Патент на изобретение №2202855

(54) СИСТЕМА СВЯЗИ С БЕСПРОВОДНОЙ СВЯЗЬЮ, ОСНОВАННОЙ НА КОДОВОМ И ВРЕМЕННОМ УПЛОТНЕНИИ, МЕЖДУ МОБИЛЬНЫМИ И/ИЛИ СТАЦИОНАРНЫМИ ПРИЕМОПЕРЕДАЮЩИМИ УСТРОЙСТВАМИ

(57) Реферат:

Чтобы в системе связи с беспроводной связью, основанной на кодовом и временном уплотнении, между мобильными и/или стационарными приемопередающими устройствами оптимальным образом использовать предоставленные для передачи полезных данных ресурсы в смысле улучшения спектральной эффективности и/или улучшения рабочих характеристик как в дуплексном режиме с временным уплотнением, так и в дуплексном режиме с частотным уплотнением в паре временных интервалов, предназначенной по меньшей мере для одного соединения связи, динамически распределяют кодовую плоскость, образованную кодами (К1…К8), для соответствующей услуги, передаваемой по соответствующему соединению связи, что и является достигаемым техническим результатом. 2 с. и 4 з.п. ф-лы, 11 ил.

Системы связи с беспроводной связью между мобильными и/или стационарными приемопередающими устройствами представляют собой специальные системы связи с линией связи между источником информации и потребителем информации, в которых применяются, например, базовые станции и мобильные станции для обработки и передачи информации в качестве передающих и приемных устройств, в которых:
1) обработка и передача информации может производиться в предпочтительном направлении передачи (симплексный режим) или в обоих направлениях передачи (дуплексный режим),
2) обработка информации предпочтительно осуществляется в цифровой форме,
3) передача информации по линии связи осуществляется беспроводным способом на основе различных методов передачи сообщений, таких как множественный доступ с частотным разделением (МДЧР) каналов, множественный доступ с временным разделением (МДВР) каналов и/или множественный доступ с кодовым разделением (МДКР) каналов, например, в соответствии с различными стандартами связи, такими как стандарт DECT Цифровой усовершенствованной (ранее Европейской) беспроводной системы связи (см. Nachrichtentechnik Elektronik 42 (1992) Jan./Feb. 1, Berlin, DE; U. Pilger “Struktur des DECT-Standards”, S. 23-29, во взаимосвязи с ETSI-Publikation ETS 300175-1…9, Okt. 1992; и DECT-Publikation des DECT-Forum, Feb. 1997, S. 1-16); стандарт GSM (Глобальная система мобильной связи) (см. Informatik Spektrum 14 (1991) Juni, Nr. 3, Berlin, DE; A. Mann: “Der GSM-Standart – Grundlage fuer digitale europaeische Mobilfunknetze”, S. 137-152 во взаимосвязи с публикацией telekom praxis 4/1993, P. Smolka: “GSM-Funkschnittstelle – Elemente und Funktionen, S. 17, 24), стандарт UMTS (Универсальная мобильная телекоммуникационная система (см. (1) Nachrichtentechnik Elektronik, Berlin 45, 1995, Heft 1, S. 10-14; Heft 2, S. 24-27; P. Jung, B.Steiner: Konzept eines CDMA-Mobilfunksystem mit gemeinsamer Detektion ftier die dritte Mobifunkgeneration”; (2) Nachrichtentechnik Elektronik, Berlin 41, 1991, Heft 6, S. 223-227, S. 234; P. W.Baier, P. Jung, A. Klein: “CDMA- ein guenstiges Vielfachzugriffsverfahren fuer frequenzselektive und zeitvariante Mobilfunkkanaele”; (3) IIСЕ Transactions on Fundamentals of Electronics, Communications and Computer Sciences, Vol. E79-A, No. 12, Dec. 1996, S. 1930-1937; P.W.Baier, P. Jung: “CDMA Myths and Realities Revisited”; (4) IEEE Personal Communications, Feb. 1995, S. 38-47; A, Urie, M.Streeton, C.Mourot: “An Advanced TDMA Mobile Access System for UMTS”; (5) telecom praxis, 5/1995, S. 9-14; P.W. Baier: “Spread-Spectrum-Technik und CDMA – eine urspruenglich militaerische Technik erobert den zivilen Bereich”; (6) IEEE Personal Communications, Feb. 1995, S. 48-53; P. O. Andermo, L.M.Ewerbring: “An CDMA-Based Radio Access Design for UMTS”; (7) ITG Fachberichte 124 (1993), Berlin, Offenbach: VDE Verlag ISBN 3-8007-1965-7, S. 67-75; Dr. T. Zimmermann, Siemens AG: “Anwendung von CDMA in der-Mobilkommunikation”; (8) telcom report 16, (1993), Heft 1, S. 38-41; Dr. T.Ketseoglou, Siemens AG, Dr. T. Zimmermann, Siemens AG: “Effizienter Teilnehmerzugriff fuer die 3.Generation der Mobilkommunikation – Vielfachzugriffsverfahren CDMA macht Luftschnittstelle flexibler”; (9) Funkschau 6/98: R.Sietmann “Ringen urn die UMTS-Schnittstelle”, S. 76-81), а также стандарты WACS (Коммуникационное обслуживание с беспроводньм доступом) или PACS (Система связи с архивированием изображений), IS-54, PHS, PDC (Частный цифровой канал) и т.д. (см. IEЕЕ Communications Magazine, January 1995, S. 50-57; D.D. Falconer et al., Time Division Multiple Access Methods for Wireless Personal Communications).

Термин “сообщение” характеризует собой родовое понятие, которое используется для характеристики как смыслового содержания (информация), так и физического (материального) представления (сигнал). Несмотря на одинаковое содержание сообщения, т. е. одинаковую информацию, могут использоваться различные формы сигналов. Так, например, сообщение, касающееся одного и того же предмета, может передаваться:
(1) в форме изображения,
(2) как произнесенное слово,
(3) как написанное слово,
(4) как зашифрованное слово или изображение.

Тип передачи, соответствующий пунктам (1), (2), (3), обычно характеризуется непрерывными (аналоговыми) сигналами, в то время как тип передачи согласно пункту (4) обычно обусловлен прерывистыми сигналами (например, импульсы, цифровые сигналы).

На фиг.1-7 представлено следующее:
фиг.1 – трехуровневая структура эфирного интерфейса на основе широкополосного множественного доступа с кодовым разделением каналов (ШМДКР)/дуплексного режима с частотным уплотнением (ДЧУ) в прямой линии связи,
фиг. 2 – трехуровневая структура эфирного интерфейса на основе широкополосного множественного доступа с кодовым разделением каналов (ШМДКР)/дуплексного режима с частотным уплотнением (ДЧУ) в обратной линии связи,
фиг.3 – трехуровневая структура эфирного интерфейса на основе множественного доступа с кодовым разделением каналов с временным разделением (МДКР-ВР)/дуплексного режима с временным уплотнением (ДВУ),
фиг. 4 – сценарий связи с многократным использованием канала в соответствии с частотным, временным, кодовым уплотнением,
фиг. 5 – функциональная блок-схема базовой станции, выполненной в виде приемопередающего устройства,
фиг. 6 – функциональная блок-схема мобильной станции, выполненной в виде приемопередающего устройства,
фиг.7 – структура кадра передачи стандарта DECT.

Сценарий системы UMTS (третье поколение мобильных систем или соответственно ГМТ-2000) включает в себя три составные части или три частичных сценария (см. Funkschau 6/98: R.Sietmann. “Ringen urn die UMTS-Schnittstelle”, S. 76-81). Согласно первому частичному сценарию лицензированная координированная мобильная связь базируется на технологии широкополосного множественного доступа с кодовым разделением каналов (ШМДКР) и как в стандарте GSM реализуется с использованием дуплексного режима с частотным уплотнением (ДЧУ), в то время как во втором частичном сценарии нелицензированная некоординированная мобильная связь базируется на технологии множественного доступа с кодовым разделением каналов с временным разделением (МДКР-ВР) и как в стандарте DECT реализуется с использованием дуплексного режима с временным уплотнением (ДВУ).

Для осуществления режима ШМДКР/ДЧУ Универсальной мобильной системы связи (UMTS) интерфейс радиосвязи системы связи в прямом и обратном направлениях содержит (см. ETSI STC SMG2 UMTS-L1, Tdoc SMG2 UMTS-L1 163/98: “UTRA Physical Layer Description FDD Parts”, Vers.0.3, 1998-05-29) соответственно множество физических каналов, из которых первый физический канал, так называемый Специализированный физический канал управления (СФКУ), и второй физический канал, так называемый Специализированный физический канал данных (СФКД) в виде “трехуровневой структуры”, состоящей из суперкадра СК длительностью 720 мс (Т_CK= 720 мс), кадра радиосвязи КР длительностью 10 мс (Т_KP= 10 мс) и выделенных временных интервалов ВИ длительностью 0,625 мс (Т_ВИ=0,625), показанных на фиг.1 и 2. Соответствующий суперкадр СК содержит, например, 72 кадра радиосвязи КР, в то время как каждый кадр радиосвязи КР содержит, например, 16 временных интервалов ВИ1…ВИ16. Отдельный временной интервал ВИ1. . . ВИ16 (пакет) содержит в случае первого физического канала СФКУ в качестве структуры пакета последовательность пилот-сигнала ППС из N_ППС битов для оценки канала, последовательность управления мощностью канала трафика ПУМТ из N_ПУМТ битов для регулировки мощности и последовательность канальной индикации формата трафика ПКИФТ из N_ПКИФТ битов для указания формата пересылки, а также содержит в случае второго физического канала СФКД в качестве структуры пакета последовательность полезных данных из N_данные битов.

В прямой линии связи (соединение связи от базовой станции к мобильной станции) системы ШМДКР/ДЧУ, предложенной ETSI или ARIB (фиг.1), первый физический канал (Специализированный физический канал управления – СФКУ) и второй физический канал (Специализированный физический канал данных – СФКД) демультиплексированы по времени, в то время как в обратной линии связи (соединение связи от мобильной станции к базовой станции) – фиг.2 – осуществляется синфазно-квадратурное уплотнение, при котором второй физический канал СФКД передается в синфазном (I) канале, а первый физический канал СФКУ передается в квадратурном (Q) канале.

В режиме МДКР-ВР/ДВУ Универсальной мобильной системы связи (UMTS) интерфейс радиосвязи системы связи в прямом и обратном направлениях (см. TSG RAN WG1 (S1.21): “3^rd Generation Partnership Project (3GPP)”, Vers.0.0.1, 1999-01) вновь базируется на трехуровневой структуре, состоящей из суперкадра СК, кадра радиосвязи КР и выделенных временных интервалов ВИ для всех физических каналов, как показано на фиг.3. Соответствующий суперкадр СК вновь содержит, например, 72 кадра радиосвязи КР, в то время как каждый кадр радиосвязи КР вновь содержит, например, 16 временных интервалов ВИ1…ВИ16. Отдельный временной интервал ВИ1…ВИ16 (пакет) содержит согласно предложению ARIB первую структуру временных интервалов (структуру пакетов) СВИ1, содержащую в последовательном порядке первую последовательность полезных данных ППД1 с N_{данные1} битов, последовательность пилот-сигнала ППС из N_ППС битов для оценки канала, последовательность управления мощностью канала трафика ПУМТ из N_ПУМТ битов для регулировки мощности, последовательность канальной индикации формата трафика ПКИФТ из N_ПКИФТ битов для указания формата пересылки, вторую последовательность полезных данных ППД2 из N_{данные2} битов и защитный период ЗП из N_ЗП битов или согласно предложению ETSI вторую структуру временных интервалов (структуру пакетов) СВИ2, содержащую в последовательном порядке первую последовательность полезных данных ППД1, первую последовательность канальной индикации формата трафика ПКИФТ1, последовательность мидамбулы ПМ для оценки канала, вторую последовательность канальной индикации формата графика ПКИФТ2, вторую последовательность полезных данных ППД2 и защитный период ЗП.

На фиг.4 показаны в соответствии со сценарием радиосвязи согласно стандарту GSM две ячейки радиосвязи и расположенные в них базовые станции (базовые приемопередающие станции – БПС), причем первая базовая станция БПС1 (приемопередатчик) всенаправленно облучает первую ячейку радиосвязи ЯР1, а вторая базовая станция БПС2 (приемопередатчик) всенаправленно облучает вторую ячейку радиосвязи ЯР2, и, исходя из фиг.1 и 2, осуществляется сценарий радиосвязи с многократным использованием канала в соответствии с частотным /временным/ кодовым разделением каналов, при котором базовые станции БПС1, БПС2 посредством интерфейса радиосвязи, соответствующего рассматриваемому сценарию радиосвязи, осуществляют связь или имеют возможность осуществления связи с множеством находящихся в ячейках радиосвязи ЯР1, ЯР2 мобильных станций МС1…МС5 (приемопередающих устройств) посредством беспроводной односторонней или двусторонней обратной линии связи и/или прямой линии связи по соответствующим каналам передачи КП. Базовые станции БПС1, БПС2 связаны известным способом (как в системе связи стандарта GSM) с контроллером базовых станций (КБС), который в рамках управления базовыми станциями выполняет функции распределения частот и коммутации. Контроллер базовых станций КБС со своей стороны через центр коммутации мобильных станций ЦКМ связан с вышестоящей сетью связи, например с коммутируемой телефонной сетью общего пользования (КТСОП). Центр коммутации мобильных станций ЦКМ является центром управления для показанной системы связи. Он берет на себя полное управление вызовом и осуществляет с использованием присоединенных регистров (не показаны) аутентификацию абонентов, принимающих участие в осуществлении связи, а также контроль местонахождения в сети.

На фиг. 5 представлена функциональная блок-схема базовой станции БПС1, БПС2, выполненной в виде приемопередающего устройства, а на фиг.6 представлена функциональная блок-схема мобильной станции МС1…МС5, также выполненной в виде приемопередающего устройства. Базовая станция БПС1, БПС2 выполняет передачу сообщений радиосвязи к мобильным станциям МС1…МС5 и прием сообщений от них, в то время как мобильная станция МС1…МС5 осуществляет передачу сообщений радиосвязи к базовой станции БПС1, БПС2 и прием сообщений от нее. Базовая станция имеет передающую антенну ПДАнт и приемную антенну ПРАнт, а мобильная станция МС1…МС5 имеет общую антенну Ант, используемую с помощью антенного переключателя АП как на передачу, так и на прием. В восходящей линии связи (канал приема) базовая станция БПС1, БПС2 принимает через приемную антенну ПРАнт по меньшей мере одно сообщение с одним частотным /временным/ кодовым компонентом по меньшей мере от одной из мобильных станций МС1…МС5, в то время как мобильная станция МС1…МС5 по нисходящей линии связи (канал приема) через общую антенну принимает, например, по меньшей мере одно сообщение связи с одним частотным /временным/ кодовым компонентом по меньшей мере от одной базовой станции БПС1, БПС2. Сообщение связи СС образовано при этом сигналом несущей, расширенным по спектру, на который наложена информация путем модуляции символами данных.

В приемном устройстве ПРУ принятый сигнал несущей фильтруется и преобразуется на промежуточную частоту, которая затем дискретизируется и квантуется. После аналого-цифрового преобразования сигнал, искаженный в радиоканале из-за многолучевого распространения, подается в блок коррекции БК, который корректирует большую часть искажений (с использованием синхронизации).

После этого в канальном блоке оценки (КБО) делается попытка оценки свойств передачи канала передачи (канала трафика – КТ), в котором осуществлялась передача сообщения радиосвязи СР. Свойства передачи канала при этом указываются во временной области с помощью импульсного отклика канала. Чтобы можно было оценить импульсный отклик канала, сообщению радиосвязи на передающей стороне (в данном случае со стороны мобильной станции МС1…МС5 или соответственно базовой станции БПС1, БПС2) придается специальная дополнительная информация, сформированная в виде тестовой информационной последовательности, так называемой “мидамбулы” (по аналогиии с “преамбулой”).

В детекторе данных ДД, общем для всех принимаемых сигналов, сигнальные составляющие, содержащиеся в общем сигнале, являющиеся специфическими для мобильной станции, корректируются и выделяются известным способом. После коррекции и выделения в преобразователе символов в данные ПСД принятые символы данных преобразуются в двоичные данные. После этого в демодуляторе ДМод из промежуточной частоты получается исходный поток битов данных, прежде чем в демультиплексоре ДМульт отдельные временные интервалы ставятся в соответствие правильным логическим каналам и тем самым различным мобильным станциям.

В канальном кодеке (КК) полученная последовательность битов декодируется поканально. В соответствии с каналом битовая информация направляется во временной интервал управления и сигнализации или временной интервал речевого сигнала и в случае базовой станции (фиг.5) данные управления и сигнализации и речевые данные для передачи к контроллеру базовых станций КБС передаются к соответствующему интерфейсу (И), предусмотренному для сигнализации и кодирования/декодирования речи (кодеку речи), а в случае мобильной станции (фиг. 6) данные управления и сигнализации передаются к блоку управления и сигнализации (БУС), предназначенному для выполнения всех функций сигнализации и управления мобильной станцией, а речевые данные – к кодеку речи (КР), выполненному с возможностью ввода и вывода речевого сигнала.

В кодеке речи интерфейса И в базовых станциях БПС1, БПС2 речевые данные преобразуются в предварительно заданный поток данных (например, поток со скоростью 64 кбит/с в направлении к сети и соответственно поток со скоростью 13 кбит/с из сети).

В блоке управления БУ осуществляется полное управление базовыми станциями БПС 1, БПС2.

В нисходящем направлении (тракт передачи) базовая станция БПС1, БПС2 передает через передающую антенну ПДАнт, например, по меньшей мере одно сообщение радиосвязи СР, содержащее частотный/временной/кодовый компонент, по меньшей мере к одной мобильной станции МС1…МС5, в то время как в восходящем направлении (тракт передачи) мобильная станция МС1…МС5 через общую антенну Ант передает, например, по меньшей мере одно сообщение радиосвязи СР с частотным /временным/ кодовым компонентом по меньшей мере к одной базовой станции БПС1, БПС2.

Тракт передачи начинается в базовой станции БПС1, БПС2 по фиг.5 тем, что полученные в кодеке канала КК от контроллера базовых станций КБС через интерфейс И данные управления и сигнализации, а также речевые данные направляются во временной интервал управления и сигнализации или во временной интервал речевого сигнала, и данные в этих временных интервалах поканально кодируются с получением битовой последовательности.

Тракт передачи начинается в мобильной станции МС1…МС5 по фиг.6 тем, что полученные в кодеке канала КК от кодека речи КР речевые данные и от блока управления и сигнализации БУС данные управления и сигнализации направляются во временной интервал управления и сигнализации или во временной интервал речевого сигнала, и данные в этих временных интервалах поканально кодируются с получением битовой последовательности.

Полученные в базовой станции БПС1, БПС2 и в мобильной станции МС1…МС5 битовые последовательности преобразуются в символы данных в соответствующем преобразователе данных в символы (ПДС). Затем полученные символы данных расширяются по спектру с использованием кода, индивидуального для каждого пользователя, в блоке расширения спектра (БРС). В генераторе пакетов ГП, состоящем из блока компоновки пакетов (БКП) и мультиплексора (М), в блоке компоновки пакетов БКП к расширенным по спектру символам данных добавляется тестовая информационная последовательность в форме “мидамбулы” для оценки канала, и в мультиплексоре М полученная таким путем информация пакетов помещается в соответствующий временной интервал. Затем полученный пакет модулируется в модуляторе Мод с переносом на высокую частоту, а также подвергается цифро-аналоговому преобразованию, прежде чем полученный таким путем сигнал в виде сообщения радиосвязи СР через радиопередающее устройство РПД будет передан в передающую антенну ПДАнт или соответственно в совместную антенну Ант для излучения.

Системы связи, работающие в режиме дуплексной передачи с временным уплотнением (ДВУ), представляют собой системы связи, в которых кадр передачи, состоящий из нескольких временных интервалов, разделен на две части соответственно для прямой линии связи и для обратной линии связи, предпочтительно в его середине.

Система связи с ДВУ, которая имеет подобный кадр передачи, представляет собой, например, известную систему связи стандарта DECT (DECT – Цифровая усовершенствованная (ранее Европейская) беспроводная система связи; см. Nachrichtentechnik Elektronik 42 (1992) Jan./Feb. 1, Berlin, DE; U. Pilger “Struktur des DECT-Standards”, S. 23-29, во взаимосвязи с ETSI – публикацией ETS 300175-1…9, Оkt. 1992; и с DECT-публикацией DECT-Forum, Feb. 1997, S. 1-16).

На фиг. 7 представлен кадр передачи стандарта DECT длительностью 10 мс, состоящий из 12 временных интервалов прямой линии связи и 12 временных интервалов обратной линии связи. Для любого двустороннего соединения радиосвязи на предварительно определенной частоте в направлении прямой линии связи (ПЛ) и в направлении обратной линии связи (ОЛ) согласно стандарту DECT выбирается свободная пара временных интервалов, содержащая один временной интервал прямой линии связи (ВИ_ПЛ) и один временной интервал обратной линии связи (ВИ_ОЛ), причем промежуток между временным интервалом прямой линии связи ВИ_пл и временным интервалом обратной линии связи ВИ_ол тоже согласно стандарту DECT составляет половину длительности (5 мс) кадра передачи стандарта DECT.

Системы связи, работающие в режиме дуплексной передачи с частотным уплотнением (ДЧУ), представляют собой системы связи, в которых кадр передачи, состоящий из нескольких временных интервалов, для прямой линии связи передается в первой полосе частот, а для обратной линии связи передается во второй полосе частот.

Система связи с ДЧУ, которая имеет подобный кадр передачи, представляет собой, например, известную систему связи стандарта GSM (GSM – Глобальная система мобильной связи; см., например, Informatik Spektrum 14 (1991) Juni, Nr.3, Berlin, DE; A. Mann: “Der GSM-Standart – Grundlage fuer digitale europaeische Mobilfunknetze”, S. 137-152; во взаимосвязи с публикацией telekom praxis 4/1993, P. Smolka: “GSM-Funkschnittstelle – Elemente und Funktionen, S. 17, 24).

Интерфейс радиосвязи для системы GSM использует множество логических каналов, которые определяются как услуги канала передачи, например, канал обеспечения доступа (канал ОД), канал широковещательной передачи (канал ШП), скоростной связанный канал управления (канал ССУ), канал поискового вызова (канал ПВ), канал случайного доступа (канал СД) и канал трафика (канал Тр), соответствующие функции которых описаны в ряде публикаций (см., например, Informatik Spektrum 14 (1991) Juni, Nr. 3, Berlin, DE; A. Mann: “Der GSM-Standart – Grundlage fuer digitale europaeische Mobilfunknetze”, S. 137-152; telekom praxis 4/1993, P. Smolka: “GSM-Funkschnittstelle – Elemente und Funktionen, S. 17, 24).

Так как в рамках сценария системы UMTS (третье поколение мобильных систем связи или система IMT-2000) режим ШМДКР/ДЧУ и режим МДКР-ВР/ДВУ могут использоваться совместно, то требуется эффективная обработка логических каналов и соответственно услуг канала передачи в интерфейсе радиосвязи для системы связи с беспроводной передачей, основанной на принципах кодового и временного уплотнения, между мобильными и/или стационарными приемопередающими устройствами.

Задача, лежащая в основе изобретения, состоит в том, чтобы для системы связи с беспроводной передачей, основанной на принципах кодового и временного уплотнения, между мобильными и/или стационарными приемопередающими устройствами использовать имеющиеся в распоряжении ресурсы передачи полезных данных оптимальным образом с точки зрения повышения спектральной эффективности и/или улучшения рабочих характеристик.

Эта задача решается с помощью признаков, указанных в пунктах 1 и 6 формулы изобретения.

Идея, лежащая в основе изобретения, состоит в том, что согласно пунктам 1-4 формулы изобретения в системе связи с беспроводной передачей, основанной на принципах кодового и временного уплотнения, между мобильными и/или стационарными приемопередающими устройствами как в режиме ДВУ, так и в режиме ДЧУ в паре временных интервалов, выделенной по меньшей мере для одного заданного соединения, осуществляется динамическое распределение кодовой плоскости, образованной кодами, для услуги, обеспечиваемой соответствующим соединением связи.

В дальнейшем развитии изобретения согласно пункту 2 и соответственно пункту 5 предпочтительным является то, что обеспечивается эффективная обработка логических каналов и соответственно услуг канала передачи.

В дальнейшем развитии изобретения согласно пункту 3 и соответственно пункту 6 предпочтительным является то, что в режиме ДВУ рабочие характеристики и спектральная эффективность системы связи по сравнению с известными системами ДВУ частично улучшены существенным образом.

Дальнейшие предпочтительные варианты осуществления изобретения приведены в остальных пунктах формулы изобретения.

Примеры осуществления изобретения поясняются ниже со ссылками на фиг. 8-11, на которых показано следующее:
фиг.8 – кадр временного уплотнения режима ДВУ, модифицированный в отношении числа временных интервалов, по сравнению с кадрами, показанными на фиг. 1-3 и кадром передачи стандарта DECT на фиг.7,
фиг. 9 и 10 – таблица распределения каналов для каналов с компонентами частотного /кодового/ временного уплотнения на основе кадра временного уплотнения по фиг.8,
фиг.11 – диаграмма потока сообщений для сценария “динамического распределения ресурсов”.

На фиг.8 показан кадр временного уплотнения режима ДВУ, модифицированный в отношении числа временных интервалов, по сравнению с кадрами, показанными на фиг. 1-3 и кадром передачи стандарта DECT на фиг.7, имеющий восемь временных интервалов ВИ’1. . . ВИ’8, причем первые четыре временных интервала ВИ’1. . . ВИ’4 предусмотрены для прямой линии связи ПЛ, и вторые четыре временных интервала ВИ’5…ВИ’8 предусмотрены для обратной линии связи ОЛ. Число временных интервалов равно 16 согласно фиг.1 и 3 и сокращено до 8 только в целях иллюстрации для таблицы распределения каналов, представленной на фиг. 9, и не накладывает никаких ограничений на изобретение. Напротив, число временных интервалов может, как и другие физические ресурсы (например, код, частота и т.п.), варьироваться в зависимости от конкретной системы связи в большей или в меньшей степени.

На фиг. 9 представлена таблица распределения каналов для каналов с компонентами частотного /кодового/ временного уплотнения на основе кадра временного уплотнения по фиг.8. Компонент временного уплотнения данной таблицы охватывает временные интервалы ВИ1…ВИ’8 с временным разделением режима ДВУ согласно фиг. 8. Компонент частотного уплотнения охватывает 12 частот Ч1… Ч12, в то время как компонент кодового уплотнения содержит 8 кодов (псевдослучайные сигналы) К1…К8.

На двенадцатой частоте Ч12 в третьем временном интервале ВИ’3 и в седьмом временном интервале ВИ’7 имеются, например, согласно фиг.11 соединения связи между базовой станцией БС, выполненной в виде стационарного приемопередающего устройства, и двумя мобильными устройствами, выполненными в виде мобильных приемопередающих устройств, а именно первым мобильным устройством МУ1 и вторым мобильным устройством МУ2.

Распределение кодов К1…К8 производится предпочтительно по описанному ниже сценарию, соответствующему первой частоте Ч1. Альтернативно данному сценарию возможны и другие варианты распределения. Так, например, возможно, что все коды К1…К8 присваиваются услуге, реализуемой посредством передачи между первым мобильным устройством МУ1 и базовой станцией БС. В этом случае между базовой станцией БС и первым мобильным устройством МУ1 и по мере необходимости другими мобильным устройствами должна осуществляться требуемая сигнализация с использованием другой пары временных интервалов.

На первой частоте Ч1 в кодовой плоскости, занятой кодами К1…К8, осуществлено уплотнение реализованных в виде услуг канала передачи, например, логических каналов системы связи, таких как канал управления для сигнализации, канал обеспечения доступа (канал ОД), канал широковещательной передачи (канал ШП), канал поискового вызова (канал ПВ), канал случайного доступа (канал СД), канал трафика (канал Тр) и/или скоростной связанный канал управления (канал ССУ), которые необходимы в системе связи в направлении прямой линии связи и/или обратной линии связи. Такое уплотнение оказывается целесообразным для вышеупомянутой системы связи, потому что тем самым можно избежать излишней занятости временных интервалов, т.е. загрузки временного ресурса.

На фиг.9 представлена предпочтительная форма выполнения, согласно которой на первой частоте 41 в направлении прямой линии связи в первом временном интервале ВИ’1 в качестве заранее заданного (согласованного) первого выбранного временного интервала и в направлении обратной линии связи в пятом временном интервале ВИ’5 в качестве заданного (согласованного) второго выбранного временного интервала предпочтительно используются все коды K1…K8 для уплотнения названных услуг канала передачи. Разумеется, также возможно использовать меньшее количество кодов или большее их количество, если в распоряжение предоставлено более восьми кодов.

При таком уплотнении, как показано на фиг.9, коды К1…К8 в первом временном интервале ВИ’1 распределены таким образом, что один код зарезервирован или выделен для канала управления для сигнализации и для канала ОД, еще один код – для канала ШП и канала ПВ, а остальные шесть кодов – для канала Тр, в то время как коды К1…К8 в пятом временном интервале ВИ’5 распределены таким образом, что один код зарезервирован или выделен для канала СД, еще один код – для канала ССУ для индикации состояния перемещения вызова, а остальные шесть кодов – вновь для канала Тр.

С учетом такого выполнения на частоте Ч12 в третьем временном интервале ВИ’3 и в седьмом временном интервале ВИ’7 согласно фиг.11 для соединений связи между базовой станцией БС и обоими мобильными устройствами МУ1 и МУ2, например, первый код К1 и второй код К2 (область, заштрихованная как |) выделены каналу управления для сигнализации, каналу обеспечения доступа (каналу ОД), каналу широковещательной передачи (каналу ШП), каналу поискового вызова (каналу ПВ), каналу случайного доступа (каналу СД) и скоростному связанному каналу управления (каналу ССУ) для индикации состояния перемещения вызова, в то время как остальные шесть кодов: третий код КЗ, четвертый код К4, пятый код К5, шестой код К6, седьмой код К7 и восьмой код К8 выделены каналу трафика (канал Тр).

Согласно фиг.9 и фиг.12 третий код КЗ (область, заштрихованная как “^.“) выделен во временных интервалах ВИ’3, ВИ’7 каналу трафика Тр для передачи полезных данных между базовой станцией БС и первым мобильным устройством МУ1.

Согласно фиг.11 первое мобильное устройство МУ1 запрашивает всю совокупность кодов у базовой станции БС путем передачи первого сообщения С1 “запрос всей совокупности кодов” по каналу СД к базовой станции БС. Если первое мобильное устройство МУ1 в ответ на это первое сообщение С1 примет по каналу ССУ от базовой станции первое обратное сообщение ОС1 “выделение всей совокупности кодов”, то оно может в дальнейшем использовать эту всю совокупность кодов. Это означает согласно фиг.9, что первому мобильному устройству МУ1 дополнительно к третьему коду К3 предоставлены в распоряжение еще коды К4…К8 (область, маркированная как “-“) во временных интервалах ВИ’3, ВИ’7. Канал трафика Тр для передачи полезных данных между базовой станцией БС и первым мобильным устройством МУ1 включает в себя, таким образом, шесть кодов. Тем самым могут передаваться, например, более высокоскоростные услуги (например, пакетная передача данных, сеанс связи по сети Интернет) между базовой станцией БС и первым мобильным устройством МУ1.

В альтернативном варианте также возможно, что коды К4…К8 предоставляются в распоряжение первому мобильному устройству МУ1 только во временном интервале ВИ’7. В этом случае только первое мобильное устройство МУ1 может передавать к базовой станции БС скоростную услугу.

Если базовая станция БС в этом состоянии согласно фиг.12 принимает по каналу СД от второго мобильного устройства МУ2 второе сообщение С2 “запрос части совокупности кодов”, посредством которого второе мобильное устройство запрашивает от базовой станции часть совокупности кодов, например, код для передачи речи, то базовая станция БС передает по каналу управления третье сообщение С3 “смена услуги” первому мобильному устройству МУ1. Первое мобильное устройство МУ1 передает вслед за этим в качестве ответа на третье сообщение С3 второе обратное сообщение ОС2 “смена услуги”, посредством чего подтверждается смена услуги. Базовая станция БС передает вслед за этим по каналу ССУ в качестве ответа на второе сообщение С2 второго мобильного устройства МУ2 третье обратное сообщение ОС3 ко второму мобильному устройству МУ2.

С приемом этого третьего обратного сообщения ОС3, с одной стороны, между базовой станцией БС и вторым мобильным устройством МУ2 устанавливается канал трафика Тр с запрошенной кодовой емкостью, например канал Тр с одним кодом, а с другой стороны, кодовая емкость канала Тр между базовой станцией БС и первым мобильным устройством МУ1 соответственно снижается, например, до пяти кодов.

Это конечное состояние, исходя из фиг.9, представлено на фиг.10, где код К8 (область с маркировкой в виде “+”) выделен второму мобильному устройству МУ2.

Спектральная эффективность и/или рабочие характеристики системы связи могут быть улучшены еще в большей степени, если, как показано на фиг.9, для различных сценариев соединений, в частности для первого сценария соединения СС1, второго сценария соединения СС2, третьего сценария соединения СС3, четвертого сценария соединения СС4 и пятого сценария соединения СС5, соответствующие различные двусторонние соединения связи в режиме ДВУ обладают частично одинаковой, частично различающейся степенью занятости в отношении физических кодовых, частотных и временных ресурсов. К каждому сценарию соединения СС1…СС5 относится, например, первая группа соединений связи Г1, показанная на фиг.9 как заштрихованная двусторонней штриховкой, и вторая группа соединений связи Г2, показанная на фиг.9 как заштрихованная односторонней (спадающей) штриховкой. Каждая группа содержит при этом по меньшей мере одно двустороннее соединение связи.

В первом сценарии соединения СС1 первая группа Г1 соединений связи на второй частоте Ч2 в направлении прямой линии связи во втором временном интервале ВИ’2 занимает шесть кодов: первый код К1, второй код К2, третий код К3, четвертый код К4, пятый код К5 и шестой код К6, а в направлении обратной линии связи в шестом временном интервале ВИ’6 вновь шесть кодов К1…К6, в то время как вторая группа Г2 соединений связи на второй частоте Ч2 в направлении прямой линии связи в четвертом временном интервале ВИ’4 занимает первый код К1, а в направлении обратной линии связи в восьмом временном интервале ВИ’8 вновь первый код К1.

Четвертый временной интервал ВИ’4 и второй временной интервал ВИ’2 являются временными интервалами прямой линии связи ВИ_ПЛ, в то время как шестой временной интервал ВИ’6 и восьмой временной интервал ВИ’8 являются временными интервалами обратной линии связи ВИ_ОЛ.

Для каждого соединения связи в группах Г1, Г2 первый промежуток Пр1 между временным интервалом прямой линии связи ВИ_ПЛ и временным интервалом обратной линии связи ВИ_ОЛ согласно предшествующему уровню техники (см. фиг.7) равен половине кадра временного уплотнения КВУ. Промежуток Пр1 равен, таким образом, доле длительности кадра временного уплотнения КВУ, причем указанная доля имеет значение 0,5.

Во втором сценарии соединения СС2 первая группа Г1 соединений связи на четвертой частоте Ч4 в направлении прямой линии связи в четвертом временном интервале ВИ’4 занимает шесть кодов К1… К6, а в направлении обратной линии связи в седьмом временном интервале ВИ’7 вновь шесть кодов К1…К6, в то время как вторая группа Г2 соединений связи на четвертой частоте Ч4 в направлении прямой линии связи во втором временном интервале ВИ’2 занимает коды К1. . . К4, а в направлении обратной линии связи в пятом временном интервале ВИ’5 – первый код К1 и второй код К2.

Четвертый временной интервал ВИ’4 и второй временной интервал ВИ’2, как и в первом сценарии соединения СС1, являются временными интервалами прямой линии связи ВИ_пл, в то время как седьмой временной интервал ВИ’7 и пятый временной интервал ВИ’5 являются временными интервалами обратной линии связи ВИ_ОЛ.

Для каждого соединения связи в группах Г1, Г2 второй промежуток Пр2 между временным интервалом прямой линии связи ВИ_ПЛ и временным интервалом обратной линии связи ВИ_ОЛ равен доле длительности кадра временного уплотнения КВУ, причем указанная доля выбирается таким образом и имеет значение больше или меньше чем 0,5, чтобы второй промежуток Пр2 был постоянным.

В третьем сценарии соединения СС3 первая группа Г1 соединений связи на шестой частоте Ч6 в направлении прямой линии связи во втором временном интервале ВИ’2 занимает четыре кода К1…К4, а в направлении обратной линии связи на пятой частоте Ч5 в восьмом временном интервале ВИ’8 – шесть кодов К1…К6, а также седьмой код К7 и восьмой код К8, в то время как вторая группа Г2 соединений связи на шестой частоте Ч6 в направлении прямой линии связи в третьем временном интервале ВИ’3 занимает коды К1…К3, а в направлении обратной линии связи на пятой частоте Ч5 в пятом временном интервале ВИ’5 – коды К1…К4.

Второй временной интервал ВИ’2 и третий временной интервал ВИ’3 являются временными интервалами прямой линии связи ВИ_ПЛ, в то время как восьмой временной интервал ВИ’8 и пятый временной интервал ВИ’5 являются временными интервалами обратной линии связи ВИ_ОЛ.

Для каждого соединения связи в группах Г1, Г2 третий промежуток Пр3 между временным интервалом прямой линии связи ВИ_ПЛ и временным интервалом обратной линии связи ВИ_ОЛ равен доле длительности кадра временного уплотнения КВУ, причем доля выбрана таким образом, что третий промежуток Пр3 становится переменным.

В четвертом сценарии соединения СС4 первая группа Г1 соединений связи на восьмой частоте Ч8 в направлении прямой линии связи в четвертом временном интервале ВИ’4 занимает первый код К1, а в направлении обратной линии связи на девятой частоте Ч9 в шестом временном интервале ВИ’6 – семь кодов К1… К7, в то время как вторая группа Г2 соединений связи на восьмой частоте Ч8 в направлении прямой линии связи в третьем временном интервале ВИ’3 занимает первый код К1, а в направлении обратной линии связи на девятой частоте Ч9 в пятом временном интервале ВИ’5 – первый код К1.

Четвертый временной интервал ВИ’4 и третий временной интервал ВИ’3 являются временными интервалами прямой линии связи ВИ_ПЛ, в то время как шестой временной интервал ВИ’6 и пятый временной интервал ВИ’5 являются временными интервалами обратной линии связи ВИ_ОЛ.

Для каждого соединения связи в группах Г1, Г2 четвертый промежуток Пр4 между временным интервалом прямой линии связи ВИ_ПЛ и временным интервалом обратной линии связи ВИ_ОЛ равен доле длительности кадра временного уплотнения КВУ, причем указанная доля выбирается таким образом, что четвертый промежуток Пр4 является постоянным.

В пятом сценарии соединения СС5 первая группа Г1 соединений связи на одиннадцатой частоте Ч11 в направлении прямой линии связи в четвертом временном интервале ВИ’4 занимает первый код К1 и второй код К2, а в направлении обратной линии связи в пятом временном интервале ВИ’5 – вновь первый код К1 и второй код К2, в то время как вторая группа Г2 соединений связи на одиннадцатой частоте Ч11 в направлении прямой линии связи в первом временном интервале ВИ’1 занимает коды К1…К5, а в направлении обратной линии связи в восьмом временном интервале ВИ’8 – коды К1…К3.

Четвертый временной интервал ВИ’4 и первый временной интервал ВИ’1 являются временными интервалами прямой линии связи ВИ_пл, в то время как пятый временной интервал ВИ’5 и восьмой временной интервал ВИ’8 являются временными интервалами обратной линии связи ВИ_ОЛ.

Для каждого соединения связи в группах Г1, Г2 пятый промежуток Пр5 между временным интервалом прямой линии связи ВИ_ПЛ и временным интервалом обратной линии связи ВИ_ОЛ равен доле длительности кадра временного уплотнения КВУ, причем указанная доля выбирается таким образом, что пятый промежуток Пр5 является переменным.

Формула изобретения

1. Интерфейс радиосвязи для системы связи с беспроводной связью, основанной на кодовом и временном уплотнении, между мобильными и/или стационарными приемопередающими устройствами, со следующими признаками: (а) предварительно заданные для системы связи несущие частоты (Ч1…Ч12) распределены по некоторому количеству временных интервалов (ВИ’1…ВИ’8) с предварительно определенной длительностью (Т_ВИ) временного интервала таким образом, что система связи имеет возможность работы в дуплексном режиме с временным уплотнением (ДВУ) или в дуплексном режиме с частотным уплотнением, причем временные интервалы (ВИ’1. ..ВИ’8), приходящиеся на несущую частоту (Ч1… Ч12), соответственно образуют кадр временного уплотнения (КВУ), (b) во временных интервалах (ВИ’1…ВИ’8) и соответственно в частотных диапазонах системы связи имеется возможность одновременной установки максимально предварительно заданного количества двусторонних соединений связи в прямом и в обратном направлениях между пользователями мобильных приемопередающих устройств (МС1. ..МС5) и/или стационарными приемопередающими устройствами (БПС1, БПС2) системы связи, причем передаваемые при этом сигналы пользователей для обеспечения возможности их селекции связаны с индивидуально присвоенными пользователям псевдослучайными сигналами, представляющими собой коды (К1…К8), (с) в паре временных интервалов, предназначенной по меньшей мере для одного предварительно заданного соединения связи, обеспечивается возможность динамического распределения кодов (К1…К8) для услуг, предназначенных для передачи по соответствующему соединению связи.

2. Интерфейс радиосвязи по п.1, отличающийся тем, что в кодовой плоскости пары временных интервалов в качестве услуги канала передачи осуществлено уплотнение по меньшей мере части логических каналов системы связи, например, канала управления для сигнализации, канала обеспечения доступа (канала ОД), канала широкополосной передачи (канала ШП), канала поискового вызова (канала ПВ), канала случайного доступа (канала СД), канала трафика (канала Тр) и/или скоростного связанного канала управления (канала ССУ), так что не все коды в паре временных интервалов могут распределяться для соответствующей услуги, подлежащей передаче.

3. Интерфейс радиосвязи по п.1 или 2, отличающийся тем, что в режиме ДЧУ для пары временных интервалов временной интервал прямой линии связи (ВИ’_ПЛ) и временной интервал обратной линии связи (ВИ’_ОЛ) выбираются таким образом, что промежуток (Пр2. . .Пр5) между временным интервалом прямой линии связи (ВИ’_ПЛ) и временным интервалом обратной линии связи (ВИ’_ОЛ), которым выполнены одинаковые несущие частоты (Ч1…Ч12) или различные несущие частоты (Ч1. . . Ч12), равен доле длительности кадра временного уплотнения (КВУ), причем промежуток (Пр2…Пр5) имеет постоянное или переменное значение.

4. Способ управления соединениями связи в системе связи с беспроводной связью, основанной на кодовом и временном уплотнении, между мобильными и/или стационарными приемопередающими устройствами, причем (а) предварительно заданные для системы связи несущие частоты (Ч1…Ч12) распределяют по некоторому количеству временных интервалов (ВИ’1…ВИ’8) с предварительно определенной длительностью (Т_ВИ) временного интервала таким образом, что система связи имеет возможность работы в дуплексном режиме с временным уплотнением (ДВУ) или в дуплексном режиме с частотным уплотнением, причем временные интервалы (ВИ’1…ВИ’8), приходящиеся на несущую частоту (Ч1…Ч12), соответственно образуют кадр временного уплотнения (КВУ), (b) во временных интервалах (ВИ’1…ВИ’8) и соответственно в частотных диапазонах системы связи имеется возможность одновременной установки максимально предварительно заданного количества двусторонних соединений связи в прямом и в обратном направлениях между пользователями мобильных приемопередающих устройств (МС1… МС5) и/или стационарными приемопередающими устройствами (БПС1, БПС2) системы связи, причем передаваемые при этом сигналы пользователей для обеспечения возможности их селекции связывают с индивидуально присвоенными пользователям псевдослучайными сигналами, представляющими собой коды (К1…К8), отличающийся тем, что в паре временных интервалов, предназначенной по меньшей мере для одного предварительно заданного соединения связи, динамически распределяют коды (К1…К8) для услуг, предназначенных для передачи по соответствующему соединению связи.

5. Способ по п.4, отличающийся тем, что осуществляют уплотнение в кодовой плоскости пары временных интервалов в качестве услуги канала передачи по меньшей мере части логических каналов системы связи, например, канала управления для сигнализации, канала обеспечения доступа (канала ОД), канала широкополосной передачи (канала ШП), канала поискового вызова (канала ПВ), канала случайного доступа (канала СД), канала трафика (канала Тр) и/или скоростного связанного канала управления (канала ССУ), так что для соответствующей услуги, подлежащей передаче, распределяют не все коды в паре временных интервалов.

6. Способ по п. 4 или 5, отличающийся тем, что в режиме ДЧУ для пары временных интервалов временной интервал прямой линии связи (ВИ’_ПЛ) и временной интервал обратной линии связи (ВИ’_ОЛ) выбирают таким образом, что промежуток (Пр2…Пр5) между временным интервалом прямой линии связи (ВИ’_ПЛ) и временным интервалом обратной линии связи (ВИ’_ОЛ), которым выделены одинаковые несущие частоты (Ч1…Ч12) или различные несущие частоты (Ч1…Ч12), равен доле длительности кадра временного уплотнения (КВУ), причем промежуток (Пр2…Пр5) имеет постоянное или переменное значение.

РИСУНКИ

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

Дата прекращения действия патента: 02.03.2004

Извещение опубликовано: 10.05.2005 БИ: 13/2005