абонента, причем указанное положение стационарного абонента включает часть зоны обслуживания базовой станции, центром которой не является базовая станция, а передающее устройство беспроводной связью связано с базовой станцией в сотовой сети связи, сравнивают указанный один или более параметров сотовой связи с упомянутым по меньшей мере одним параметром стационарного абонента для определения, переместилось ли передающее устройство из положения стационарного абонента, и при подтверждении генерируют сигнал, указывающий, что передающее устройство переместилось за пределы положения стационарного абонента.

2. Способ по п. 1, при котором параметры сотовой связи содержат список ячеек-кандидатов на перераспределение канала связи, имеющий перечень ячеек, соседних с ячейкой, в которых находится передающее устройство.

3. Способ по п. 2, при котором по меньшей мере один параметр стационарного абонента содержит фиксированный список ячеек-кандидатов на перераспределение каналов связи, при этом этап сравнения включает шаг сравнения списка ячеек-кандидатов на перераспределение каналов связи в передающем устройстве с фиксированным списком ячеек-кандидатов на перераспределение каналов связи, содержащим перечень соседних ячеек, когда передающее устройство находится в положении стационарного абонента.

4. Способ по п. 1, при котором параметры сотовой связи содержат значение временного упреждения, показывающее величину временного упреждения, необходимую для получения сигнала синхронизации между мобильной станцией и базовой станцией.

5. Способ по п. 4, при котором по меньшей мере один параметр стационарного абонента содержит заданные пределы временного упреждения, при этом этап сравнения содержит шаг сравнения значения временного упреждения с заданными значениями предела временного упреждения для определения, попадает ли значение временного упреждения в заданный предел.

6. Способ по п. 1, при котором параметры сотовой связи содержат идентификатор зоны положения, в котором находится передающее устройство.

7. Способ по п. 6, при котором по меньшей мере один параметр стационарного абонента содержит идентификатор заданной зоны положения, связанный с положением стационарного абонента, при этом этап сравнения содержит шаг сравнения идентификатора зоны положения с идентификатором заданной зоны положения.

8. Способ по п. 1, который содержит этап уведомления оператора системы о перемещении передающего устройства из положения стационарного абонента.

9. Способ по п. 1, при котором дополнительно устанавливают заданный второй набор параметров при первоначальном включении передающего устройства.

10. Способ по п. 1, при котором дополнительно осуществляют уведомление контроллера о перемещении передающего устройства из положения стационарного абонента.

11. Способ по п. 1, при котором прекращают телефонное обслуживание для передающего устройства при перемещении передающего устройства из положения стационарного абонента.

12. Устройство обеспечения телефонного обслуживания для передающего устройства в положении стационарного абонента в сети сотовой связи, содержащее базовую станцию, находящуюся в сети сотовой связи, станцию стационарного абонента, имеющую беспроводную связь с базовой станцией и предназначенную для работы в положении стационарного абонента, причем указанное положение стационарного абонента включает часть зоны обслуживания базовой станции, центром которой не является базовая станция, а передающее устройство беспроводной связью связано с базовой станцией в сотовой сети связи, средство, связанное с базовой станцией и предназначенное для контроля первого набора параметров сотовой связи, характеризующих положение станции стационарного абонента в зоне обслуживания базовой станции, средство управления для сравнения указанного одного или более параметров из первого набора параметров сотовой связи с упомянутым по меньшей мере одним параметром стационарного абонента для определения, переместилось ли передающее устройство из положения стационарного абонента, и при подтверждении генерирования сигнала, указывающего, что передающее устройство переместилось за пределы положения стационарного абонента, и для прерывания телефонного обслуживания при несовпадении, а также для определения, когда первый набор параметров сотовой связи не совпадает ни с одним параметром из второго набора параметров сотовой связи, относящегося к станции стационарного абонента и определяющего положение стационарного абонента, и продолжения телефонного обслуживания в ответ на него.

13. Устройство по п. 12, в котором первый набор параметров сотовой связи содержит список кандидатов на перераспределение каналов связи.

14. Устройство по п. 12, в котором первый набор параметров сотовой связи содержит значение временного упреждения.

15. Устройство по п. 12, в котором первый набор параметров сотовой связи содержит идентификатор зоны расположения.

16. Устройство по п. 12, которое содержит средство для запоминания второго набора параметров сотовой связи.

17. Устройство по п. 12, в котором второй набор параметров сотовой связи содержит одновременно список кандидатов на перераспределение каналов связи, значение временного упреждения и идентификатор зоны расположения.

18. Устройство по п. 12, которое содержит средство для генерации сигнала в ответ на определение, выполняемое средством определения, что стационарный абонент находится вне фиксированной зоны.

РИСУНКИ