СПОСОБ И УСТРОЙСТВО СИГНАЛИЗАЦИИ МОБИЛЬНОМУ УСТРОЙСТВУ, КАКОЙ НАБОР КОДОВ ОБУЧАЮЩИХ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЕЙ ИСПОЛЬЗОВАТЬ ПРИМЕНИТЕЛЬНО К ЛИНИИ СВЯЗИ
METHOD AND APPARATUS FOR SIGNALLING TO MOBILE DEVICE WHICH SET OF TRAINING SEQUENCE CODES TO USE FOR COMMUNICATION LINK

Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение в целом относится к области радиосвязи, и в частности, к увеличению пропускной способности канала в системе радиосвязи.
Уровень техники
Все больше и больше людей используют устройства мобильной связи, такие как, например, мобильные телефоны, не только для голосовой связи, но так же и для передачи данных. В спецификации Сети Радиодоступа GSM/EDGE (GERAN) (сеть радиодоступа c поддержкой технологий Глобальной Системы Связи с Подвижными Объектами (GSM)/Развитие GSM c Увеличенными Скоростями Передачи Данных (EDGE)), услуги передачи данных обеспечивают GPRS и EGPRS. Стандарты для GERAN утверждены 3GPP (Проектом Партнерства Третьего Поколения). GERAN является частью Глобальной Системы Связи с Подвижными объектами (GSM). А именно, GERAN является радио частью GSM/EDGE совместно с сетью, которая объединяет базовые станции (интерфейсы Ater и Abis) и контроллеры базовых станций (интерфейсы A и т.д.). GERAN представляет собой ядро сети GSM. Она осуществляет маршрутизацию телефонных вызовов и пакетных данных от и к PSTN (Телефонной Коммутируемой Сети Общего Пользования) и Интернет, и к и от удаленных станций, включающих в себя мобильные станции. Стандарты UMTS (Универсальной Системы Мобильной Связи) были приняты в системах GSM для систем связи третьего поколения, использующих большие полосы пропускания и более высокие скорости передачи данных. GERAN так же является частью объединенных сетей UMTS/GSM.
В современных сетях присутствуют следующие проблемы. Во-первых, требуется больше каналов трафика, что является проблемой пропускной способности. Так как существует потребность в более высоком потоке данных по нисходящей линии связи (DL), чем по восходящей линии связи (UL), то использование DL и UL не является симметричным. Например, мобильной станции (MS), осуществляющей передачу по FTP (Протоколу Передачи Файлов), вероятнее всего будет задано 4D1U, что может означать, что она занимает четыре ресурса пользователей на полной скорости и восемь ресурсов пользователей на половинной скорости. При создавшихся в данный момент условиях, сеть должна принять решение, предоставить услугу для 4 или 8 вызывающих абонентов применительно к голосовой услуге или 1 вызову передачи данных. Больше ресурсов будет требоваться для обеспечения DTM (режима сдвоенной передачи), при котором в одно и то же время выполняются вызовы передачи данных и голосовые вызовы.
Во-вторых, если сеть обслуживает вызов передачи данных, в то время как много новых пользователей также хотят выполнить голосовые вызовы, то новые пользователи не получат услугу до тех пор, пока не будут доступны как UL так и DL ресурсы. Вследствие этого, может растрачиваться ресурс UL. С одной стороны, существуют потребители, ожидающие возможности выполнить вызовы, а услуга не может быть предоставлена; с другой стороны UL доступна, но растрачивается из-за отсутствия парной DL.
В-третьих, меньше времени отводится UE, функционирующим в режиме мульти временных слотов, на сканирование соседних сот и их отслеживание, что может привести к сбросам вызовов и проблемам производительности.
Фиг.1 показывает структурную схему передатчика 118 и приемника 150 в системе беспроводной связи. Применительно к нисходящей линии связи, передатчик 118 может быть частью базовой станции, а приемник 150 может быть частью беспроводного устройства (удаленной станции). Применительно к восходящей линии связи, передатчик 118 может быть частью беспроводного устройства, а приемник 150 может быть частью базовой станции. Как правило, базовая станция является фиксированной станцией, которая осуществляет связь с беспроводными устройствами и так же может именоваться как Узел Б, выделенный Узел Б (eNode B), точка доступа и т.д. Беспроводное устройство может быть стационарным или мобильным и так же может именоваться как удаленная станция, мобильная станция, оборудование пользователя, мобильное оборудование, терминал, удаленный терминал, терминал доступа, станция и т.д. Беспроводное устройство может быть сотовым телефоном, персональным цифровым помощником (PDA), беспроводным модемом, устройством беспроводной связи, переносным устройством, модулем абонента, компьютером класса лэптоп, и т.д.
В передатчике 118 процессор 120 передачи (TX) данных принимает и обрабатывает (например, форматирует, кодирует и перемежает) данные и предоставляет закодированные данные. Модулятор 130 выполняет модуляцию над закодированными данными и предоставляет модулированный сигнал. Модулятор 130 может выполнять гауссовскую манипуляцию с минимальным частотным сдвигом (GMSK) применительно к GSM, восьмеричную фазовую манипуляцию (8-PSK) применительно к EDGE и т.д. GMSK является протоколом непрерывной фазовой модуляции, тогда как 8-PSK является протоколом цифровой модуляции. Модуль 132 передатчика (TMTR) обрабатывает (например, фильтрует, усиливает и преобразует с повышением частоты) модулированный сигнал и формирует радиочастотный (RF) модулированный сигнал, который передается через антенну 134.
В приемнике 150 антенна 152 принимает модулированные RF сигналы от передатчика 110 и прочих передатчиков. Антенна 152 предоставляет принятый RF сигнал модулю 154 приемника (RCVR). Модуль 154 приемника обрабатывает (например, фильтрует, усиливает и преобразует с понижением частоты) принятый RF сигнал, оцифровывает обработанный сигнал и обеспечивает выборки. Демодулятор 160 обрабатывает выборки, как описано ниже, и предоставляет демодулированные данные. Процессор 170 приема (RX) данных обрабатывает (например, снимает перемежение и декодирует) демодулированные данные и предоставляет декодированные данные. В целом, обработка, выполняемая демодулятором 160 и процессором 170 RX данных, сопряжена с обработкой, выполняемой модулятором 130 и процессором 120 TX данных, соответственно, в передатчике 110.
Контроллеры/процессоры 140 и 180 непосредственно управляют функционированием передатчика 118 и приемника 150, соответственно. Память 142 и 182 хранит программные коды в виде компьютерного программного обеспечения и данные, используемые передатчиком 118 и приемником 150, соответственно.
bb
bb
adc
adc
adc
adc
sym
Фиг.2 показывает структурную схему исполнения модуля 154 приемника и демодулятора 160 в приемнике 150 на Фиг.1. Внутри модуля 154 приемника, цепь 440 приема обрабатывает принятый RF сигнал и предоставляет I и Q сигналы базовой полосы, которые обозначены как I и Q. Цепь 440 приема может выполнять малошумящее усиление, аналоговую фильтрацию, квадратурное преобразование с понижением частоты и т.д. Аналогово-цифровой преобразователь 442 (ADC) преобразует в цифровой вид I и Q сигналы базовой полосы с частотой ƒ дискретизации и предоставляет I и Q выборки, которые обозначены как I и Q. В целом, частота ƒ дискретизации ADC может соотноситься с символьной частотой ƒ через целочисленный или не целочисленный коэффициент.
in
in
out
out
В демодуляторе 160 препроцессор 420 выполняет предварительную обработку I и Q выборок от ADC 442. Например, препроцессор 420 может удалять смещение постоянного тока (DC), удалять смещение частоты и т.д. Входной фильтр 422 фильтрует выборки от препроцессора 420, на основании конкретной частотной характеристики, и предоставляет входные I и Q выборки, которые обозначены как I и Q. Фильтр 422 может фильтровать I и Q выборки, чтобы подавить зеркальные копии, являющиеся результатом дискретизации, выполняемой ADC 442, как впрочем, и генераторами помех. Фильтр 422 так же может выполнять преобразование частоты дискретизации, например, из 24-кратной избыточной дискретизации с понижением до 2-кратной избыточной дискретизации. Фильтр 424 данных фильтрует входные I и Q выборки из входного фильтра 422 на основании другой частотной характеристики и предоставляет выходные I и Q выборки, которые обозначены как I и Q. Фильтры 422 и 424 могут быть реализованы с фильтрами конечной импульсной характеристики (FIR), фильтрами бесконечной импульсной характеристики или фильтрами прочих типов. Частотные характеристики фильтров 422 и 424 могут выбираться для получения хорошей производительности. В одном исполнении, частотная характеристика фильтра 422 является фиксированной, а частотная характеристика фильтра 422 является конфигурируемой.
Модуль 430 обнаружения помех от соседних каналов (ACI) принимает входные I и Q выборки от фильтра 422, обнаруживает ACI в принятом RF сигнале и предоставляет указатель ACI фильтру 424. Указатель ACI может указывать на то, присутствуют или нет ACI, и если присутствуют, являются ли ACI результатом более высокочастотного RF канала, центрированного на +200 кГц, и/или более низкочастотного RF канала, центрированного на -200 кГц. Частотная характеристика фильтра 424 может настраиваться на основании указателя ACI, как описано ниже, чтобы получить хорошую производительность.
Модуль 426 коррекции/обнаружения принимает I и Q выборки от фильтра 424 и выполняет коррекцию, согласованную фильтрацию, обнаружение и/или прочую обработку над этими выборками. Например, модуль 426 коррекции/обнаружения может реализовывать модуль оценки максимального правдоподобия последовательности (MLSE), который определяет последовательность символов, которые с наибольшей вероятностью были переданы заданной последовательностью I и Q выборок, и производит оценку канала.
Глобальная Система Связи с Мобильными Объектами (GSM) является широко распространенным стандартом в сотовой, беспроводной связи. GSM использует сочетание Множественного Доступа с Временным Разделением (TDMA) и Множественного Доступа с Частотным Разделением (FDMA) в целях совместного использования ресурса спектра. Как правило, сети GSM функционируют в некотором числе полос частот. Например, применительно к восходящей линии связи, GSM-900 в целом использует радиочастотный спектр в диапазонах 890-915 МГц (от мобильной станции к базовой приемопередающей станции). Применительно к нисходящей линии связи GSM-900 использует диапазоны 935-960 МГц (от базовой станции к мобильной станции). Кроме того, каждая полоса частот разделена на несущие частоты в 200 кГц, обеспечивающие 124 RF канала, разнесенные друг от друга на 200 кГц. GSM-1900 использует диапазоны 1850-1910 МГц для восходящей линии связи и диапазоны 1930-1900 Мгц для нисходящей линии связи. Подобно GSM-900, FDMA разделяет спектр GSM-1900 как для восходящей, так и нисходящей линии связи на несущие частоты шириной в 200 кГц. Аналогично, GSM-850 использует диапазоны 824-849 МГц для восходящей линии связи и диапазоны 869-894 МГц для нисходящей линии связи, в то время как GSM-1800 использует диапазоны 1710-1785 МГц для восходящей линии связи и диапазоны 1805-1880 МГц для нисходящей линии связи.
Каждый канал в GSM идентифицируется посредством определенного абсолютного радиочастотного канала, идентифицируемого Абсолютным Номером Радиочастотного Канала или ARFCN. Например, ARFCN 1-124 назначены каналам GSM-900, в то время как ARFCN 512-810 назначены каналам GSM-1900. Аналогичным образом, ARFCN 128-251 назначены каналам GSM-850, в то время как ARFCN 512-885 назначены каналам GSM-1800. Так же, каждой базовой станции назначена одна или более несущие частоты. Каждая несущая частота разделена на восемь слотов (которые обозначены как временные слоты с 0 по 7), используя TDMA таким образом, что восемь последовательных временных слотов образуют один кадр TDMA продолжительностью 4,615 мс. Физический канал занимает один временной слот внутри кадра TDMA. Каждому активному беспроводному устройству/пользователю назначены один или более индексов временных слотов в течение вызова. Пользовательские данные для каждого беспроводного устройства отправляются во временном слоте(ах), назначенном(ых) этому беспроводному устройству, и в кадрах TDMA, используемых для каналов трафика.
Каждый временной слот внутри кадра используется в GSM для передачи «пакета» данных. Иногда понятия временной слот и пакет могут использоваться взаимозаменяемо. Каждый пакет включает в себя два концевых поля, два поля данных, поле обучающей последовательности (или срединной последовательности («мидамбулы»)) и защитный промежуток (GP). Число символов в каждом поле показано внутри круглых скобок. Пакет включает в себя 148 символов для концевых полей, полей данных и полей срединной последовательности символов. В защитном промежутке не передается ни один символ. Кадры TDMA конкретной несущей частоты пронумерованы и объединены в группы по 26 или 51 кадру TDMA, именуемые мультикадрами.
Фиг.3 показывает пример форматов кадра и пакета в GSM. Временная шкала передачи разделена на мультикадры. Для каналов трафика, используемых для отправки пользовательских данных, каждый мультикадр в этом примере включает в себя 26 кадров TDMA, которые помечены как кадры TDMA с 0 по 25. Каналы трафика отправляются в кадрах TDMA с 0 по 11 и кадрах TDMA с 13 по 24 каждого мультикадра. Канал управления отправляется в кадре TDMA 12. Никакие данные не отправляются в кадре TDMA 25 режима ожидания, который используется беспроводным устройством для получения измерений в отношении соседних базовых станций.
sym
Фиг.4 показывает пример спектра в системе GSM. В этом примере, пять модулированных RF сигнала передаются по пяти RF каналам, которые отстоят друг от друга на 200 кГц. Интересующий RF канал показан со средней частотой в 0 Гц. Два соседних RF канала имеют средние частоты, которые отстоят на +200 кГц и -200 кГц от средней частоты требуемого RF канала. Следующие два ближайших RF канала (которые именуются как блокираторы или не соседние RF каналы) имеют центральные частоты, которые отстоят от центральной частоты требуемого RF канала на +400 кГц и -400 кГц. Они могут быть другими RF каналами в спектре, которые не показаны на Фиг.3 для ясности. В GSM, модулированный RF сигнал формируется с символьной скоростью ƒ=13000/40=270,8 кило символов/секунду (Кбод) и имеет полосу пропускания -3 дБ до ±135 кГц. Таким образом, модулированные RF сигналы по соседним RF каналам могут на границах накладываться друг на друга, как показано на Фиг.4.
n
Для передачи информации, такой как голосовая, данные и/или информация управления, в GSM используется одна или более схемы модуляции. Примеры схем модуляции могут включать в себя GMSK (Гауссовскую Манипуляцию с Минимальным Частотным Сдвигом), М-точечную QAM (Квадратурную Амплитудную Модуляцию) или М-точечную PSK (Фазовую Манипуляцию), где M=2, при n, являющимся числом битов, кодируемых внутри периода символов для указанной схемы модуляции. GMSK является схемой двоичной модуляции с постоянной огибающей, позволяющей осуществлять необработанную передачу с максимальной скоростью в 270,83 Кбит/с.
GSM эффективен применительно к стандартным голосовым услугам. Тем не менее, услуги высокоточной передачи аудио и данных требуют более высоких скоростей потоков данных из-за возросшего требования к пропускной способности для передачи, как голосовых услуг, так и услуг передачи данных. Для увеличения пропускной способности в системах GSM были приняты стандарты Пакетной Радиосвязи Общего Назначения (GPRS), EDGE и UMTS.
GPRS является не голосовой услугой. Она позволяет осуществлять отправку и прием информации по сети мобильных телефонов. Она дополняет Передачу Данных с Коммутацией Каналов (CSD) и Службу Коротких Сообщений (SMS). GPRS использует те же схемы модуляции, что и GSM. GPRS позволяет одной мобильной станции использовать одновременно целый кадр (все восемь временных слотов). Таким образом, достигаются более высокие скорости потока данных.
Стандарт EDGE использует как GMSK модуляцию, так и 8-PSK модуляцию. Так же, тип модуляции может меняться от пакета к пакету. 8-PSK модуляция в EDGE является линейной, 8-уровневой фазовой модуляцией с 3π/8 изменением фазы, в то время как GMSK является не линейной, гауссовской-импульсной частотной модуляцией. Тем не менее, конкретная GMSK модуляция, используемая в GSM, может быть аппроксимирована линейной модуляцией (т.е. 2-уровневой фазовой модуляцией с π/2 изменением фазы). Импульс символа аппроксимированной GMSK и импульс символа 8-PSK являются идентичными.
В GSM/EDGE, частотные пакеты (FB) регулярно отправляются Базовой Станцией (BS), чтобы позволить Мобильным Станциям (MS) синхронизировать их Локальный Осциллятор (LO) с LO Базовой Станции, используя оценку и коррекцию смещения частоты. Эти пакеты содержат один тон, который соответствует полезной нагрузке, состоящей из «0», и обучающей последовательности. Состоящая из нулей полезная нагрузка частотного пакета является сигналом постоянной частоты, или пакетом одного тона. В режиме включения или закрепления, или при первом доступе к сети, удаленная станция непрерывно ищет частотный пакет из списка несущих. В момент обнаружения частотного пакета, MS произведет оценку смещения частоты по отношению к ее номинальной частоте, что составляет 67,7 кГц от несущей. LO MS будет корректироваться с использованием этого оцененного смещения частоты. В режиме включения, смещение частоты может быть в пределах ±19 кГц. MS будет периодически пробуждаться, чтобы отслеживать частотный пакет для сохранения своей синхронизации в режиме ожидания. В режиме ожидания смещение частоты находится в пределах ±2 кГц.
Современные мобильные телефоны способны обеспечивать обычные голосовые вызовы и вызовы передачи данных. Продолжает расти потребность в обоих типах вызовов, создавая возрастающие требования к пропускной способности сети. Сетевые операторы реагируют на эту потребность посредством увеличения их пропускной способности. Это достигается, например, посредством разделения или добавления сот и, следовательно, добавления большего числа базовых станций, что увеличивает стоимость аппаратного обеспечения. Желательно увеличивать пропускную способность сети, не увеличивая чрезмерно расходы на аппаратное обеспечение, в частности, чтобы справиться с редкими большими пиками спроса во время значимых событий, таких как международный футбольный матч или значимый фестиваль, во время которого множество пользователей или абонентов, которые размещаются в небольшой зоне, хотят одновременно получить доступ к сети. Когда первой удаленной станции выделен канал для связи (канал, содержащий частоту канала и временной слот), вторая удаленная станция может использовать выделенный канал только после того, как первая удаленная станция закончит использование канала. Максимальная пропускная способность соты достигается, когда все выделенные частоты каналов используются в соте и все доступные временные слоты так же либо используются, либо выделены. Это означает, что любой дополнительный пользователь удаленной станции не будет иметь возможность получения услуги. В действительности, существует другое ограничение пропускной способности, вызванное помехами совместного канала (CCI) и помехами соседних каналов (ACI), вносимых высокочастотной моделью повторного использования и высокой нагрузкой на пропускную способность (такой как 80% загрузка временных слотов и частот каналов).
Сетевые операторы реагируют на эту проблему несколькими способами, все из которых требуют дополнительных ресурсов и дополнительных расходов. Например, одним подходом является разделение соты на сектора посредством использования разбитых на сектора или направленных антенных решеток. Каждый сектор может обеспечивать связь для подмножества удаленных станций внутри соты, а помехи между удаленными станциями в разных секторах меньше, чем если бы сота не была разделена на сектора и все удаленные станции находились бы в одной и той же соте. Другим подходом является разделение сот на более мелкие соты, при этом каждая новая меньшая сота имеет базовую станцию. Оба этих похода являются дорогими в реализации, из-за добавляемого сетевого оборудования. В дополнение, добавление сот или разбиение сот на несколько меньших сот может привести к тому, что на удаленных станциях, находящихся внутри одной соты, будут наблюдаться большие CCI и ACI помехи от соседних сот, так как расстояние между сотами сокращено.
РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
В первом варианте осуществления, настоящая заявка на патент содержит средства и инструкции для сигнализации удаленной станции информации о наборе обучающих последовательностей, содержащие прием от удаленной станции информации сигнализации, указывающей, поддерживается ли новый набор обучающих последовательностей, и использование описания канала для сигнализации набора обучающих последовательностей, который должен использоваться удаленной станцией применительно к установленному каналу связи.
В другом варианте осуществления описание канала является идентификатором элемента информации описания канала.
В другом варианте осуществления идентификатор элемента информации описания канала имеет поле типа канала и смещения TDMA.
В другом варианте осуществления поле типа канала и смещение TDMA кодируется как:
S0001 TCH/F+ACCH
S001T TCH/H+ACCH
S01TT SDCCH/4+SACCH/C4 или CBCH(SDCCH/4)
S1TTT SDCCH/8+SACCH/C8 или CBCH(SDCCH/8), при этом S-бит указывает набор обучающих последовательностей, который нужно использовать, где SDCCH/4 является Автономным Выделенным Каналом Управления/субканала четверти скорости, SACCH/C4 является Медленным Совмещенным SDCCH/4 Каналом Управления/субканала четверти скорости, SDCCH/8 является Автономным Выделенным Каналом Управления/субканала восьмой части скорости, SACCH/C8 является Медленным Совмещенным SDCCH/8 Каналом Управления/субканала восьмой части скорости, ACCH является Совмещенным Каналом Управления, CBCH является Вещательным Каналом Соты, TCH/F является Каналом Трафика полной скорости, и TCH/H является Каналом Трафика половинной скорости.
В другом варианте осуществления при необходимости сигнализации удаленной станции 123-127 альтернативного/нового набора TSC (Кодов Обучающих Последовательностей), поле типа канала и смещения TDMA кодируется как:
11000 TCH/F+ACCH используя упомянутый альтернативный/новый набор обучающих последовательностей
1110T TCH/H+ACCH используя упомянутый альтернативный/новый набор обучающих последовательностей
11111 Зарезервировано,
при этом TCH/F является Каналом Трафика полной скорости, TCH/H является Каналом Трафика половинной скорости, и ACCH является Совмещенным Каналом Управления, и при этом эти три точки кодирования сигнализируются удаленной станции, когда используется альтернативная/новая обучающая последовательность.
В другом варианте осуществления при необходимости сигнализации удаленной станции альтернативного/нового набора TSC, поле типа канала и смещения TDMA кодируется как:
00000 TCH/FS+ACCH (версия речевого кодека 1)
1010T TCH/HS+ACCH (версия речевого кодека 1)
10110 TCH/FS+ACCH (версия речевого кодека 2)
10111 TCH/AFS+ACCH (версия речевого кодека 3)
1100T TCH/AFS+ACCH (версия речевого кодека 3)
11010 Зарезервировано
11011 Зарезервировано
11100 Зарезервировано
11101 Зарезервировано
11110 Зарезервировано
11111 Зарезервировано
при этом TCH/AFS является Каналом Трафика/Адаптивным речевым полной скорости, TCH/FS является Каналом Трафика/речевым полной скорости, TCH/HS является Каналом Трафика/речевым половинной скорости, и ACCH является Совмещенным Каналом Управления, и при этом этот набор кодовых точек сигнализируются удаленной станции, когда используется альтернативный/новый набор обучающих последовательностей.
В другом варианте осуществления S-бит является 0, если должен использоваться действующий набор обучающих последовательностей, и S-бит является 1, если должен использоваться новый набор обучающих последовательностей.
В другом варианте осуществления битовая позиция 8 является 0, если должен использоваться действующий набор обучающих последовательностей, и битовая позиция 8 является 1, если должен использоваться новый набор обучающих последовательностей.
В другом варианте осуществления отношение взаимной корреляции между другим кодом обучающей последовательности и кодом обучающей последовательности существующего соединения низкое.
В другом варианте осуществления настоящая заявка на патент содержит устройство для создания первого и второго сигналов, совместно использующих канал, содержащее: множество источников данных, в соответствии с чем формируется множество данных; по меньшей мере, один модуль формирования последовательности, обладающий множеством выходов, в соответствии с чем формируется множество обучающих последовательностей; множество модулей объединения, каждый из которых обладает множеством входов и, по меньшей мере, одним выходом, при этом первый из упомянутых входов функционально соединен с одним из упомянутых источников данных, а второй из упомянутых входов функционально соединен с одним из упомянутых выходов упомянутого модуля формирования последовательности, в соответствии с чем, по меньшей мере, одна обучающая последовательность объединяется с, по меньшей мере, одними данными для создания, по меньшей мере, одних объединенных данных; и модулятор передатчика, обладающий множеством входов и, по меньшей мере, одним выходом, в соответствии с чем модулятор передатчика модулирует упомянутые объединенные данные, используя первую несущую частоту и первый временной слот, и выдает множество модулированных сигналов.
В другом варианте осуществления настоящая заявка на патент содержит базовую станцию, содержащую процессор контроллера, антенну, переключатель дуплексора, функционально соединенный с антенной базовой станции, входной каскад приемника, функционально соединенный с переключателем дуплексора, демодулятор приемника, функционально соединенный с входным каскадом приемника, модуль декодирования и обращенного перемежения канала, функционально соединенные с демодулятором приемника и процессором контроллера, интерфейс контроллера базовой станции, функционально соединенный с процессором контроллера, модуль кодирования и перемежения, функционально соединенный с процессором контроллера, модулятор передатчика, функционально соединенный с модулем кодирования и перемежения, модуль выходного каскада передатчика, функционально соединенный между упомянутым модулятором и переключателем дуплексора, шину данных, функционально соединенную между процессором контроллера и модулем декодирования и обращенного перемежения канала, демодулятором приемника, входным каскадом приемника, модулятором передатчика и входным каскадом передатчика, и программное обеспечение, хранящееся в памяти, при этом память содержит, по меньшей мере, одну таблицу данных, причем данные содержат значения параметров для, по меньшей мере, одного набора удаленных станций, значения кода обучающей последовательности (соответствующие обучающей последовательности), значения номеров временных слотов и значения частот каналов.
Дополнительная область применения настоящего способа и устройства станет очевидной из нижеследующего подробного описания, формулы изобретения и чертежей. Тем не менее, должно быть понятно, что подробное описание и конкретные примеры, несмотря на то, что описывают предпочтительные варианты осуществления изобретения, даны только в качестве иллюстрации, так как специалисту в соответствующей области станут очевидны различные изменения и модификации в пределах сущности и объема изобретения.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Признаки, задачи и преимущества изобретения станут более очевидными из подробного описания осуществления изобретения, изложенного ниже, при рассмотрении совместно с прилагаемыми чертежами.
Фиг.1 показывает структурную схему передатчика и приемника.
Фиг.2 показывает структурную схему модуля приемника и демодулятора.
Фиг.3 показывает характерные форматы кадра и пакета в GSM.
Фиг.4 показывает характерный спектр в системе GSM.
Фиг.5 является упрощенным представлением системы сотовой связи;
Фиг.6 показывает компоновку сот, которые являются частью сотовой системы;
Фиг.7 показывает характерную компоновку временных слотов применительно к системе связи TDMA;
Фиг.8A показывает устройство для функционирования в системе связи с множественным доступом, чтобы создавать первый и второй сигналы, совместно использующие один канал;
Фиг.8B показывает устройство для функционирования в системе связи с множественным доступом, чтобы создавать первый и второй сигналы, совместно использующие один канал и использующее модуль объединения для объединения первого и второго модулированных сигналов;
Фиг.9 прилагаемых чертежей является блок-схемой, раскрывающей способ для использования устройства, показанного на любой из Фиг.8, 10 или 11 прилагаемых чертежей;
Фиг.10A показывает характерный вариант осуществления, в котором способ по Фиг.9 будет реализован в контроллере базовой станции;
Фиг.10B является блок-схемой последовательности операций, раскрывающей этапы, выполняемые контроллером базовой станции по Фиг.10A;
Фиг.11 показывает базовую станцию в аспектах, иллюстрирующих поток сигналов в базовой станции;
Фиг.12 показывает характерные компоновки для хранения данных в подсистеме памяти, которая может размещаться внутри контроллера базовой станции (BSC) системы сотовой связи.
Фиг.13 показывает характерную архитектуру приемника применительно к удаленной станции, обладающей возможностями DARP, настоящего способа и устройства;
Фиг.14 показывает часть системы GSM, выполненной с возможностью назначения одного и того же канала двум удаленным станциям;
Фиг.15 является блок-схемой последовательности операций, раскрывающей этапы, выполняемые при использовании дополнительных обучающих последовательностей настоящего способа и устройства;
Фиг.16 показывает базовую станцию с хранящимся в памяти программным обеспечением, которое может выполнять способы, раскрытые в этой патентной заявке;
Фиг.17 содержит краткие выводы результатов тестирования применительно к 1% FER (Частота Ошибок в Кадре) при объединении в пару действующих обучающих последовательностей с обучающими последовательностями QCOM7 набора TSC;
Фиг.18 содержит краткое описание тестовых результатов применительно к 1% FER при объединении в пару действующих TSC с TSC QCOM8;
Фиг.19 является графиком производительности при объединении в пару TSC0 QCOM7 с действующим TSC0;
Фиг.20 является графиком производительности при объединении в пару TSC1 QCOM7 с действующим TSC1;
Фиг.21 является графиком производительности при объединении в пару TSC2 QCOM7 с существующей TSC2;
Фиг.22 является графиком производительности при объединении в пару TSC3 QCOM7 с действующим TSC3;
Фиг.23 является графиком производительности при объединении в пару TSC4 QCOM7 с действующим TSC4;
Фиг.24 является графиком производительности при объединении в пару TSC5 QCOM7 с действующим TSC5;
Фиг.25 является графиком производительности при объединении в пару TSC6 QCOM7 с действующим TSC6;
Фиг.26 является графиком производительности при объединении в пару TSC7 QCOM7 с действующим TSC7;
Фиг.27 является графиком производительности при объединении в пару TSC0 QCOM8 с действующим TSC0;
Фиг.28 является графиком производительности при объединении в пару TSC1 QCOM8 с действующим TSC1;
Фиг.29 является графиком производительности при объединении в пару TSC2 QCOM8 с действующим TSC2;
Фиг.30 является графиком производительности при объединении в пару TSC3 QCOM8 с действующим TSC3;
Фиг.31 является графиком производительности при объединении в пару TSC4 QCOM8 с действующим TSC4;
Фиг.32 является графиком производительности при объединении в пару TSC5 QCOM8 с действующим TSC5;
Фиг.33 является графиком производительности при объединении в пару TSC6 QCOM8 с действующим TSC6;
Фиг.34 является графиком производительности при объединении в пару TSC7 QCOM8 с действующим TSC7;
Фиг.35 является блок-схемой последовательности действий, представляющих этапы, выполняемые базовой станцией для идентификации возможности MUROS на удаленной станции;
Фиг.36 является блок-схемой, последовательности действий, представляющих этапы, выполняемые для сигнализации удаленной станции информации об обучающей последовательности;
Фиг.37 - структура Описания Канала (из 3GPP TS 44.018 раздел 10.5.2.5 и 10.5.2.5a);
Фиг.38 - структура Описания Канала (из 3GPP TS 44.018 раздел 10.5.2.14b); и
Фиг.39 - структура Описания Канала (из 3GPP TS 44.018 раздел 10.5.2.14b).
ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Подробное описание, изложенное ниже в связи с прилагаемыми чертежами, предназначено для описания характерных вариантов осуществления настоящего изобретения и не предназначено представлять единственные варианты осуществления, в которых настоящее изобретение может быть воплощено на практике. Используемое в этом описании понятие «характерный» означает «служащий в качестве примера, образца или иллюстрации» и не обязательно должно толковаться как предпочтительное или преимущественное в сравнении с другими вариантами осуществления. Подробное описание включает в себя конкретные подробности в целях обеспечения исчерпывающего понимания настоящего изобретения. Тем не менее, специалисту в соответствующей области будет очевидно, что настоящее изобретение может быть воплощено на практике без этих конкретных подробностей. В некоторых случаях, хорошо известные структуры и устройства показаны в виде структурной схемы для того, чтобы избежать неопределенности в отношении концепций настоящего изобретения.
Помехи со стороны других пользователей ограничивают производительность беспроводных сетей. Эти помехи могут иметь вид либо помех со стороны соседних сот по одной и той же частоте, известные как CCI, рассмотренные выше, либо помех со стороны соседних частот в одной и той же соте, известные как ASI, так же рассмотренные выше.
Для уменьшения Помех Совместного Канала (CCI) используется подавление помех с помощью одной антенны (SAIC), и Проект Партнерства 3G (3GPP) стандартизировал функционирование SAIC. SAIC является способом, используемым для борьбы с помехами. 3GPP принял технологию Улучшенной Производительности Приемника по Нисходящей линии связи (DARP) для описания приемника, который применяет SAIC.
DARP увеличивает пропускную способность сети посредством использования более низкого коэффициента повторного использования. Кроме того, одновременно подавляются помехи. DARP функционирует в части полосы частот исходного сигнала приемника удаленной станции. Эта технология подавляет помехи соседних каналов и помехи совместного канала, которые отличаются от обычных шумов. DARP доступна в ранее определенных стандартах GSM (начиная с Rel-6 2004 г.) в качестве не зависящей от версии возможности и является неотъемлемой частью Rel-6 и более поздних спецификаций. Нижеследующее является описанием двух способов DARP. Первым является способ совмещенного обнаружения/демодуляции (JD). JD использует сведения структуры сигнала GSM в соседних сотах синхронных мобильных сетей для демодуляции одного из нескольких, создающих помехи сигналов, в дополнение к требуемому сигналу. Способность JD к извлечению создающих помехи сигналов позволяет подавить конкретные создающие помехи сигналы соседнего канала. В дополнение к демодуляции сигналов GMSK, JD так же может использоваться для демодуляции сигналов EDGE. Слепое подавление создающих помехи сигналов (BIC) является другим способом, используемым в DARP для демодуляции сигнала GMSK. При помощи BIC, приемник не знает структуру вызывающих помехи сигналов, которые могут приниматься одновременно с приемом требуемого сигнала. Так как приемник фактически «слеп» в отношении любых сигналов, вызывающих помехи соседнего канала, то способ пытается подавить создающий помеху компонент целиком. Сигнал GMSK демодулируется из полезной несущей посредством способа BIC. BIC наиболее эффективен при использовании в отношении модулированных по GMSK услуг передачи речи и данных и может использоваться в асинхронных сетях.
Модуль 426 коррекции/обнаружения удаленной станции с возможностями DARP настоящего способа и устройства так же выполняет подавление CCI до коррекции, обнаружения и т.д. Модуль 426 коррекции/обнаружения на Фиг.2 предоставляет демодулированные данные. Подавление CCI, как правило, доступно на BS. Так же удаленные станции могут быть или могут не быть с возможностями DARP. Сеть может определять является или нет удаленная станция с возможностями DARP на этапе назначения ресурса, в начале вызова, применительно к GSM удаленной станции (например, мобильной станции).
Желательно увеличить число активных соединений с удаленными станциями, которые могут обрабатываться базовой станцией. Фиг.5 прилагаемых чертежей показывает упрощенное представление системы 100 связи. Система содержит базовые станции 110, 111 и 114 и удаленные станции 123, 124, 125, 126 и 127. Контроллеры с 141 по 144 базовой станции функционируют для маршрутизации сигналов к и от разных удаленных станций 123-127, под управлением центров 151, 152 мобильной коммутации. Центры 151, 152 мобильной коммутации соединены с телефонной коммутируемой сетью 162 общего пользования (PSTN). Хотя удаленные станции 123-127, как правило, являются переносными мобильными устройствами, многие стационарные беспроводные устройства и беспроводные устройства, способные обрабатывать данные, также включены в обобщенное определение удаленной станции 123-127.
Сигналы, переносящие, например, голосовые данные, передаются между каждой из удаленных станций 123-127 и другими удаленными станциями 123-127 посредством контроллеров 141-144 базовых станций под управлением центров 151, 152 мобильной коммутации. В качестве альтернативы, сигналы, переносящие, например, голосовые данные, передаются между каждой из удаленных станций 123-127 и другим оборудованием связи других сетей связи через телефонную коммутируемую сеть 162 общего пользования. Телефонная коммутируемая сеть 162 общего пользования позволяет осуществлять маршрутизацию вызовов между мобильной сотовой системой 100 и прочими системами связи. Такие прочие системы включают в себя системы 100 мобильной сотовой связи других типов и соответствующие другим стандартам.
Каждая из удаленных станций 123-127 может обслуживаться любой одной из нескольких базовых станций 110, 111, 114. Удаленная станция 124 принимает как сигнал, передаваемый обслуживающей базовой станцией 114, так и сигналы, передаваемые соседними не обслуживающими базовыми станциями 110, 111 и предназначенными для обслуживания других удаленных станций 125.
Уровни сигналов от базовых станций 110, 111, 114 периодически измеряются удаленной станцией 124 и сообщаются BSC 144, 141 и т.д. Если сигнал от соседней базовой станции 110, 111 становится сильнее, чем сигнал обслуживающей базовой станции 114, то центр 152 мобильной коммутации выполняет функции, чтобы соседняя базовая станция 110 стала обслуживающей базовой станцией, и функции, чтобы обслуживающая базовая станция 114 стала не обслуживающей базовой станцией, и организует эстафетную передачу обслуживания сигнала к соседней базовой станции 110. Эстафетная передача обслуживания относится к способу переноса сеанса передачи данных или продолжающегося вызова из одного канала, соединенного с базовой сетью к другому.
В системах сотовой мобильной связи, радио ресурсы разделены на некоторое число каналов. Каждому активному соединению (например, голосовому вызову) выделен конкретный канал, обладающий конкретной частотой канала для сигнала нисходящей линии связи (передаваемого базовой станцией 110, 111, 114 к удаленной станции 123-127 и принимаемый удаленной станцией 123-127), и канал, обладающий конкретной частотой канала для сигнала восходящей линии связи (передаваемого удаленной станцией 123-127 к базовой станции 110, 111, 114 и принимаемый базовой станцией 110, 111, 114). Частоты для сигналов нисходящей и восходящей линий связи часто являются разными, чтобы обеспечить одновременную передачу и прием и чтобы уменьшить взаимные помехи между передаваемыми сигналами и принимаемыми сигналами на удаленной станции 123-127 или на базовой станции 110, 111, 114.
Применительно к сотовым системам, способом обеспечения доступа множеству пользователей является повторное использование частоты. Фиг.6 прилагаемых чертежей показывает компоновку сот в системе сотовой связи, которая использует повторное использование частоты. Этот конкретный пример имеет коэффициент повторного использования 4:12, что представляет собой 4 соты и 12 частот. Это означает, что 12 частот, доступных базовой станции, выделены четырем участкам базовой станции, обозначенным A-D и проиллюстрированным на Фиг.6. Каждый участок разделен на три сектора (или соты). Иными словами, одна частота выделяется каждому из трех секторов каждого из 4 участков таким образом, что все 12 секторов (3 сектора/участка для 4 участков) имеют разные частоты. Структура повторного использования частоты повторяется после четвертой соты. Фиг.6 иллюстрирует структуру 210 повторения сот системы, в соответствии с чем базовая станция 110 принадлежит соте A, базовая станция 114 принадлежит соте B, базовая станция 111 принадлежит соте C и т.д. Базовая станция 110 имеет зону 220 обслуживания, которая пересекается с соседними зонами 230 и 240 обслуживания соседних базовых станций 111 и 114, соответственно. Удаленные станции 124, 125 свободны в перемещении между зонами обслуживания. Как рассматривалось выше, чтобы уменьшить взаимные помехи сигналов между сотами, каждой соте выделен набор частот каналов, при этом каждая частота может поддерживать один или более каналов, таким образом, что соседним сотам выделены другие наборы частот канала. Однако две соты, которые не являются соседними, могут использовать один и тот же набор частот. Базовая станция 110 может использовать, например, набор A выделения частот, содержащий частоты f1, f2 и f3 для осуществления связи с удаленными станциями 125 в своей зоне 220 обслуживания. Аналогичным образом базовая станция 114 может использовать, например, набор B выделения частот, содержащий частоты f4, f5 и f6, для осуществления связи с удаленными станциями 124 в своей зоне 240 обслуживания и т.д. Зона, определенная жирной границей 250, содержит одну структуру повторения из четырех участков. Структура повторения повторяется в правильной компоновке для географической зоны, обслуживаемой системой 100 связи. Понятно, что, хотя настоящий пример повторяется после четвертого участка, структура повторения может иметь число участков, отличное от четырех, и общее число частот, отличное от 12.
Как сформулировано выше в отношении GSM, каждая несущая частота разделяется с использованием TDMA. TDMA является технологией множественного доступа, направленной на увеличение пропускной способности. Используя TDMA, каждая несущая частота сегментируется на интервалы, называемые кадрами. Каждый кадр дополнительно разбивается на назначаемые пользователю временные слоты. В GSM кадр разбивается на восемь временных слотов. Таким образом, восемь последовательных временных слотов образуют один кадр TDMA продолжительностью 4,615 мс.
ом
ом
Физический канал занимает один временной слот в каждом кадре на конкретной частоте. Кадры TDMA конкретной несущей частоты пронумерованы, и каждому пользователю назначаются один или более временных слотов в каждом кадре. Кроме того, структура кадров повторяется, так что фиксированное TDMA назначение составляет один или более слотов, которые периодически появляются в каждом временном кадре. Таким образом, каждая базовая станция может осуществлять связь с конкретными удаленными станциями 123-127, используя разные назначенные временные слоты на одной частоте канала. Как сформулировано выше, временные слоты повторяются периодически. Например, первый пользователь может осуществлять передачу в 1 слоте каждого кадра частоты f1, в то время как второй пользователь может осуществлять передачу во 2 слоте каждого кадра частоты f2. В течение каждого временного слота нисходящей линии связи, удаленной станции 123-127 предоставляется доступ для приема сигнала, передаваемого базовой станцией 110, 111, 114, а в течение каждого временного слота восходящей линии связи базовой станции 110, 111, 114 предоставляется доступ для приема сигнала, передаваемого удаленной станцией 123-127. Таким образом, канал для связи с мобильной станцией 123-127 содержит как частоту, так и временной слот, применительно к системе GSM. В равной степени, канал для связи с базовой станцией 110, 111, 114 содержит как частоту, так и временной слот.
Фиг.7 показывает пример компоновки временных слотов применительно к системе связи TDMA. Базовая станция 114 передает сигналы данных в последовательности 30 пронумерованных временных слотов, при этом каждый сигнал предназначен только одной из набора удаленных станций 123-127, и каждый сигнал принимается антеннами всех удаленных станций 123-127, находящихся в зоне действия передаваемого сигнала. Базовая станция 114 передает все сигналы, используя слоты, на выделенной частоте канала. Например, первой удаленной станции 124 может быть выделен первый временной слот 3, а второй удаленной станции 126 может быть выделен второй временной слот 5. Базовая станция 114, в этом примере, передает сигнал для первой удаленной станции 124 в течение временного слота 3 последовательности 30 временных слотов и передает сигнал для второй удаленной станции 126 в течение временного слота 5 последовательности 30 временных слотов. Первая и вторая удаленные станции 124, 126 активны в течение их соответствующих временных слотов 3 и 5 последовательности 30 временных слотов, чтобы принимать сигналы от базовой станции 114. Удаленные станции 124, 126 передают сигналы базовой станции 114 в течение соответствующих временных слотов 3 и 5 последовательности 31 временных слотов по восходящей линии связи. Можно видеть, что временные слоты 30 для передачи применительно к базовой станции 114 (и удаленных станций 124, 126 для приема) смещены по времени относительно временных слотов 31 для передачи применительно к удаленным станциям 124, 126 (и базовой станции 114 для приема).
Это смещение по времени временных слотов передачи и приема известно как дуплексная передача с временным разделением (TDD), которая, среди прочего, позволяет осуществлять процессы передачи и приема в разные моменты времени.
Сигналы голосовых данных не являются единственными сигналами, которые должны передаваться между базовой станцией 110, 111, 114 и удаленной станцией 123-127. Для передачи данных, которые управляют различными аспектами связи, между базовой станцией 110, 111, 114 и удаленной станцией 123-127 используется канал управления. Среди прочего, базовая станция 110, 111, 114 использует канал управления для отправки удаленной станции 123-127 кода последовательности или кода обучающей последовательности (TSC), которая указывает, какую из набора последовательностей будет использовать базовая станция 110, 111, 114 для передачи сигнала удаленной станции 123-127. В GSM для коррекции используется 26-битовая обучающая последовательность. Это известная последовательность передается в сигнале в середине каждого пакета временного слота.
Последовательности используются удаленной станцией 123-127 для компенсации снижения качества канала, которое быстро меняется во времени; уменьшения помех со стороны других секторов или сот; и синхронизации приемника удаленной станции с принимаемым сигналом. Эти функции выполняются модулем коррекции, который является частью приемника удаленной станции 123-127. Модуль 426 коррекции определяет то, каким образом известный переданный сигнал обучающей последовательности изменяется в результате затухания, обусловленного многолучевым распространением. Коррекция может использовать эту информацию для извлечения требуемого сигнала из нежелательных отражений посредством построения обратного фильтра для извлечения оставшейся части требуемого сигнала. Разные последовательности (и связанные с ними коды последовательностей) передаются разными базовыми станциями 110, 111, 114 для того, чтобы уменьшить помехи между последовательностями, передаваемыми базовыми станциями 110, 111, 114, которые являются наиболее близкими друг к другу.
Как сформулировано выше, при помощи DARP удаленная станция 123-127, согласно настоящему способу и устройству, имеет возможность использовать последовательность, чтобы различать сигнал, передаваемый ей базовой станцией 110, 111, 114, обслуживающей удаленную станцию 123-127, от прочих нежелательных сигналов, передаваемых не обслуживающими базовыми станциями 110, 111, 114 других сот. Это остается справедливым до тех пор, пока принимаемые амплитуды или уровни мощности нежелательных сигналов остаются ниже порогового значения, относящегося к амплитуде нежелательного сигнала. Нежелательные сигналы могут вызвать помехи в отношении полезных сигналов, если они имеют амплитуды выше этого порогового значения. В дополнение, пороговое значение может меняться в соответствии с возможностями приемника удаленной станции 123-127. Создающий помехи сигнал и требуемый (или полезный) сигнал могут приходить в приемник удаленной станции 123-127 одновременно, если, например, сигналы от обслуживающей и не обслуживающей базовых станций 110, 114, 114 совместно используют один и тот же временной слот для передачи.
Вновь обращаясь к Фиг.5, на удаленной станции 124 передачи от базовой станции 110 для удаленной станции 125 могут создавать помехи в отношении передач от базовой станции 114 для удаленной станции 124 (путь создающего помехи сигнала показан штриховой стрелкой 170). Аналогичным образом, на удаленной станции 125 передачи от базовой станции 114 для удаленной станции 124 могут вызывать помехи в отношении передач от базовой станции 110 для удаленной станции 125 (путь создающего помехи сигнала показан пунктирной стрелкой 182).
Таблица 1
Строка1
Базовая станция, передающая сигнал
Удаленная станция 1, принимающая сигнал
Частота канала сигнала
Удаленная станция 2, для которой предназначен сигнал
Временной слот (TS) нисходящей линии связи сигнала
Код обучающей последовательности (TSC) сигнала
Уровень принимаемой мощности на удаленной станции 1
Категория сигнала
2
114
123
41
123
5
TSC 3
-40 дБм
Полезный
3
114
124
32
124
3
TSC 3
-82 дБм
Полезный
4
110
124
32
125
3
TSC 1
-81 дБм
Помеха
5
6
114
125
32
124
3
TSC 3
-79 дБм
Помеха
7
110
125
32
125
3
TSC 1
-80 дБм
Полезный
Таблица 1 показывает пример значений параметров сигнала, передаваемого двумя базовыми станциями 110 и 114, проиллюстрированными на Фиг.6. Информация в строке 3 и 4 Таблицы 1 показывает, что удаленной станцией 124 принимаются как полезный сигнал от первой базовой станции 114, так и нежелательный, создающий помехи сигнал от второй базовой станции 110 и предназначенный удаленной станции 125, и два принятых сигнала имеют один и тот же канал и похожие уровни мощности (-82 дБм и -81 дБм, соответственно). Аналогичным образом, информация в строках 6 и 7 показывает, что удаленной станцией 125 принимаются как полезный сигнал от второй базовой станции 110, так и нежелательный вызывающий помехи сигнал от первой базовой станции 114 и предназначенный удаленной станции 124, и два принимаемых сигнала имеют один и тот же канал и похожие уровни мощности (-80 дБм и -79 дБм, соответственно).
Каждая удаленная станция 124, 125, таким образом, принимает как полезный сигнал, так и нежелательный вызывающий помехи сигнал, которые имеют похожие уровни мощности, от других базовых станций 114, 110, по одному и тому же каналу (т.е. одновременно). Так как два сигнала приходят по одному и тому же каналу и с похожими уровнями мощности, они создают взаимные помехи. Это может вызвать ошибки при демодуляции и декодировании полезного сигнала. Эти помехи являются рассмотренными выше помехами совместного канала.
Помехи совместного канала могут подавляться в большей степени, чем было возможно ранее, посредством использования удаленных станций 123-127 с разрешенной функцией DARP, базовых станций 110, 111, 114 и контроллеров 151, 152 базовых станций. Хотя базовые станции 110, 111, 114 могут иметь возможность одновременного приема и демодуляции двух сигналов совместного канала, обладающих похожими уровнями мощности, DARP позволяет удаленным станциям 123-127 иметь, при помощи DARP, аналогичные возможности. Эта возможность DARP может быть реализована посредством способа, известного как подавление помех с помощью одной антенны (SAIC), или посредством способа, известного как подавление помех при помощи двойной антенны (DAIC).
Приемник удаленной станции 123-127 с возможностями DARP может демодулировать полезный сигнал, при этом подавляя нежелательный сигнал совместного канала, даже в том случае, когда амплитуда принимаемого нежелательного сигнала совместного канала аналогична или выше амплитуды полезного сигнала. Функция DARP работает лучше, когда амплитуды принимаемых сигналов совпадающих каналов сходны. Такая ситуация, как правило, имеет место в существующих системах, таких как GSM, пока не используется настоящий способ и устройство, когда каждая из двух удаленных станций 123-127, осуществляющая связь с разными базовыми станциями 110, 111, 114, находится на границе соты, где потери в тракте передачи от каждой базовой станции 110, 111, 114 к каждой удаленной станции 123-127 сходны.
В противоположность этому, удаленная станция 123-127, у которой нет возможностей DARP, может демодулировать полезный сигнал, только если нежелательный вызывающий помехи сигнал совместного канала имеет амплитуду или уровень мощности ниже амплитуды полезного сигнала. В одном примере, он может быть ниже, по меньшей мере, на 8 дБ. Удаленная станция 123-127 с возможностями DARP, благодаря этим возможностям, может допускать существование сигнала совпадающего канала с более высокой амплитудой в сравнении с полезным сигналом, чем удаленные станции 123-127, не обладающие возможностями DARP.
Отношение помех совместного канала (CCI) является отношением уровней мощности, или амплитуд, полезного и нежелательного сигналов, выраженным в дБ. В одном примере отношение помех совместного канала может быть, например, -6 дБ (т.е. уровень мощности полезного сигнала на 6 дБ ниже уровня мощности вызывающего помехи (или нежелательного) сигнала совместного канала). В другом примере, отношение может составлять +6 дБ (т.е. уровень мощности полезного сигнала на 6 дБ выше уровня мощности вызывающего помехи (или нежелательного) сигнала совместного канала). Для этих удаленных станций 123-127, согласно настоящему способу и устройству, с хорошей производительностью DARP, амплитуда вызывающего помехи сигнала может быть настолько высока, что может быть на 10 дБ выше, чем амплитуда полезного сигнала, и при этом удаленные станции 123-127 все же будут обрабатывать полезный сигнал. Если амплитуда создающего помехи сигнала на 10 дБ выше амплитуды полезного сигнала, то отношение помех совместного канала составляет -10 дБ.
Возможности DARP, как описано выше, улучшают прием удаленной станции 123-127 сигнала при наличии ACI или CCI. Новый пользователь, с возможностями DARP, будет лучше подавлять помехи, исходящие от существующего пользователя. Существующий пользователь, так же с возможностями DARP, будет реагировать точно так же, и на него новый пользователь не будет оказывать влияние. В одном примере, DARP хорошо работает с CCI в диапазоне от 0 дБ (уровень помех совместного канала такой же, как и у сигнала) до -6 дБ (помехи совместного канала на 6 дБ сильнее требуемого или полезного сигнала). Таким образом, два пользователя, использующие один и тот же ARFCN и один и тот же временной слот, но с разными назначенными TSC, будут обеспечены хорошим качеством услуги.
Возможности DARP позволяют двум удаленным станциям 124 и 125, если они обе имеют разрешенные возможности DARP, каждой принимать полезные сигналы от двух базовых станций 110 и 114, при этом полезные сигналы имеют похожие уровни мощности, и каждой удаленной станции 124, 125 демодулировать свой полезный сигнал. Таким образом, удаленные станции 124, 125 с разрешенным DARP, обе имеют возможность одновременно использовать один и тот же канал для передачи данных или голоса.
Описанная выше возможность использования одного канала для поддержки двух одновременных вызовов от двух базовых станций 110, 111, 114 к двум удаленным станциям 123-127 является отчасти ограниченной в своем применении на известном уровне техники. Для использования этой возможности, две удаленные станции 124, 125 должны находиться в зоне действия двух базовых станций 114, 110, и каждая должна принимать два сигнала на сходных уровнях мощности. Для этого условия, как правило, две удаленные станции 124, 125 должны находиться около границы соты, как отмечалось ранее.
Настоящий способ и устройство позволяют поддерживать два или более одновременных вызова по одному и тому же каналу (состоящему из временного слота по несущей частоте), при этом каждый вызов предусматривает осуществление связи между одной базовой станцией 110, 111, 114 и одной из множества удаленных станций 123-127 посредством сигнала, передаваемого базовой станцией 110, 111, 114, и сигнала, передаваемого удаленной станцией 123-127. Настоящий способ и устройство обеспечивают новое и обладающее признаками изобретения применение для DARP. Как сформулировано выше, при помощи DARP, два сигнала в одном и том же временном слоте на одной и той же несущей частоте могут быть распознаны посредством использования разных обучающих последовательностей при более высоких уровнях помех, чем без участия DARP. Так как неиспользуемый сигнал от BS 110, 111, 114 действует в качестве помехи, то DARP фильтрует/подавляет нежелательный сигнал (неиспользуемый сигнал от BS 110, 111, 114) посредством использования обучающих последовательностей.
Настоящий способ и устройство позволяют использовать две и более обучающие последовательности в одной и той же соте. В известном уровне техники одна из обучающих последовательностей, не назначенная базовой станции 110, 111, 114, будет выступать только в качестве помехи, как в технологии множества пользователей в одном слоте (MUROS), применительно к, по меньшей мере, одному приемнику мобильной станции 123-127. Однако ключевое отличие состоит в том, что в одной и той же соте нежелательный сигнал для этой мобильной станции является полезным для другой мобильной станции 123-127. В действующих системах нежелательный сигнал предназначен мобильной станции 123-127 в другой соте. В соответствии с настоящим способом и устройством оба сигнала обучающей последовательности могут использоваться в одном и том же временном слоте на одной и той же несущей частоте в одной и той же соте одной и той же базовой станцией 110, 111, 114. Так как в соте могут использоваться две обучающие последовательности, то в соте может использоваться удвоенное число каналов связи. Посредством использования обучающей последовательности, которая в обычном случае будет помехой со стороны другой (не соседней) соты или сектора, и позволяя базовой станции 110, 111, 114 использовать ее в дополнение к ее уже используемой обучающей последовательности, число каналов связи удваивается.
Таким образом, DARP, при использовании наряду с настоящим способом и устройством, позволяет сети GSM использовать уже используемый совместный канал (т.е., ARFCN который уже используется) для обслуживания дополнительных пользователей. В одном примере, каждый ARFCN может использоваться для двух пользователей применительно к речи полной скорости (FR) и 4 пользователей применительно к речи половинной скорости (HR). Также существует возможность обслуживания третьего и даже четвертого пользователя, если MS имеют превосходную DARP производительность. Для того чтобы обслуживать дополнительных пользователей, используя один и тот же AFRCN в одном и том же временном слоте, сеть передает RF сигнал дополнительного пользователя на той же самой несущей, используя другое фазовое смещение, и назначает тот же самый канал трафика (тот же самый ARFCN и временной слот, которые и используются) дополнительному пользователю, используя другой TSC. Соответственно пакеты модулируются вместе с обучающей последовательностью, соответствующей TSC. MS с возможностями DARP может обнаружить полезный или требуемый сигнал. Существует возможность добавить третьего и четвертого пользователей таким же образом, как были добавлены первый и второй пользователи.
Фиг.8A прилагаемых чертежей показывает устройство для функционирования в системе связи с множественным доступом для создания первого и второго сигналов, совместно использующих один канал. Первый источник 401 данных и второй источник 402 данных (для первой и второй удаленной станции 123-127) создают первые данные 424 и вторые данные 425 для передачи. Модуль 403 формирования последовательности формирует первую последовательность 404 и вторую последовательность 405. Первый модуль 406 объединения объединяет первую последовательность 404 с первыми данными 424, чтобы создать первые объединенные данные 408. Второй модуль 407 объединения объединяет вторую последовательность 405 со вторыми данными 425, чтобы создать вторые объединенные данные 409.
Первые и вторые объединенные данные 408, 409 передаются на вход модулятора 410 передатчика для модуляции, как первых, так и вторых объединенных данных 408, 409, используя первую несущую частоту 411 и первый временной слот 412. В этом примере несущая частота может формироваться осциллятором 421. Модулятор передатчика выдает первый модулированный сигнал 413 и второй модулированный сигнал 414 выходному каскаду 415 RF. Выходной каскад RF обрабатывает первый и второй модулированные сигналы 413, 414 посредством их преобразования с повышением частоты из полосы частот исходного сигнала до RF частоты. Преобразованные с повышением частоты сигналы отправляются антеннам 416 и 417, через которые они соответственно передаются.
Первый и второй модулированные сигналы могут объединяться в модуле объединения до их передачи. Модуль 422 объединения может быть частью либо модулятора 410 передатчика, либо выходного каскада 415 RF, или отдельным устройством. Одна антенна 416 обеспечивает средство для передачи объединенных первого и второго сигналов посредством излучения. Это иллюстрируется на Фиг.8B.
Фиг.9 показывает способ для использования устройств для функционирования в системе связи с множественным доступом, чтобы создавать первый и второй сигналы, совместно использующие один канал, показанные на Фиг.8A и 8B. Способ включает в себя выделение конкретной частоты канала и конкретного временного слота базовой станции 110, 111, 114 для использования при передаче к множеству удаленных станций 123-127, в соответствии с чем каждой удаленной станции 123-127 назначаются разные обучающие последовательности. Таким образом, в одном примере этот способ может выполняться в контроллере 151, 152 базовой станции. В другом примере этот способ может выполняться в базовой станции 110, 111, 114.
Следуя за начальным этапом 501 способа, на этапе 502 принимается решение, установить ли новое соединение между базовой станцией 110, 111, 114 и удаленной станцией 123-127. Если ответом является НЕТ, то способ возвращается к начальному этапу 501, и описанные выше этапы повторяются. Когда ответом является ДА, тогда устанавливается новое соединение. Затем на этапе 503 принимается решение о том, существует ли неиспользуемый канал (т.е. неиспользуемый временной слот для любой частоты канала). Если неиспользуемый временной слот существует на используемой или не используемой частоте канала, то на этапе 504 выделяется новый временной слот. Затем способ возвращается к начальному этапу 501, и описанные выше этапы повторяются.
Когда со временем больше не существует неиспользуемого временного слота (так как все временные слоты используются для соединений), то ответом на вопрос на этапе 503 является НЕТ, и способ переходит к этапу 505. На этапе 505 для нового соединения выбирается используемый временной слот, чтобы совместно использовать его с существующим соединением, в соответствии с набором первых критериев. Могут существовать разнообразные критерии. Например, одним критерием может быть то, что временной слот может выбираться, если он имеет низкий трафик. Другим критерием может быть то, что временной слот уже используется не более чем одной удаленной станцией 123-127. Понятно, что могут существовать прочие возможные критерии, основанные на используемых способах планирования сети, и критерии не ограничиваются этими двумя примерами.
Имея выбранный используемый временной слот на частоте канала для нового соединения, чтобы совместно использовать его наряду с существующим соединением, затем на этапе 506 для нового соединения выбирается TSC в соответствии с набором вторых критериев. Эти вторые критерии могут включать в себя некоторые из критериев, используемых для выбора временного слота на этапе 505, или другие критерии. Один критерий состоит в том, что TSC еще не используется сотой или сектором для канала, содержащего используемый временной слот. Другим критерием может быть то, что TSC не используется по этому каналу соседней сотой или сектором. Затем способ возвращается к начальному этапу 501, и описанные выше этапы повторяются.
Фиг.10A прилагаемых чертежей показывает пример, в котором способ по Фиг.9 реализуется в контроллере 600 базовой станции. В контроллере 600 базовой станции имеется процессор 660 контроллера и подсистема 650 памяти. Этапы способа могут храниться в программном обеспечении 680 в памяти 685 в подсистеме 650 памяти или в программном обеспечении 680 в памяти 685, размещающейся в процессоре 660 контроллера, или в программном обеспечении 680 памяти 685 в контроллере 600 базовой станции или в некотором другом цифровом сигнальном процессоре (DSP) или в других видах аппаратного обеспечения. Контроллер 600 базовой станции соединен с центром 610 мобильной коммутации, а также с базовыми станциями 620, 630 и 640, как показано на Фиг.10A.
В подсистеме 650 памяти показаны части трех таблиц 651, 652, 653 данных. Каждая таблица данных хранит значения параметров для набора удаленных станций 123, 124, указываемых столбцом, обозначенным как MS. Таблица 651 хранит значения кода обучающей последовательности. Таблица 652 хранит значения для номера TS временного слота. Таблица 653 хранит значения частоты CHF канала. Понятно, что таблицы данных могут, в качестве альтернативы, быть скомпонованы в виде многомерной единой таблицы или нескольких таблиц размерностей, отличных от тех, что показаны на Фиг.10A.
Процессор 660 контроллера осуществляет связь через шину 670 данных с подсистемой 650 памяти, чтобы отправлять и принимать значения параметров к/от подсистемы 650 памяти. В процессоре 660 контроллера содержатся функции, которые включают в себя функцию 661 для формирования команды разрешения на доступ, функцию 662 для отправки команды разрешения на доступ базовой станции 620, 630, 640, функцию 663 для формирования сообщения назначения трафика, и функцию 664 для отправки сообщения назначения трафика базовой станции 620, 630 или 640. Эти функции могут выполняться, используя программное обеспечение 680, хранящееся в памяти 685.
В процессоре 660 контроллера или где-либо еще в контроллере 600 базовой станции, может существовать функция 665 управления мощностью для управления уровнем мощности сигнала, передаваемого базовой станцией 620, 630 или 640.
Понятно, что функции, показанные как находящиеся в контроллере 600 базовой станции, а именно в подсистеме 650 памяти и процессоре 660 контроллера, также могут размещаться в центре 610 мобильной коммутации. Равнозначно некоторые или все функции, описанные как часть контролера 600 базовой станции, могут в равной степени размещаться в одной или более базовых станциях 620, 630 или 640.
Фиг.10B является блок-схемой последовательности операций, раскрывающей этапы, выполняемые контроллером 600 базовой станции. При выделении удаленной станции 123, 124 (например, удаленной станции MS 123) канала, например, когда удаленная базовая станция 123 запрашивает услугу, базовая станция 620, 630, 640, желающая обслуживать удаленную станцию 123, 124, отправляет контроллеру 600 базовой станции сообщение запроса на назначение канала. Процессор 600 контроллера, по приему сообщения запроса на этапе 602 через шину 670 данных, определяет, требуется ли новое соединение. Если ответом является НЕТ, то способ возвращается к начальному этапу 601, и описанные выше этапы повторяются. Если ответом является ДА, то инициируется установление нового соединения. Затем на этапе 603 принимается решение о том, существует ли неиспользуемый канал (т.е. неиспользуемый временной слот для любой частоты канала). Если на используемой или неиспользуемой частоте канала неиспользуемый временной слот существует, то затем на этапе 604 выделяется новый временной слот. Затем способ возвращается к начальному этапу 601, и описанные выше этапы повторяются.
С другой стороны, если процессор 660 контроллера определяет, что на любой частоте канала нет неиспользуемого временного слота, то он выбирает используемый временной слот. См. этап 605 на Фиг.10B. Выбор может основываться на доступе к подсистеме 650 памяти или к другой памяти 685 для получения информации по критериям, таким как текущая загруженность временных слотов, и используют ли DARP обе или только одна из удаленных станций 123, 124. Процессор 660 контроллера выбирает используемый временной слот и выбирает код обучающей последовательности для временного слота. См. этап 606 на Фиг.10B. Так как временной слот уже используется, то это будет второй обучающей последовательностью, выбранной для этого временного слота.
Для того чтобы применить критерии к выбору временного слота, процессор 660 контроллера получает доступ к памяти 650 через шину 670 данных, или получает доступ к другой памяти 685, чтобы получить информацию, например, информацию о текущем выделении временных слотов или обучающих последовательностей, или обе информации, и обладают ли удаленные станции 123, 124 возможностями DARP. Затем процессор 660 контроллера формирует команду (661 или 663) и отправляет команду (662 или 664) базовой станции 620, чтобы назначить частоты канала, временной слот и обучающую последовательность удаленной станции 123. Затем способ возвращается к начальному этапу 601, и описанные выше этапы повторяются.
Фиг.11 показывает поток сигналов в базовой станции 620, 920. Интерфейс 921 контроллера базовой станции осуществляет связь через линию 950 связи с контроллером 600 базовой станции. Линия 950 связи может быть, например, кабелем передачи данных или RF линией. Процессор 960 контроллера осуществляет связь и управляет через шину 970 данных компонентами 922, 923 и 924 приемника и компонентами 927, 928 и 929 передатчика. Процессор 960 контроллера осуществляет связь через шину 980 данных с интерфейсом 921 BSC. Шина 970 данных может содержать только одну шину или несколько шин и может быть частично и полностью двунаправленной. Шины 970 и 980 данных могут быть одной и той же шиной.
В одном примере, сообщение, запрашивающее разрешение на канал, принимается от удаленной станции 123, 124 в кодированном, модулированном сигнале, излучаемом антенной 925 базовой станции, и передается в качестве входных данных в переключатель 926 дуплексора. Этот сигнал проходит через принимающий порт переключателя 926 дуплексора к входному каскаду 924 приемника, который обрабатывает сигнал (например, посредством преобразования с понижением частоты, фильтрации и усиления). Демодулятор 923 приемника демодулирует обработанный сигнал и выдает демодулированный сигнал модулю 922 декодирования и де-перемежения канала, который декодирует и снимает перемежение с демодулированного сигнала и выдает итоговые данные процессору 960 контроллера. Процессор 960 контроллера извлекает из итоговых данных сообщение, запрашивающее разрешение на канал. Процессор 960 контроллера отправляет сообщение через интерфейс 921 контроллера базовой станции к контроллеру 600 базовой станции. Затем контроллер 600 базовой станции выполняет функции по предоставлению или отклонению разрешения на канал удаленной станции 123, 124, либо независимо, либо совместно с центром 610 мобильной коммутации.
Контроллер 600 базовой станции формирует и отправляет команды разрешения на доступ и прочие сигналы цифровой связи или трафика удаленным станциям 123, 124, например, сообщения назначения, к интерфейсу 921 BSC через линию 950 связи. Затем сигналы отправляются через шину 980 данных процессору 960 контроллера. Процессор 960 контроллера выдает сигналы для удаленных станций 123, 124 модулю 929 кодирования и перемежения, и закодированные и подвергнутые перемежению сигналы затем проходят к модулятору 928 передатчика. На Фиг.11 можно видеть, что существует несколько сигналов, передаваемых модулятору 928 передатчика, при этом каждый сигнал предназначен удаленной станции 123, 124. Эти несколько сигналов могут объединяться в модуляторе 928 передатчика, чтобы предоставить объединенный модулированный сигнал, обладающий I и Q компонентами, как показано на Фиг.11. Однако объединение нескольких сигналов может, в качестве альтернативы, выполняться после модуляции в модуле 927 выходного каскада передатчика и или на других этапах передачи. Модулированный объединенный сигнал выдается из выходного каскада 927 передатчика и передается к порту передачи переключателя 926 дуплексора. Затем сигнал выдается через общий или антенный порт переключателя 926 дуплексора к антенне 925 для передачи.
В другом примере, второе сообщение от второй удаленной станции 123, 124, запрашивающей разрешение на канал, принимается во втором принятом сигнале антенной 925 базовой станции. Второй принятый сигнал обрабатывается, как описано выше, и запрос на разрешение канала отправляется в обработанном втором принятом сигнале контроллеру 600 базовой станции.
Контроллер 600 базовой станции формирует и отправляет базовой станции 620, 920 второе сообщение разрешения на доступ, как описывалось выше, и базовая станция 620, 920 передает сигнал, содержащий второе сообщение разрешения на доступ, как описано выше, удаленной станции 123, 124.
Фиг.12 показывает пример компоновок для хранения данных в подсистеме 650 памяти, которая может находиться в контроллере 600 базовой станции (BSC) системы 100 сотовой связи. Таблица 1001 на Фиг.12 является таблицей значений частот каналов, назначенных удаленным станциям 123-127, при этом удаленные станции 123-127 пронумерованы. Таблица 1002 является таблицей значений временных слотов, в которой номера удаленных станций 123-127 показаны напротив номеров временных слотов. Можно видеть, что номер 3 временного слота назначен удаленным станциям 123, 124 и 229. Аналогичным образом, таблица 1003 показывает таблицу данных, выделяющую обучающие последовательности (TSC) удаленным станциям 123-127.
Таблица 1005 на Фиг.12 показывает увеличенную таблицу данных, которая является многомерной, чтобы включать в себя все параметры, показанные в уже описанных таблицах 1001, 1002 и 1103. Понятно, что часть таблицы 1005, показанная на Фиг.12, является небольшой частью полной таблицы, которая должна использоваться. Таблица 1105 показывает выделение наборов выделения частот, причем каждый набор выделения частот соответствует набору частот, используемому в конкретном секторе соты или в соте. В Таблице 1005 набор f1 выделения частот назначен всем удаленным станциям 123-127, показанным в таблице 1005 на Фиг.12. Понятно, что другие части Таблицы 1005, которые не показаны, будут показывать наборы f2, f3 и т.д. выделения частот, назначенные прочим удаленным станциям 123-127. Четвертая строка данных показывает отсутствие значений, при этом многоточия указывают на то, что существует много возможных значений, не показанных между строками 3 и 5 данных в таблице 1001.
Фазовый Сдвиг
Абсолютная фаза модуляции для двух сигналов, передаваемых базовой станцией 110, 111, 114, может быть не одинаковой. Для того чтобы обслуживать дополнительных пользователей, используя тот же самый канал (co-TCH), в дополнение к обеспечению более чем одного TSC, сеть может осуществлять фазовый сдвиг символов RF сигнала новой удаленной станции совместного канала (co-TCH) по отношению к существующей удаленной станции(иям) co-TCH. По возможности сеть может управлять ими при помощи равномерно распределенного пространственного сдвига фазы, тем самым улучшая производительность приемника. Например, фазовый сдвиг несущей частоты (имеющей конкретный ARFCN) для двух пользователей должен составлять 90 градусов, трех пользователей - 60 градусов. Фазовый сдвиг несущей (ARFCN) для четырех пользователей должен составлять 45 градусов. Как сформулировано выше, пользователи будут использовать разные TSC. Каждой дополнительной MS 123-127 настоящего способа и устройства назначаются разные TSC, и они используют свои собственные TSC и DARP для получения своих собственных данных трафика.
Таким образом, применительно к улучшенной производительности DARP, два сигнала, предназначенные двум разным мобильным станциям (удаленным станциям) 123, 124, могут в идеале быть с фазовым сдвигом на π/2, применительно к их импульсной характеристике канала, но меньшее значение также будет обеспечивать адекватную производительность.
Когда первой и второй удаленным станциям 123, 124 назначен один и тот же канал (т.е. один и тот же временной слот по одной и той же несущей частоте), предпочтительно сигналы могут передаваться двум удаленным станциям 123, 124 (используя разные обучающие последовательности, как описано ранее) таким образом, что модулятор 928 модулирует два сигнала с фазовым сдвигом в 90 градусов относительно друг друга, тем самым дополнительно уменьшая взаимные помехи сигналов благодаря фазовому разнесению. Таким образом, например, выходящие из модулятора 928 I и Q выборки могут представлять собой один из двух сигналов, при этом сигналы разделены по фазе на 90 градусов. Таким образом, модулятор 928 вносит сдвиг по фазе между сигналами для двух удаленных станций 123, 124.
В случае, когда совместно используется один и тот же канал нескольких удаленных станций 123, 124, может формироваться множество наборов I и Q выборок с разными смещениями. Например, если существует третий сигнал для третьей удаленной станции 123, 124 по тому же каналу, модулятор 928 предпочтительно вносит фазовые сдвиги в 60 градусов и 120 градусов для второго и третьего сигналов относительно фазы первого сигнала, и итоговые I и Q выборки представляют собой все три сигнала. Например, I и Q выборки могут представлять собой векторную сумму трех сигналов.
Таким образом, модулятор 928 передатчика обеспечивает в базовой станции 620, 920 средство для внесения сдвига по фазе между одновременными сигналами, использующими один и тот же временной слот на одной и той же частоте и предназначенными разным удаленным станциям 123, 124. Такое средство может обеспечиваться другими способами. Например, в модуляторе 928 могут формироваться отдельные сигналы, а итоговые аналоговые сигналы могут объединяться в выходном каскаде 927 передатчика посредством прохождения одного из них через элемент фазового сдвига и затем простого суммирования сигнала с фазовым смещением и сигнала без фазового смещения.
Аспекты Управления Мощностью
Приведенная ниже Таблица 2 показывает пример значений частоты, временного слота, обучающей последовательности и уровня мощности принимаемого сигнала канала применительно к сигналам, передаваемым двумя базовыми станциями 110 и 114, как показано на Фиг.5, и принимаемых удаленными станциями с 123 по 127.
Таблица 2
Строка1
БАЗОВАЯ СТАНЦИЯ, передающая сигнал
Удаленная станция 1, принимающая сигнал
Базовая Станция 1, обслуживающая Удаленную станцию 1
Удаленная станция 2, для которой предназначен сигнал
Частота Канала
TS Нисходящей линии связи
TSC
Уровень мощности сигнала принимаемого MS
Категория сигнала
2
114
126
114
126
32
5
TSC3
-33 дБм
Полезный
3
114
123
114
123
32
3
TSC2
-67 дБм
Полезный
4
114
124
114
124
32
3
TSC3
-102 дБм
Полезный
5
114
123
114
124
32
3
TSC3
-67 дБм
Помеха
6
114
124
114
123
32
3
TSC2
-102 дБм
Помеха
7
114
125
110
124
32
3
TSC3
-105 дБм
Помеха
8
110
124
114
125
32
3
TSC1
-99 дБм
Помеха
9
110
125
110
125
32
3
TSC1
-101 дБм
Полезный
10
110
127
110
127
32
3
TSC4
-57 дБм
Полезный
Строки 3 и 4 Таблицы 2, выделенные жирным прямоугольником, показывают как удаленную станцию 123, так и удаленную станцию 124, использующие частоту канала с индексом 32 и использующие временной слот 3 для приема сигнала от базовой станции 114, но с разными выделенными обучающими последовательностями TSC2 и TSC3, соответственно. Аналогичным образом, строки 9 и 10, так же показывают одну и ту же частоту канала и временной слот, используемые двумя удаленными станциями 125, 127 для приема сигналов от одной и той же базовой станции 110. Может быть видно, что в каждом случае уровни мощности принимаемых полезных сигналов на удаленной станции 125, 127 по сути разные применительно к двум удаленным станциям 125, 127. Выделенные строки 3 и 4 Таблицы 2 показывают, что базовая станция 114 передает сигнал для удаленной станции 123, а также передает сигнал для удаленной станции 124. Принимаемый уровень мощности на удаленной станции 123 составляет -67 дБм, тогда как принимаемый уровень мощности на удаленной станции 124 составляет -102 дБм. Строки 9 и 10 Таблицы 2 показывают, что базовая станция 110 передает сигнал для удаленной станции 125, а также передает сигнал для удаленной станции 127. Принимаемой уровень мощности на удаленной станции 125 составляет -101 дБм, тогда как принимаемый уровень мощности на удаленной станции 127 составляет -57 дБм. Большая разница в уровне мощности, в каждом случае, может быть вызвана разными расстояниями между удаленными станциями 125, 127 и базовой станцией 110. В качестве альтернативы, разница в уровне мощности может быть вызвана разными потерями в тракте передачи или разными величинами подавления полезного сигнала, вызванного многолучевым распространением сигналов, между базовой станцией передающей сигналы, и удаленной станцией, принимающей сигналы, для одной удаленной станции в сравнении с другой удаленной станции.
Хотя эта разница в принимаемом уровне мощности на одной удаленной станции в сравнении с другой удаленной станцией не является преднамеренной и идеальной для планирования сот, она не компрометирует функционирование настоящего способа и устройства.
Удаленная станция 123-127, обладающая возможностями DARP, может успешно демодулировать любой один из двух одновременно принимаемых по совместному каналу сигналов, пока амплитуды или уровни мощности двух сигналов являются сходными на антенне удаленной станции 123-127. Это достижимо, если сигналы передаются посредством одной и той же базовой станции 110, 111, 114 (может иметь более чем одну антенну, например, одну на сигнал) и уровни мощности двух передаваемых сигналов являются по сути одними и теми же, так как при этом каждая удаленная станция 123-127 принимает два сигнала, по сути, на одном и том же уровне мощности (в пределах, например, 6 дБ). Передаваемые мощности сходны, если либо базовая станция 110, 111, 114 выполнена с возможностью передачи двух сигналов со сходными уровнями мощности, либо базовая станция 110, 111, 114 передает оба сигнала с фиксированным уровнем мощности. Эта ситуация может быть проиллюстрирована посредством дополнительной ссылки на Таблицу 2 и Таблицу 3.
В то время как Таблица 2 показывает удаленные станции 123, 124, принимающие от базовой станции 114 сигналы, обладающие, по сути, разными уровнями мощности, при ближайшем рассмотрении может быть видно что, как показано строками 3 и 5 Таблицы 2, удаленная станция 123 принимает два сигнала от базовой станции 114 на одном и том же уровне мощности (-67 дБм), при этом один сигнал является полезным сигналом, предназначенным удаленной станции 123, а другой сигнал является нежелательным сигналом, который предназначен удаленной станции 124. Таким образом, в этом примере показано, что критерий для удаленной станции 123-127 применительно к приему сигналов, имеющих сходные уровни мощности, удовлетворяется. Если мобильная станция 123 имеет DARP приемник, то, следовательно, в этом примере она может демодулировать полезный сигнал и подавить нежелательный сигнал.
Аналогичным образом, посредством рассмотрения строк 4 и 6 Таблицы 2 (выше) можно видеть, что удаленная станция 124 принимает два сигнала, совместно использующие один и тот же канал и имеющие один и тот же уровень мощности (-102 дБм). Оба сигнала исходят от базовой станции 114. Один из двух сигналов является полезным сигналом для удаленной станции 124, а другой сигнал является нежелательным сигналом, который предназначен для использования удаленной станцией 123.
Чтобы дополнительно проиллюстрировать вышеописанные концепции, Таблица 3 является измененным вариантом Таблицы 2, в котором строки Таблицы 2 просто переупорядочены. Видно, что каждая из удаленных станций 123 и 124 принимает от базовой станции 114 два сигнала, полезный и нежелательный сигнал, имеющие один и тот же канал и сходные уровни мощности. Так же, удаленная станция 125 принимает от двух разных базовых станций 110, 114 два сигнала, полезный и нежелательный сигнал, имеющие один и тот же канал и сходные уровни мощности.
Таблица 3
Строка1
БАЗОВАЯ СТАНЦИЯ, передающая сигнал
Удаленная станция 1, принимающая сигнал
Базовая Станция 1, обслуживающая Удаленную станцию 1
Удаленная станция 2, для которой предназначен сигнал
Частота Канала
TS Нисходящей линии связи
TSC
Уровень мощности сигнала принимаемого MS
Категория сигнала
2
114
126
114
126
32
5
TSC3
-33 дБм
Полезный
3
114
123
114
123
32
3
TSC2
-67 дБм
Полезный
4
114
123
114
124
32
3
TSC3
-67 дБм
помеха
5
6
114
124
114
123
32
3
TSC2
-102 дБм
Помеха
7
114
124
114
124
32
3
TSC3
-102 дБм
Полезный
8
110
124
114
125
32
3
TSC1
-99 дБм
Помеха
9
10
114
125
110
124
32
3
TSC3
-105 дБм
Помеха
11
110
125
110
125
32
3
TSC1
-101 дБм
Полезный
110
127
110
127
32
3
TSC4
-57 дБм
Полезный
Описанные выше устройство и способ были смоделированы, и способ показал себя как хорошо работающий в системе GSM. Описанное выше и показанное на Фиг.8A, 8B, 10A, 11 и 12 устройство может быть частью, например, базовой станции 110, 111, 114 системы GSM.
В соответствии с другим аспектом настоящего способа и устройства применительно к базовой станции 110, 111, 114 возможно установить вызов с двумя удаленными станциями 123-127, используя один и тот же канал, таким образом, что первая удаленная станция 123-127 имеет приемник DARP, а вторая удаленная станция 123-127 не имеет приемника DARP. Амплитуды сигналов, принимаемых двумя удаленными станциями 124-127, различаются на величину в диапазоне значений, в одном примере она может быть между 8 дБ и 10 дБ, а также амплитуда сигнала, предназначенного для удаленной станции с DARP, ниже амплитуды сигнала, предназначенного удаленной станции 124-127 без DARP.
Мобильная станция с поддержкой MUROS или без MUROS может рассматривать свой нежелательный сигнал в качестве помехи. Однако применительно к MUROS, оба сигнала могут рассматриваться в соте как полезные сигналы. Преимущество сетей с поддержкой MUROS (например, BS или BSC) состоит в том, что BS 110, 111, 114 может использовать две или более обучающие последовательности на один временной слот, вместо только одной, так что оба сигнала могут рассматриваться в качестве полезных сигналов. BS 110, 111, 114 передает сигналы с приемлемыми амплитудами, такими, что каждая мобильная станция принимает свой сигнал с достаточно высокой амплитудой, и два сигнала поддерживают отношение амплитуд такое, что могут быть обнаружены два сигнала, соответствующие двум обучающим последовательностям. Эта возможность может быть реализована, используя программное обеспечение, хранящееся в памяти в BS 110, 111, 114 или BSC 600. Например, MS 123-127 выбираются для создания пары на основании их потерь в тракте передачи и на основании существующего наличия канала трафика. Однако MUROS может функционировать, если потери в тракте передачи сильно отличаются для одной мобильной станции по сравнению с другой мобильной станцией 123-127. Это может иметь место, когда одна мобильная станция 123-127 находится намного дальше от BS 110, 111, 114.
В отношении управления мощностью, существует разные возможные сочетания объединений в пары. Обе MS 123-127 могут быть с возможностями DARP, или может быть только одна с возможностями DARP. В обоих случаях, принятые амплитуды или уровни мощности на мобильных станциях 123-127 могут находиться в пределах 10 дБ по отношению друг к другу, и это также относится и к MS 2. Тем не менее, если только одна MS обладает возможностями DARP, то дополнительным ограничением является то, что мобильная станция 123-127 без-DARP должна иметь свой полезный первый сигнал, который сильнее, чем второй сигнал (в одном примере, по меньшей мере, на 8 дБ сильнее, чем второй сигнал). Мобильная станция 123-127 с возможностями DARP принимает свой второй сигнал, находящийся ниже первого сигнала, на не более чем нижнее пороговое значение (в одном примере, это составляет не ниже чем на 10 дБ). Таким образом, в одном примере, отношение амплитуд может составлять от 0 dB до +10 дБ для пары DARP/DARP базовых станций 123-127 или от 8 дБ до 10 дБ более сильного сигнала для пары без-DARP/DARP в пользу мобильной станции без-DARP. Так же предпочтительным для BS 110, 111, 114 является передавать два сигнала таким образом, чтобы каждая MS 123-127 принимала свой полезный сигнал с амплитудой выше ее порога чувствительности. (В одном примере, это соответствует уровню, по меньшей мере, на 6 дБ выше ее порога чувствительности). Таким образом, если одна MS 123-127 имеет больше потерь в тракте передачи, BS 110, 111, 114 передает сигнал MS с соответствующей амплитудой, чтобы соответствующим образом выполнить это условие. Это задает абсолютную амплитуду. Далее, отличие от другого сигнала определяет абсолютную амплитуду этого другого сигнала.
Фиг.13 показывает пример архитектуры приемника применительно к удаленной станции 123-127 согласно настоящему способу и устройству, имеющей возможность DARP. В одном примере, приемник выполнен с возможностью использования либо модуля 1105 коррекции с подавлением помех при помощи одной антенны (SAIC), либо модуля 1106 коррекции с оценкой максимального правдоподобия последовательности (MLSE). Так же могут использоваться другие модули коррекции, реализующие другие протоколы. Модуль коррекции с SAIC является предпочтительным к использованию, при приеме двух сигналов, обладающих сходными амплитудами. Модуль коррекции с MLSE, как правило, используется, когда амплитуды принимаемых сигналов не похожи, например, когда полезный сигнал имеет амплитуду намного выше, чем у нежелательного сигнала совместного канала.
Фиг.14 показывает упрощенное представление части системы GSM, выполненной с возможностью назначения одного и того же канала двум удаленным станциям 123-127. Система содержит подсистему приемопередатчика базовой станции (BTS) или базовую станцию 110, и две удаленные станции, мобильные станции 125 и 127. Сеть может назначить посредством подсистемы 110 приемопередатчика базовой станции одну и ту же частоту канала и один и тот же временной слот двум удаленным станциям 125 и 127. Сеть выделяет разные обучающие последовательности двум удаленным станциям 125 и 127. Обе удаленные станции 125 и 127 являются мобильными станциями, и обеим назначена частота канала, имеющая ARFCN, равный 160, и временной слот с номером индекса временного слота TS, равным 3. Удаленной станции 125 назначена обучающая последовательность TSC с номером 5, тогда как станции 127 назначена обучающая последовательность TSC с номером 0. Каждая удаленная станция 125, 127 будет принимать свой собственный сигнал (показан на чертеже сплошными линиями) совместно с сигналом, предназначенным другой удаленной станции 125, 127 (показанный на фигуре пунктирными линиями). Каждая удаленная станция 125, 127 способна демодулировать свой собственный сигнал, подавляя при этом нежелательный сигнал.
Как описано выше, в соответствии с настоящим способом и устройством, одна базовая станция 110, 111, 114 может передавать первый и второй сигнал, при этом сигналы предназначены первой и второй удаленным станциям 123-127, соответственно, и каждый сигнал передается по одному и тому каналу, и каждый сигнал обладает разной обучающей последовательностью. Первая удаленная станция 123-127, обладающая возможностями DARP, способна использовать обучающие последовательности, чтобы отличать первый сигнал от второго сигнала и демодулировать и использовать первый сигнал, когда амплитуды первого и второго сигналов по сути находятся в пределах разницы по мощности в 10 дБ относительно друг друга.
Согласно Фиг.14, сеть назначает одни и те же физические ресурсы двум мобильным станциям, но выделяет им разные обучающие последовательности. Каждая мобильная станция будет принимать свой собственный сигнал (показан на фиг.14 сплошной линией) и тот, что предназначен другому пользователю co-TCH (показан на фиг.14 пунктирной линией). По нисходящей линии связи, каждая мобильная станция будет рассматривать сигнал, предназначенный другой мобильной станции, в качестве CCI, и будет подавлять помехи. Таким образом, для подавления помех со стороны другого пользователя MUROS могут использоваться разные обучающие последовательности.
Объединение MS в пары
В соответствии с тем, каким образом реализованы настоящий способ и устройство, может быть полезным идентифицировать то, какие из MS, соединенные с конкретной BS, имеющие возможность MUROS, не отвечая на возможность радиодоступа кода категории обслуживания MUROS (так как желательно объединить в пару традиционный UE с UE с функцией MUROS). BS может идентифицировать DARP возможности MS посредством запроса кода категории обслуживания MS. Код категории обслуживания является декларацией MS о своих возможностях для BS. Это описано в 24.008 в TS10.5.1.5-7 в стандартах GERAN. Стандарты определяют код категории обслуживания, указывающий возможности DARP применительно к MS, но до сих пор не были определены код категории обслуживания MUROS или код категории обслуживания, поддерживающий новую обучающую последовательность. Таким образом, невозможно идентифицировать, имеет ли MS возможности MUROS, используя код категории обслуживания существующей MS. В дополнение, несмотря на определение в стандартах кода категории обслуживания для DARP, стандарты не требуют от MS отправлять код категории обслуживания к BS, информируя BS о ее возможностях. Многие производители разрабатывают MS с возможностями DARP без возможности отправки кода категории обслуживания для DARP к BS во время процедур установки вызова, опасаясь, что для MS со стороны BS будут автоматически назначены более зашумленные каналы, тем самым потенциально ухудшая связь при помощи этой MS. По этой причине на сегодняшний день невозможно с любой уверенностью идентифицировать, обладает ли MS возможностями MUROS или даже возможностями DARP. Желательным является, позволить действующим MS участвовать в функционировании MUROS, если они обладают этими возможностями.
Теоретически для BS возможно идентифицировать возможности MUROS в MS на основании Международного Идентификатора Мобильного Оборудования (IMEI) применительно к MS. BS может установить IMEI в отношении MS посредством его непосредственного запроса у MS. IMEI является уникальным для MS и может использоваться в качестве ссылки в базу данных, размещенную где-либо в сети, тем самым идентифицируя модель мобильного телефона, к которой принадлежит MS, и дополнительно ее возможности, такие как DARP и MUROS. Если телефон обладает возможностями DARP или MUROS, то он будет рассматриваться BS в качестве кандидата для совместного использования слота с другой приемлемой MS. Однако хотя использование IMEI теоретически возможно, только наличие возможностей DARP или MUROS не является достаточным критерием для определения того, может ли конкретная MS совместно использовать TDMA слот с другой MS. В процессе работы, BS будет формировать список MS, в настоящий момент соединенных с BS, которые обладают возможностями DARP или MUROS. Идентификация MS, способных совместно использовать конкретный слот, учитывает другие критерии.
Во-первых, может быть установлена способность MS к подавлению помех в заданном зашумленном окружении. (См. этап 1610 блок-схемы на Фиг.35). Эти знания используются для выделения MS наиболее приемлемого доступного совместно используемого слота. (См. этап 1620 блок-схемы на фиг.35). Они также используются для разрешения объединения в наилучшую пару с другой MS кандидатом. (См. этап 1630 блок-схемы на Фиг.35). Одним способом определения способности MS к подавлению помех является отправка 'пакета обнаружения'. Это короткий радио пакет, в котором сигнал, требуемый для получения MS, обладает наложенным на него известным образцом помех. Пакет обнаружения содержит основной речевой сигнал с наложенным CCI сигналом на управляемых уровнях мощности. При отправке пакета обнаружения отправляется и обучающая последовательность, отличная от используемой для текущего вызова. Это отличает пакет обнаружения от фактического голосового сигнала.
В конкретном варианте реализации настоящего способа и устройства, измеряется Вероятность Битовой Ошибки (BEP). (Также могут использоваться другие параметры, отражающие способность удаленной станции к подавлению помех, как рассматривается ниже). Этот параметр возвращается к BS во время периодического отчета MS. В стандартах GERAN, BEP представляет собой значения 0-31, при этом значение 0 соответствует вероятности битовой ошибки в 25%, а значение 31 соответствует вероятности в 0,025%. Другими словами, чем выше BEP, тем выше способность MS к подавлению помех. BEP сообщается как часть «отчета расширенных измерений». Как только пакет отправлен, если BEP для MS падает ниже заданного порогового значения в последующем отчете, то MS рассматривается как неприемлемая для функционирования MUROS. При моделировании, было показано, что благоприятным выбором порогового значения BEP будет значение, по меньшей мере, равное 25. Должно быть отмечено, что BEP получается посредством отправки пакета по каналу и измерения числа ошибок в пакете на стороне MS. Тем не менее, BEP по своей сути может быть недостаточно точной единицей измерения качеств MS и канала, в частности, если существует существенное изменение частоты ошибки на протяжении пакета. Вследствие этого предпочтительным может быть основывать решение о возможности функционирования MUROS на среднем значении BEP, принимающем во внимание ковариацию BEP (CVBEP). Эти две величины предусмотрены стандартами в качестве представляемых в отчете, который MS отправляет BS.
В качестве альтернативы, решение может основываться на параметре RxQual, возвращаемом к BS от MS для одного периода SACCH (0,48 мс). RxQual является значением между 0 и 7, где каждое значение соответствует оценочному числу битовых ошибок в некотором числе пакетов (см. 3GPP TS 05.08). Это является определенной стандартом единицей измерения качества приема, состоящей из восьми уровней, и соответствует Частоте Ошибочных Битов (BER) в принятом сигнале. Чем выше частота ошибок, тем выше RxQual. Моделирования показали, что RxQual, равное 2 и ниже, будет благоприятным выбором в качестве порогового значения для определения возможности функционирования MUROS.
Альтернативно, в качестве критерия выбора может в равной степени использоваться параметр RxLev. RxLev показывает среднюю силу принимаемого сигнала в дБм. Он также может сообщаться к MS после пакета обнаружения. В качестве благоприятного значения показало себя значение RxLev, по меньшей мере, равное 100 дБм. Хотя были описаны конкретные критерии для объединения в пары с MUROS, для специалиста в соответствующей области должно быть очевидно, что вместо или в сочетании с указанными выше критериями могут использоваться прочие критерии.
Совместное Обнаружение по Восходящей линии связи
Настоящий способ и устройство используют GMSK и возможности DARP телефонной трубки, чтобы избежать необходимости в обеспечении нового способа модуляции применительно к сети. Сеть может использовать в восходящей линии связи существующие способы для разделения каждого пользователя, например, совместное обнаружение. Этот способ использует назначение совместного канала, при котором одни и те же физические ресурсы назначаются двум разным мобильным станциям, но каждой мобильной станции назначается разная обучающая последовательность. В восходящей линии связи каждая мобильная станция 123-127 настоящего способа и устройства может использовать разную обучающую последовательность. Сеть может использовать способ совместного обнаружения для разделения двух пользователей по восходящей линии связи.
Речевой кодек и расстояние до нового пользователя
Для снижения помех в отношении прочих сот, BS 110, 111, 114 управляет мощностью нисходящей линией связи в соответствии с расстоянием от нее до удаленной или мобильной станции. Когда MS 123-127 находится близко к BS 110, 111, 114 передаваемый уровень RF мощности BS 110, 111, 114 к MS 123-127 по нисходящей линии связи может быть ниже, чем для удаленных станций 123-127, которые достаточно далеки от BS 110, 111, 114. Уровни мощности для пользователей совместного канала, когда они совместно используют один и тот же ARFCN и временной слот, достаточно высоки применительно к вызывающим устройствам, которые достаточно удалены. Они оба могут иметь том же самый уровень мощности, но это может быть улучшено, если сеть учитывает расстояние пользователей совместного канала до базовой станции 110, 111, 114. В одном примере мощность может управляться посредством идентификации расстояния и оценки мощности нисходящей линии связи, необходимой для нового пользователя 123-127. Это может быть выполнено посредством параметра компенсации времени прохождения сигнала (TA) для каждого пользователя 123-127. Каждый канал RACH пользователя 123-127 предоставляет эту информацию к BS 110, 111, 114.
Похожие Расстояния для Пользователей
Другой новой возможностью является выбор нового пользователя с расстоянием, сходным с расстоянием текущего/существующего пользователя. Сеть может идентифицировать канал трафика (TCH=ARFCN и TS) существующего пользователя, который находится в той же самой соте и на сходном расстоянии, и требует примерно того же самого уровня мощности, который идентифицирован выше. Также другой новой возможностью является то, что затем сеть может назначить этот TCH новому пользователю с TSC, отличным от того, что есть у существующего пользователя TCH.
Выбор Речевого Кодека
Другим соображением является то, что подавление CCI в мобильной станции с возможностями DARP будет сильно зависеть от того, какой речевой кодек используется. Таким образом, сеть (NW) может использовать этот критерий и назначать разные уровни мощности нисходящей линии связи в соответствии с расстоянием до удаленной станции 123-127 и используемого кодека. Таким образом, лучшим вариантом было бы, если бы сеть обнаружила пользователей совместного канала, находящихся на сходном расстоянии до BS 110, 111, 114. Это обусловлено ограничениями на производительность подавления CCI. Если один сигнал слишком силен в сравнении с другим, более слабый сигнал может быть не обнаружен из-за помех. Вследствие этого, сеть может учитывать расстояние от BS 110, 111, 114 до новых пользователей, при назначении совместных каналов и совместных слотов. Ниже описаны процедуры, которые может выполнять сеть для уменьшения помех в отношении прочих сот.
Скачкообразное изменение частоты для Достижения Разнесения Пользователей и получения полного преимущества DTx
Голосовые вызовы могут передаваться в режиме DTx (прерывистой передачи). Этот режим состоит в том, что выделенный пакет TCH может быть бесшумными в течение периода отсутствия речи (в то время как некто слушает). Преимущество этого состоит в том, что когда каждый TCH в соте использует DTx, то снижается суммарный уровень мощности обслуживающей соты как по UL, так и DL, тем самым может быть снижено влияние помех на прочие соты. Это имеет ощутимый эффект, так как пользователи обычно слушают в течение 40% времени. Также возможность DTx может использоваться в режиме MUROS для достижения известного преимущества в соответствии с тем, что сформулировано.
Существует дополнительное преимущество, которое может быть получено в отношении MUROS при использовании скачкообразного изменения частоты для создания разнесения пользователей. Когда два пользователя MUROS объединяются в пару, может существовать некоторый период времени, в течение которого оба объединенные в пару пользователя MUROS находятся в режиме DTx. Несмотря на то, что это является преимуществом для прочих сот, как сформулировано выше, объединенные в MUROS пару пользователи никаких преимуществ по отношению к друг другу не получают. На основании этого, когда оба пользователя находятся в режиме DTx, выделенные ресурсы расходуются напрасно. Для того чтобы получить преимущество этого потенциально полезного DTx периода, можно использовать скачкообразное изменение частоты, чтобы группы пользователей объединялись в пары друг с другом динамически на основе каждого кадра. Этот способ вводит разнесение пользователей в функционирование MUROS и снижает вероятность того, что оба объединенные в MUROS пару пользователя находятся в режиме DTx. Это также увеличивает вероятность иметь один GMSK по TCH. Преимущества включают в себя рост производительности речевых вызовов и максимальное увеличение общей пропускной способности NW.
Может быть проиллюстрирован пример такого случая: Предположим, NW идентифицировала 8 вызывающих устройств MUROS использующих речевые кодеки полной скорости, A, B, C, D, T, U, V, W, которые используют похожую RF мощность. Вызывающие устройства A, B, C, D могут быть без возможности скачкообразного изменения частоты. В дополнение, вызывающим устройствам A, B, C, D назначен один и тот же временной слот, скажем TS3, но они используют четыре разных частоты, ARFCN f1, f2, f3 и f4. Вызывающие устройства T, U, V, W являются с возможностью скачкообразного изменения частоты. В дополнение, вызывающим устройствам T, U, V, W назначен один и тот же временной слот TS3, но они используют частоты f1, f2, f3 и f4 (список MA (Назначения Мобильности)). Предположим, им заданы HSN=0 (Номер Последовательности Скачкообразного Изменения Частоты), и соответственно MAIO (Смещение Индекса Назначения Мобильности) 0, 1, 2 и 3. Это позволит объединить в пары A, B, C, D c T, U, V, W в виде цикла, как показано в Таблице 4 ниже.
Таблица 4
№ Кадра
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
f1
A/T
A/W
A/V
A/U
A/T
A/W
A/V
A/U
A/T
A/W
A/V
A/U
f2
B/U
B/T
B/W
B/V
B/U
B/T
B/W
B/V
B/U
B/T
B/W
B/V
f3
C/V
C/U
C/T
C/W
C/V
C/U
C/T
C/W
C/V
C/U
C/T
C/W
f4
D/W
D/V
D/U
D/T
D/W
D/V
D/U
D/T
D/W
D/V
D/U
D/T
Представленное выше является всего лишь примером. Эта форма выбрана для иллюстрации работы способа. Однако он не должен ограничиваться этой конкретной компоновкой. Он работает даже лучше, если вносится случайность в объединение в пары. Это может быть достигнуто посредством размещения 8 пользователей по скачкообразному изменению частоты по четырем спискам MA, и задания им разных HSN (в вышеприведенном примере с 0 до 3) и MAIO, предусматривая двух пользователей по каждому ARFCN.
Передача Данных
Используется первый способ создания пары по каналу трафика (TCH). В одном примере эта возможность реализуется на стороне сети с внесением минимальных изменений или отсутствием изменений на стороне удаленной станции 123-127. Сеть выделяет TCH второй удаленной станции 123-127, который уже используется первой удаленной станцией 123-127 с другим TSC. Например, когда используются все TCH, любая дополнительная требуемая услуга(и) будет объединена с существующим TCH, который(ые) использует(ют) похожую мощность. Например, если дополнительной услугой является 4D1U вызов передачи данных, то затем сеть находит четырех существующих пользователей голосового вызова, которые используют четыре последовательных временных слота с похожими требованиями по мощности для дополнительной новой удаленной станции 123-127. Если такое совпадение отсутствует, сеть может переконфигурировать временной слот и ARFCN, чтобы создать совпадение. Затем сеть назначает четыре временных слота новому вызову передачи данных, которому требуется 4D TCH. Новый вызов передачи данных также использует другой TSC. В дополнение, мощность восходящей линии связи для одного дополнительного вызова может быть взята как наиболее близкая или равная мощности восходящей линии связи удаленной станции 123-127, уже использующей временной слот.
Назначение Удаленной станции 123-127 более чем одного TSC
При рассмотрении услуг передачи данных, которые используют более одного временного слота, все (если они четные) или все за исключением одного (когда они нечетные) временные слоты могут быть объединены в пары. Таким образом, увеличенная пропускная способность может быть достигнута посредством задания MS более одного TSC. Посредством использования нескольких TSC, удаленная станция 123-127 может, в одном примере, объединять ее спаренные временные слоты в один временной слот таким образом, что фактическое выделение RF ресурса может быть сокращено наполовину. Например, применительно к 4DL передаче данных, предположим, что MS в настоящий момент имеет пакеты B1, B2, B3 и B4 в TS1, TS2, TS3 и TS4 в каждом кадре. Используя настоящий способ, для B1 и B2 назначается один TSC, скажем TSC0, в то время как B3 и B4 имеют отличный TSC, скажем TSC1. B1 и B2 могут передаваться по TS1, а B3 и B4 могут передаваться по TS2 в одном и том же кадре. Таким образом, ранее выполненное 4DL-назначение использует всего лишь два временных слота для радио передачи четырех пакетов. SAIC приемник может декодировать B1 и B2 при помощи TSC0, а B3 и B4 при помощи TSC1. Конвейерная обработка при декодировании четырех пакетов может позволить непрерывное действие этой функции с обычными подходами.
Объединение Временных Слотов
Объединение четного числа временных слотов одного пользователя может сократить наполовину беспроводное распределение, сохраняя энергию батареи. Это так же высвобождает дополнительное время для сканирования и/или отслеживания соседних сот и обновления системной информации как для обслуживающей соты, так и соседних сот. Существуют также некоторые дополнительные возможности на стороне сети. Сеть может делать дополнительное назначение совместного канала, совместного слота (co-TS) на основании расстояния до нового пользователя. Исходно сеть может использовать TCH, пользователь которого находится на похожем расстоянии. Это может быть сделано посредством определения времени TA каждого пользователя. Каждый канал RACH пользователя предоставляет эту информацию BS 110, 111, 114.
Изменения в сетевом назначении трафика
Вышеописанное также означает, что если два пользователя совместного канала, co-TS, перемещаются в разных направлениях, один к BS, а другой от BS, будет существовать точка, в которой один из них переключится на другой TCH, который имеет лучшее совпадение по уровню мощности. Это не должно быть проблемой, так как сеть может быть выполнена с возможностью непрерывного нового выделения пользователям разных ARFCN и TS. Может быть полезна некоторая дополнительная оптимизация, такая как оптимизация выбора нового TSC для использования, так как это связано со схемой повторного использования частоты в локальной зоне. Одно преимущество этой возможности состоит в том, что она использует изменения в программном обеспечении на стороне сети, например, BS или BSC. Изменения сетевого назначения канала трафика может увеличить пропускную способность.
Функционирование совместного канала для голоса и данных
Могут быть сделаны дополнительные улучшения. Сначала, co-TCH (совместный канал и совместный временной слот) может использоваться для голосовых вызовов, как, впрочем, и для вызовов передачи данных по одному и тому же TCH для увеличения пропускной способности-скорости передачи данных. Эта возможность может применяться к услугам передачи данных модулированных по GMSK, таким как CS1 по 4 и MCS1 по 4.8PSK.
Меньшее число Используемых Временных Слотов
Эта возможность может применяться к повторному использованию совместного канала (co-TCH) применительно к вызовам передачи данных, для достижения увеличенной пропускной способности. Два временных слота передачи данных могут быть объединены в пару и предаваться, используя один временной слот с двумя обучающими последовательностями, используемыми в каждом из соответствующих пакетов. Они назначаются целевому приемнику. Это означает, что нисходящая линия связи из 4 временных слотов может быть сокращена до нисходящей линии связи из 2 временных слотов, что сохраняет энергию и время применительно к приемнику. Изменение с четырех временных слотов на 2 временных слота дает удаленной станции больше времени для выполнения прочих задач, таких как отслеживание NC, что может улучшить эстафетную передачу обслуживания или HO.
Могут быть ослаблены ограничения по назначению, связанные с требованиями конфигурации Мультислотового Класса, такие как в отношении времени Tra, Trb, Tta, Ttb - правил Динамического и Расширенного Динамического MAC режима. Это означает, что для сети существует больше вариантов выбора для обслуживания потребностей различных вызывающих устройств в соте. Это уменьшает или сводит к минимуму число отклоняемых запросов на услугу. С точки зрения сети это увеличивает емкость и пропускную способность. Каждый пользователь может использовать меньше ресурсов, не компрометируя QoS. Может обслуживаться большее число пользователей. В одном примере, это может быть реализовано как изменение в программном обеспечении на стороне сети, а удаленная станция 123-127 выполняется с возможностью приема дополнительных TSC, помимо ее возможностей DARP. Изменения в отношении сетевого назначения канала трафика могут увеличить пропускную способность и широкополосность. Использование сетевых ресурсов восходящей линии связи может сохраняться даже в то время, когда сеть загружена. На удаленных станциях 123-127 может сохраняться энергия. Могут быть достигнуты лучшая производительность эстафетной передачи обслуживания и меньшее ограничение в отношении сетевого назначения вызовов передачи данных, а так же улучшенная производительность.
Двойная Несущая
Настоящий способ и устройство могут использоваться совместно с двойной несущей, для улучшения производительности. Для увеличения скорости передачи данных, существует спецификация 3GPP, которая выделяет двойные несущие, по которым MS (или UE или удаленная станция) может получить два ARFCN одновременно, для того чтобы увеличить скорость передачи данных. Таким образом, удаленная станция использует больше RF ресурсов для получения дополнительной пропускной способности, которая усиливает сформулированные выше результаты.
Новые TSC
Настоящий способ и устройство являются улучшением по отношению к существующим компонентам с возможностями DARP таким, что сеть способна использовать co-TCH, т.е. совместный канал (ARFCN который уже используется) и совместный временной слот (временной слот который уже используется), для обслуживания дополнительных пользователей и обеспечения дополнительных услуг посредством назначения разных TSC разным удаленным станциям 123-127. При помощи более современного приемника с SAIC (например, eSAIC и eeSAIC от компании Qualcomm) существует возможность разместить третьего или даже четвертого пользователя/услугу на одном и том же ARFCN и временном слоте. Одной возможностью для увеличения пропускной способности является использование множества TSC по co-TCH, т.е. если два пользователя/услуги совместно используют один и тот же TCH, то тогда используются два TSC; если три пользователя/услуги совместно используют один и тот же TCH, то тогда используются три TSC. Раскрытые выше способы могут использоваться для получения преимущества этой возможности применительно к голосовым/передачи данных вызовам в GERAN.
При использовании SAIC приемника с возможностями DARP для множества пользователей по одному слоту, согласно настоящему способу и устройству, используются две разные обучающие последовательности для двух удаленных станций, совместно использующих один и тот же канал. Оценочными характеристиками обучающих последовательностей являются автокорреляция и взаимная корреляция. Из них особенно полезной для настоящего способа и устройства является взаимная корреляция. Функция DARP хорошо работает при хорошей взаимной корреляции. Взаимная корреляция двух обучающих последовательностей может оцениваться как мера взаимной ортогональности. Говоря проще, чем выше взаимная ортогональность двух обучающих последовательностей, тем проще приемнику удаленной станции 123-127 отличить одну обучающую последовательность от другой обучающей последовательности.
Взаимная корреляция измеряется при помощи параметра, известного как отношение взаимной корреляции. Если две обучающие последовательности полностью не коррелируют (что является идеальным условием не достижимым на практике), то взаимная корреляция между обучающими последовательностями является нулевой, и отношение взаимной корреляции для двух обучающих последовательностей равно нулю.
В противоположность, если две обучающие последовательности хорошо коррелируют (что является наихудшим условием применительно к функционированию по совместному каналу и для функционирования DARP), то взаимная корреляция между последовательностями максимальная, и отношение корреляции для двух обучающих последовательностей является единицей, т.е. равно одному.
Существует возможность использования двух разных существующих обучающих последовательностей, показанных в Таблице 5, чтобы различать пользователей в MUROS вызове. Таблица 5 раскрывает существующие восемь обучающих последовательностей применительно к существующим системам GSM, идентифицируемые в разделе 5.2.3 технической спецификации документа 3GPP TS 45.002 V4.8.0 (2003-06) озаглавленного «Technical Specification 3rd Generation Partnership Project; Technical Specification Group GSM/EDGE Radio Access Network; Multiplexing and multiple access on the radio path (Release 4)», опубликованного организацией 3GPP (Проект Партнерства Третьего Поколения), разрабатывающей стандарты.
Это может сократить восемь отдельных наборов обучающих последовательностей для частотного планирования до четырех парных наборов обучающих последовательностей, которые могут быть в некоторой степени ограниченными для частотного планирования. Вследствие этого настоящая заявка на патент устанавливает нижеследующие два новых набора обучающих последовательностей, которые могут работать с существующими обучающими последовательностями, определенными спецификацией GERAN. Новые наборы являются наборами ортогональных обучающих последовательностей. Существующие обучающие последовательности могут использоваться для действующих удаленных станций, в то время как новый набор обучающих последовательностей может использоваться для новых удаленных станций, способных реализовать эту новую возможность.
Используемые новые обучающие последовательности обладают конкретными благоприятными свойствами корреляции, которые делают их приемлемыми для использования в GSM варианте осуществления настоящего способа и устройства. Новые последовательности были специально выбраны для создания пары с существующими последовательностями, показанными на Таблице 5. Новые последовательности перечислены в Таблицах 6 и 7 ниже и более подробно описаны в нижеследующем тексте. Несмотря на то, что настоящий способ и устройство будут удовлетворительно функционировать при условии, где две последовательности, используемые для совместного использования канала, выбраны из существующего набора (показанного на Таблице 5 ниже), было определено, что лучшая производительность может быть получена посредством определения и использования новых дополнительных последовательностей, как обучающих последовательностей в сочетании с существующими обучающими последовательностями.
Вследствие этого, в одном примере, применяя настоящий способ и устройство к системе GSM, базовая станция 110, 111, 114 передает как первый сигнал, обладающий первой обучающей последовательностью, так и второй сигнал, содержащий вторую обучающую последовательность, которая является новой обучающей последовательностью, дополнительной к первой обучающей последовательности. Например, базовая станция 110, 111, 114 передает первый сигнал, обладающий первой обучающей последовательностью, идентифицируемую кодом TSC0 (из Таблице 5), и второй сигнал, содержащий вторую обучающую последовательность, идентифицируемую посредством кода TSC0' (из Таблиц 6 или 7), которая является новой обучающей последовательностью, дополнительной к первой обучающей последовательности TSC0. Отношение взаимной корреляции между первой обучающей последовательностью и второй, дополнительной новой обучающей последовательностью очень низкое. Как результат этой низкой взаимной корреляции, производительность приемника с DARP была определена как в высшей степени приемлемая, когда первая и вторая обучающие последовательности используются для двух сигналов, одновременно принимаемых приемником с DARP. Приемник с DARP может лучше различать первый и второй сигналы и может лучше демодулировать первый сигнал, при этом подавляя второй сигнал, или демодулировать второй сигнал, при этом подавляя первый сигнал, в зависимости от того, какая из двух обучающих последовательностей была выделена удаленной станции 123-127 для использования во время связи.
Новые последовательности обладают отношениями взаимной корреляции в пределах от 2/16 до 4/16 при корреляции против соответствующих существующих обучающих последовательностей. Использование дополнительных новых последовательностей дает дополнительное преимущество, в соответствии с которым для использования в каждой соте или секторе доступно больше число последовательностей, что придает больше гибкости и создает меньше ограничений при планировании соты.
Новые обучающие последовательности так же могут дать преимущества в производительности при использовании применительно к сигналам, передаваемым удаленными станциями 123-127 к базовой станции 110, 111, 114. Базовая станция 110, 111, 114, обладающая приемником, который имеет возможности DARP или аналогичное расширенное исполнение, может лучше распознавать два сигнала, которые она принимает по одному и тому же каналу, при этом каждый сигнал передается разными удаленными станциями 123-127. Во время вызова, как сигнал нисходящей линии связи для вызова, передаваемый базовой станцией 110, 111, 114, так и сигнал восходящей линии связи, передаваемый удаленной станцией 123-127, будут, как правило, иметь одну и ту же последовательность (как существует в случае GSM).
Как сформулировано выше, Таблица 5 показывает набор из восьми существующих обучающих последовательностей, используемых в системе GSM. Обучающие последовательности обозначены как с TSC0 по TSC7. Каждая обучающая последовательность состоит из 26 бит (с бит 0 по бит 25). Во всех этих обучающих последовательностях, первые пять и последние пять битов обучающей последовательности являются повторенными версиями пяти бит, расположенных где-то в другом месте обучающей последовательности. Например, пятью самыми старшими битами обучающей последовательности TSC0 (биты с 21 по 25) являются 00100, и эти биты повторяются в битах с 5 по 9. Самыми младшими битами обучающей последовательности TSC0 (биты с 0 по 4) являются 10111, и эти биты повторяются в битах с 16 по 20. Благодаря этому повторению, обычно каждой обучающей последовательности назначают сокращенный номер, при этом сокращенный номер определяется как десятичное значение слова, образуемого битами, включая с 5 по 20, хотя в качестве альтернативы номер может представляться и в шестнадцатеричной (hex) системе. Таким образом, серийным номером для TSC0 является 47172 в десятеричной (dec) системе, или B844 в шестнадцатеричной (hex) системе, как показано в таблице.
Показанные в Таблице 5 обучающие последовательности перечислены в разделе 5.2.3 технической спецификации документа 3GPP TS 45.002 V4.8.0 (2003-06) озаглавленного «Technical Specification 3rd Generation Partnership Project; Technical Specification Group GSM/EDGE Radio Access Network; Multiplexing and multiple access on the radio path (Release 4)», опубликованного 3GPP, и дополнительно рассмотрены в технической спецификации документа 3GPP TS 45.005 V4.18.0 (2005-11), озаглавленного “Technical Specification 3rd Generation Partnership Project; Technical Specification Group GSM/EDGE Radio Access Network; Radio transmission and reception (Release 4)», также опубликованным 3GPP.
Таблица 5
Код Обучающей Последовательности
Обучающая последовательностьБит 26.....................0
DEC
HEX
TSC0
00100 1011100001000100 10111
47172
B844
TSC1
00101 1011101111000101 10111
48069
BBC5
TSC2
01000 0111011101001000 01110
30536
7748
TSC3
01000 1111011010001000 11110
63112
F688
TSC4
00011 0101110010000011 01011
23683
5C83
TSC5
01001 1101011000001001 11010
54793
D609
TSC6
10100 1111101100010100 11111
64276
FB14
TSC7
11101 1110001001011101 11100
57949
E25D
Таблица 6 показывает предпочтительный набор новых обучающих последовательностей, дополнительных к тем, что показаны в Таблице 5, для использования в соответствии с настоящим способом и устройством. Каждая новая обучающая последовательность является для использования в сочетании с одной из существующих обучающих последовательностей. Новые дополнительные обучающие последовательности обозначены с TSC0' по TSC7'. TSC0' для использования в сочетании с TSC0, TSC1' для использования в сочетании с TSC1 и т.д. При применении настоящего способа и устройства, базовая станция 110, 111, 114 передает по одному и тому же каналу как первый сигнал, обладающий первой обучающей последовательностью (например TSC0), так и второй сигнал содержащий вторую обучающую последовательность (например, TSC0'), которая является дополнительной к первой обучающей последовательности.
Таблица 6
Код Обучающей Последовательности
Обучающая последовательностьБит 26.....................0
DEC
HEX
TSC0'
01111 1100110101001111 11001
52559
CD4F
TSC1'
01100 1111110010101100 11111
64684
FCAC
TSC2'
01110 1101111010001110 11011
56974
DE8E
TSC3'
01101 1110100011101101 11101
59629
E8ED
TSC4'
11110 1101110001011110 11011
56414
DC5E
TSC5'
01010 1100111111001010 11001
53194
CFCA
TSC6'
01101 1100101000001101 11001
51725
CA0D
TSC7'
11100 1101010011111100 11010
54524
D4FC
Дополнительный набор новых обучающих последовательностей, обладающих приемлемыми свойствами, показан в Таблице 7. Эти обучающие последовательности являются для использования с их соответствующими обучающими последовательностями из Таблицы 5, как объяснено выше.
Таблица 7
Код Обучающей Последовательности
Обучающая последовательностьБит 26.....................0
DEC
HEX
TSC0'
01111 1100110101001111 11001
52559
CD4F
TSC1'
01101 1100010111101101 11000
50669
C5ED
TSC2'
00101 1110110111000101 11101
60869
EDC5
TSC3'
11110 1101110001011110 11011
56414
DC5E
TSC4'
01100 1111110010101100 11111
64684
FCAC
TSC5'
01010 0000110111001010 00001
3530
DCA
TSC6'
01000 0101110001001000 01011
23624
5C48
TSC7'
11100 1011111011111100 10111
48892
BEFC
Улучшенная производительность подавления помех совместного канала достигается, если используется объединение в пары для двух сигналов совместного канала, показанное в Таблице 8. Каждая новая обучающая последовательность, показанная в Таблице 8, может быть либо из Таблицы 6, либо из Таблицы 7.
Таблица 8
Парное сочетание
Существующая обучающая последовательность
Новая обучающая последовательность
A
TSC0
TSC0'
B
TSC1
TSC1'
C
TSC2
TSC2'
D
TSC3
TSC3'
E
TSC4
TSC4'
F
TSC5
TSC5'
G
TSC6
TSC6'
H
TSC7
TSC7'
В качестве альтернативы, достаточная производительность может быть получена посредством использования любого из нижеследующих объединений в пары: любые две обучающие последовательности из Таблицы 5; любые две обучающие последовательности из Таблицы 6; любые две обучающие последовательности из Таблицы 7; любые две разные обучающие последовательности из любой из Таблиц с 5 по 7.
Таким образом, этапы для использования новых обучающих последовательностей выполняются в соответствии с нижеследующим:
Когда режим MUROS разрешен для двух пользователей, то, по меньшей мере, один из них является удаленной станцией 123-127 с возможностями MUROS и DARP, которая осведомлена о новых обучающих последовательностях.
Рабочей моделью может быть выбрана 0-0', 1-1', …, 7-7'. Однако другие комбинации, помимо использования обучающей последовательности и ее дополнения, также работают хорошо. Например, может работать сочетание 1-2, 1-2'. Тем не менее, лучшим выбором может быть использование обучающей последовательности из Таблицы 5 и ее дополнения, таких как 1-1' и 2-2'. Это вызвано повторяющимся функционированием DARP, которое может быть выполнено с возможностью изменения кода.
Для обучающих последовательностей желательным является то, чтобы они были разными, так чтобы взаимная корреляция была низкой.
Использование дополнительных обучающих последовательностей приводит к минимальным, если они имеются, изменениям, реализуемым на стороне удаленной станции 123-127, за исключением того, что должны быть определены дополнительные коды обучающих последовательностей. Использование кодов обучающих последовательностей является улучшением настоящего co-TCH способа и устройства.
Влиянием, оказываемым на сторону удаленной станции 123-127, является следующее:
Определяют новый набор независимых кодов обучающих последовательностей. Существующие обучающие последовательности могут использоваться для действующих удаленных станций, в то время как новый набор обучающих последовательностей может использоваться для новых удаленных станций 123-127, способных на реализацию этой новой возможности.
Таким образом, в дополнение к тому, что удаленная станция должна обладать возможностями DARP, она должна поддерживать так же новые коды обучающих последовательностей.
Влиянием, оказываемым на сторону сети является следующее:
Сеть назначает две разные обучающие последовательности пользователям co-TCH. Если новые обучающие последовательности определены, то затем сеть может назначить их удаленным станциям 123-127, поддерживающим новый набор обучающих последовательностей и назначить действующие обучающие последовательности действующим удаленным станциям 123-127.
Фиг.15 является блок-схемой последовательности операций, иллюстрирующей этапы настоящего способа. Следуя за начальным этапом 1501 способа, на этапе 1502 принимается решение о том, установить ли новое соединение между базовой станцией 110, 111, 114 и удаленной станцией 123-127. Если ответом является НЕТ, то затем способ возвращается к начальному этапу 1501, и описанные выше этапы повторяются. Если ответом является ДА, то устанавливается новое соединение. Затем на этапе 1503 принимается решение о том, существует ли неиспользуемый канал (т.е. неиспользуемый временной слот для любой частоты канала). Если существует неиспользуемый временной слот на используемой или неиспользуемой частоте канала, то на этапе 1504 выделяется новый временной слот. Затем способ возвращается к начальному этапу 1501, и описанные выше этапы повторяются.
Когда со временем больше не существует неиспользуемых временных слотов (так как все временные слоты используются для соединений), ответом на вопрос на этапе 1503 будет НЕТ, и способ переходит к этапу 1505. На этапе 1505 для нового соединения выбирается используемый временной слот для совместного использования с существующим соединением.
Когда для нового соединения выбран используемый временной слот на частоте канала, для совместного использования с существующим соединением, затем на этапе 1506 выбирается дополнительная обучающая последовательность (дополнительная к обучающей последовательности, используемой текущим пользователем слота). Затем способ возвращается к начальному этапу 1501, и описанные выше этапы повторяются.
Настоящие способы, раскрытые в этой патентной заявке, могут храниться в качестве исполняемых инструкций в программном обеспечении 961, хранящемся в памяти 962, которое исполняется процессором 960 в BTS, как показано на Фиг.16. Они также могут храниться в качестве исполняемых инструкций в программном обеспечении, хранящемся в памяти, которое исполняется процессором в BSC. Удаленная станция 123-127 использует обучающую последовательность, которую ей сообщают для использования.
Новые Наборы TSC: QCOM7+QCOM8
Как сформулировано выше, были установлены два новых набора обучающих последовательностей, QCOM7+QCOM8, которые могут работать с описанными выше существующими обучающими последовательностями, установленными в спецификации GSM. QCOM7 соответствует Таблице 6, а QCOM8 соответствует Таблице 7. Два новых набора последовательностей предлагаются для дополнительного функционирования MUROS. Образованными парами является следующие:
Обучающие последовательности, установленные в спецификации GSM/EDGE, совместно с обучающими последовательностями QCOM7, и обучающие последовательности, установленные в спецификации GSM/EDGE, совместно с обучающими последовательностями QCOM8.
Существует некоторое повторение битов обучающей последовательности в двух группах. Обе группы хорошо работают при образовании пар с обучающими последовательностями, установленными в спецификации GSM/EDGE. Как рассматривалось выше, при разрешенном режиме MUROS для двух пользователей, может быть выбрана рабочая модель вида: 0-0', 1-1', …, 7-7'.
Таблица 9 является Кратким Описанием Тестовой Конфигурации параметров, используемых при тестировании с использованием новых наборов обучающих последовательностей и действующих обучающих последовательностей. Фиг.17-18 содержат результаты тестов, а Фиг.19-34 являются графиками производительности.
Таблица 9Краткое Описание Тестовой Конфигурации
E<sub>b</sub>N<sub>o</sub>
26
Кадров TDMA
20000
Пороговое значение RSSI
-103 дБм
Фиксированное или Плавающее
С плавающей точкой
Логический Канал
AHS5.9
Режим
Трафик
Путь
Наземный Городской
Скорость
3 км/ч
Несущая частота
900 МГц
Скачкообразное изменение частоты
Разрешено
Отношение Требуемого к Создающему помехи (2<sup>ой</sup> пользователь)
0 дБ
Разница фаз между Требуемым и Создающим помехи (2<sup>ой</sup> пользователь)
90˚
Требуемый пользователь
Сигнал основан на TSC QCOM7 или QCOM8
Создающий помехи (2<sup>ой</sup> пользователь)
Сигнал основан на Существующем TSC
Сигнализация для Назначения Дополнительных Кодов Обучающих Последовательностей
На сегодняшний день, в соответствии с известным уровнем техники, существует восемь определенных кодов обучающих последовательностей, и, как описано выше, эти коды обучающих последовательностей используются для обеспечения разделения между разными пользователями в разных сотах, нежели разными пользователями в рамках одной и той же соты.
В противоположность, в соответствии с функционированием MUROS, каждая сота имеет возможность на получение двух обучающих последовательностей, для обеспечения разделения двух пользователей внутри одной и той же соты и позволяя каждому из двух пользователей совместно использовать один и тот же временной слот и одну и ту же частоту канала для своего собственного голосового канала. Таким образом, каждый канал, содержащий конкретный временной слот и конкретную частоту канала, может использоваться для двух голосовых каналов в одной и той же соте. В системах известного уровня техники, каждый канал может использоваться только для одного голосового канала в соте. В MUROS настоящим способом и устройством определен, по меньшей мере, один новый набор из восьми обучающих последовательностей. Удаленная станция 123-127 указывает сети (через BS 110, 111, 114), поддерживает ли она новый набор обучающих последовательностей. Существующие сообщения сигнализации от BS содержат три бита, чтобы объявить удаленной станции 123-127, какую из восьми тренировочных последовательностей использовать применительно к линии связи. В дополнение, настоящий способ и устройство расширяют сообщения сигнализации таким образом, чтобы BS так же могла просигнализировать информацию о наборе обучающих последовательностей, которая указывает, какую из двух наборов обучающих последовательностей использовать (новый набор или существующий набор).
В соответствии с настоящим способом и устройством определен механизм для сигнализации информации о наборе обучающих последовательностей удаленной станции 123-127, не увеличивая размер самого сообщения сигнализации. В соответствии с настоящим способом и устройством, удаленная станция 123-127 сигнализирует сети о том, поддерживает ли она новый набор обучающих последовательностей через механизм, такой как сигнализация Кода Категории Обслуживания 3. (См. этап 1710 блок-схемы на Фиг.36). Как только сеть узнает, что удаленная станция 123-127 поддерживает более одного набора обучающих последовательностей для канала связи, то затем сеть может принять решение о том, какой набор обучающих последовательностей должна использовать удаленная станция 123-127 для созданного канала связи. В соответствии с настоящим способом и устройством изменяются существующие элементы информации, именуемые Описание Канала, Описание Канала 2, Описание Группового Канала и Описание Группового Канала 2 (определенные в 3GPP TS 44.018 разделах 10.5.2.5, 10.5.2.5a, 10.5.2.14b и 10.5.2.14f, соответственно) для сигнализации набора обучающих последовательностей, который должна использовать удаленная станция 123-127 для установленного канала связи. (См. этап 1720 блок-схемы на Фиг.36).
Структура Идентификатора Элемента Информации Описания Канала (CDIEI) известного уровня техники, используемая в системе GSM, показана на Фиг.37. Октеты 1...4 указаны по правой границе Фиг.37, а биты 8...1 указаны по верхней границе фиг.37. В октете 1, идентификатор, известный как элемент Идентификатора Элемента Информации Описания Канала или Описание Канала (IEI), сформирован битами 7...1 и используется для идентификации того, что это является элементом информации описания канала. Второй октет содержит Описание канала, которое имеет 5-битовое поле, формируемое битами 8...4, именуемое типом канала и элементом Смещения TDMA. Он определяет тип канала и субканал. Второй октет так же содержит элемент Номера Временного Слота (TN), формируемый битами 3...1. Он указывает номер временного слота. Октет 3 содержит Код Обучающей Последовательности, формируемый битам 8...6. Бит 5 указывает, используется (H=1->H) или нет (H=0->) скачкообразное изменение частоты.
Настоящее поле кодирования Типа Канала и смещения TDMA показано в Таблице 10, как изложено ниже. Она раскрывает 4 кодовые точки, где каждая «кодовая точка» является 5-битовым кодом.
Таблица 10
87654
00001
TCH/F+ACCH
0001T
TCH/H+ACCH
001TT
SDCCH/4+SACCH/C4 или CBCH(SDCCH/4)
01TTT
SDCCH/8+SACCH/C8 или CBCH(SDCCH/8),
где SDCCH/4 является Автономным Выделенным Каналом Управления с четвертью скорости, для которого биты 4 и 5 (TT) указывают один из четырех субканалов с четвертью скорости, SACCH/C4 является Медленным Совмещенным SDCCH/4 Каналом Управления, для которого биты 4 и 5 (TT) указывают один из четырех субканалов с четвертью скорости, SDCCH/8 является Автономным Выделенным Каналом Управления, для которого биты 4, 5 и 6 (TTT) указывают один из восьми субканалов с восьмой частью скорости, SACCH/C8 является Медленным Совмещенным SDCCH/8 Каналом Управления, для которого биты 4, 5, и 6 (TTT) указывают один из восьми субканалов с одной восьмой скорости, ACCH является Совмещенным Каналом Управления, CBCH является Вещательным Каналом Соты, TCH/F является Каналом Трафика полной скорости, и TCH/H является Каналом Трафика половинной скорости. Для второй кодовой точки, перечисленной в Таблице 10, бит 4 (T) указывает один из двух субканалов половинной скорости.
В системе GSM, Автономный Выделенный Канал Управления (SDCCH) обеспечивает надежное соединение для сигнализации и сообщений SMS (Услуги Коротких Сообщений). SACCH (Медленный Совмещенный Канал Управления) поддерживает этот канал. Совмещенный Канал Управления (ACCH) является каналом сигнализации GSM, связанным с каналом трафика пользователя или выделенным каналом сигнализации. Для процесса Коммутации Каналов GSM определено два вида ACCH, а именно SACCH и FACCH (Быстрый Совмещенный Канал Управления). Вещательный Канал Соты (CBCH) поддерживает часть группы SMS (Услуги Коротких Сообщений), известной как «от точки к множеству точек», и предназначен для использования для информирования, такого как передачи отчетов о погоде и состоянии движения. CBCH является каналом только нисходящей линии связи и отображается во втором субслоте SDCCH (Автономного Выделенного Канала Управления). Канал Трафика полной скорости (TCH/F) является двунаправленным каналом большой скорости передачи, со скоростью 22 Кбит/с, позволяющим осуществлять передачу речевых данных или данных коммутации каналов. Канал Трафика половинной скорости (TCH/H) переносит половину большой скорости передачи данных TCH/F.
Из поля кодирования Типа Канала и смещения TDMA может быть видно, что пятый бит (на битовой позиции 8), в соответствии с известным уровнем техники, всегда имеет значение 0. Так же, как может быть видно из Таблицы 10, применительно к первой записи, тип канала является Каналом Трафика полной скорости и совмещенными каналами управления. Применительно ко второй записи, тип канала является Каналом Трафика половинной скорости и совмещенными каналами управления.
Настоящий способ и устройство делают использование пятого бита (бит 8) таким, чтобы он указывал, какой набор обучающих последовательностей (существующий/действующий набор или новый набор) должно использовать мобильное устройство 123-127 для канала трафика. Преимущество этого способа и устройства состоит в том, что надежность этой информации совместима с существующими сообщениями управления, и изменение вносится только в одном месте спецификации, чтобы удовлетворять всем сообщениям назначения коммутации каналов.
Предлагаемое новое поле кодирования Типа Канала и смещения TDMA соответствует тому, что показано в Таблице 11 ниже, которая раскрывает 4 кодовые точки, и где каждый 5-битовый код является 'кодовой точкой'.
Таблица 11
87654
00001
TCH/F+ACCH
0001T
TCH/H+ACCH
001TT
SDCCH/4+SACCH/C4 или CBCH(SDCCH/4)
01TTT
SDCCH/8+SACCH/C8 или CBCH(SDCCH/8),
где SDCCH/4 является Автономным Выделенным Каналом Управления/Канала 4, SACCH/C4 является Медленным Совмещенным SDCCH/4 Каналом Управления/Канала 4, SDCCH/8 является Автономным Выделенным Канала Управления/Канала 8, SACCH/C8 является Медленным Совмещенным SDCCH/8 Каналом Управления/Канала 8, ACCH является Совмещенным Каналом Управления, CBCH является Вещательным Каналом Соты, TCH/F является Каналом Трафика полной скорости, и TCH/H является Каналом Трафика половинной скорости.
Битовая позиция 8, в соответствии с настоящим способом и устройством, именуемая как S бит, которая указывает набор обучающих последовательностей, который нужно использовать, принимает значения как изложено ниже:
S
0
Должен использоваться действующий набор обучающих последовательностей.
1
Должен использоваться альтернативный/новый набор обучающих последовательностей.
Если удаленная станция 123-127 не поддерживает альтернативный/новый набор обучающих последовательностей, а бит S установлен в значение 1, то затем удаленная станция 123-127 должна вернуть сообщение СБОЯ НАЗНАЧЕНИЯ с причиной «режим канала неприемлем».
В случае Описания Канала 2 (см. Фиг.38) кодирование является более сложным, так как этот элемент информации так же используется для назначений мультислотового выделенного канала. Анализ кодовых точек 'Типа Канала и смещения TDMA' показывает, что существует четыре кодовые точки, которые в настоящее время не используются:
Таблица 12
Биты:
87654
11000
11100
11101
11111
Применительно к TCH, только три кодовые точки используются для определения того, какой TSC использовать, одна кодовая точка для TCH полной скорости и две кодовые точки для TCH половинной скорости. Так как каналы SDCCH/4 и SDCCH/8 используются только в целях сигнализации, и этот режим каналов имеет малую продолжительность (т.е., фаза установления вызова, SMS, независящие от вызова дополнительные услуги (SS) или сигнализация Уровня Без Доступа (NAS)), маловероятно что может использоваться MUROS. Вследствие этого, настоящий способ и устройство используют эти три кодовые точки для сигнализации мобильному 123-127 того, что должен использоваться новый набор TSC. Это проиллюстрировано в Таблице 13, как изложено ниже:
Таблица 13
Биты
87654
11000
TCH/F+ACCH используя альтернативный/новый набор TSC
1100T
TCH/H+ACCH используя альтернативный/новый набор TSC
11111
Зарезервировано,
где TCH/F является Каналом Трафика (полной скорости), TCH/H является Каналом Трафика (половинной скорости), и ACCH является Совмещенным Каналом Управления.
В Таблице 13, бит T на битовой позиции 4 указывает номер субканала, закодированный двоичным кодом.
Как в случае Описания Группового Канала (см. Фиг.38), так и в случае Описания Группового Канала 2 (см. Фиг.39), определение 'Типа Канала и смещения TDMA' является одинаковым (см. раздел 10.5.2.14b и 10.5.2.14b в 3GPP TS 44.018). Текущее использование кодовой точки применительно к этим двум описаниям канала является таким, как показано ниже:
Таблица 14
Биты
87654
00001
TCH/FS+ACCH (версия речевого кодека 1)
0001T
TCH/HS+ACCH (версия речевого кодека 1)
10000
TCH/FS+ACCH (версия речевого кодека 2)
10001
TCH/AFS+ACCH (версия речевого кодека 3)
1001T
TCH/AFS+ACCH (версия речевого кодека 3)
001TT
SDCCH/4+SACCH/C4
01TTT
SDCCH/8+SACCH/C8
где TCH/AFS является Каналом Трафика/Адаптивным речевым полной скорости, TCH/FS является Каналом Трафика/Речевым полной скорости, TCH/HS является Каналом Трафика/Речевым половинной скорости, SDCCH/4 является субканалом четверти скорости Автономного Выделенного Канала Управления, SDCCH/8 является субканалом восьмой части скорости Автономного Выделенного Канала Управления, SACCH/C4 является Медленным Совмещенным SDCCH/4 Каналом Управления/субканала четверти скорости, SACCH/C8 является Медленным Совмещенным SDCCH/8 Каналом Управления/субканала восьмой части скорости, и ACCH является Совмещенным Каналом Управления.
Анализ показывает, что, в соответствии с известным уровнем техники, 13 кодовых точек пока что не используются, а 7 кодовых точек используются для сигнализации 7 возможных форматов TCH. Настоящий способ и устройство использует нижеследующие кодовые точки в случае, где для канала трафика должен использоваться новый (не являющийся «действующим») набор TSC:
Таблица 15
Биты
87654
00000
TCH/FS+ACCH (версия речевого кодека 1)
1010T
TCH/HS+ACCH (версия речевого кодека 1)
10110
TCH/FS+ACCH (версия речевого кодека 2)
10111
TCH/AFS+ACCH (версия речевого кодека 3)
1100T
TCH/AFS+ACCH (версия речевого кодека 3)
11010
Зарезервировано
11011
Зарезервировано
11100
Зарезервировано
11101
Зарезервировано
11110
Зарезервировано
11111
Зарезервировано,
где TCH/AFS является Каналом Трафика/Адаптивным Речевым полной скорости, TCH/FS является Каналом Трафика/Речевым полной скорости, TCH/HS является Каналом Трафика/Речевым половинной скорости.
В Таблице 15 бит T указывает номер субканала закодированный двоичным кодом, как и ранее (см. раздел 10.5.2.14b и 10.5.2.14f в 3GPP TS 44.018).
В одном или более характерных вариантах осуществления, описанные функции могут быть реализованы в аппаратном обеспечении, программном обеспечении, встроенном программном обеспечении или любом их сочетании. При реализации в программном обеспечении, функции могут храниться или передаваться в качестве одной или более инструкций или кода на машиночитаемом носителе информации. Машиночитаемый носитель информации включает в себя, как компьютерный носитель данных, так и средства связи, включая средства, которые способствуют передаче компьютерной программы из одного места в другое. Носитель данных может быть любым приемлемым носителем, доступ к которому можно получить посредством компьютера общего назначения или специализированного компьютера. В качестве примера, а не ограничения, такой машиночитаемый носитель информации может содержать RAM, ROM, EEPROM, CD-ROM или другой накопитель на оптическом диске, накопитель на магнитном диске или другие устройства хранения на магнитном носителе, или любой другой носитель, который может использоваться для переноса или хранения требуемого кода программы в виде инструкций или структур данных, и доступ к которым может быть получен посредством компьютера общего назначения или специализированного компьютера. Так же, любое соединение может называться машиночитаемым носителем информации. Например, если программное обеспечение передается с web узла, сервера или другого удаленного источника, используя коаксиальный кабель, волоконно-оптический кабель, витую пару, цифровую абонентскую линию (DSL) или беспроводные технологии, такие как инфракрасную, радио или микроволновую, тогда коаксиальный кабель, волоконно-оптический кабель, витая пара, DSL или беспроводные технологии, такие как инфракрасная, радио или микроволновая, включены в понятие носителя информации. Магнитные и немагнитные диски, используемые здесь, включают в себя компакт диск (CD), лазерный диск, оптический диск, цифровой диск универсального назначения (DVD), гибкий магнитный диск и диск blue-ray, где магнитные диски обычно воспроизводят данные магнитным образом, в то время как немагнитные диски воспроизводят данные оптически с помощью лазера. Сочетания вышеописанного так же должны быть включены в объем понятия машиночитаемого носителя информации.
Описанные здесь способы могут быть реализованы различными средствами. Например, способы могут быть реализованы в аппаратном обеспечении, встроенном программном обеспечении, программном обеспечении или их сочетании. Применительно к варианту реализации в аппаратном обеспечении, модули обработки, используемые для обнаружения ACI, фильтрации элементов дискретизации I и Q, подавления CCI и т.д., могут быть реализованы внутри одной или более проблемно-ориентированных интегральных микросхем (ASIC), цифровых сигнальных процессоров (DSP), устройств цифровой сигнальной обработки (DSPD), программируемых логических устройств (PLD), программируемых вентильных матрицах (FPGA), процессоров, контроллеров, микроконтроллеров, микропроцессоров, электронных устройств, прочих электронных модулей, разработанных для выполнения изложенных здесь функций, компьютера или их сочетания.
Предшествующее описание изобретения предоставлено для того, чтобы позволить любому специалисту в соответствующей области реализовать или использовать изобретение. Различные модификации изобретения будут легко очевидны специалисту в соответствующей области, а определенные здесь основные принципы могут быть применены к прочим вариациям без отступления от сущности и объема изобретения. Таким образом, изобретение не предназначено ограничиваться описанными здесь примерами, но должно соответствовать самому широкому объему, не противоречащему описанным здесь принципам и оригинальным признакам.
Специалист в соответствующей области должен понимать, что информация и сигналы могут быть представлены, используя любые из многообразия различных технологий и методик. Например, данные, инструкции, команды, информация, сигналы, биты, символы и импульсы, которые могли упоминаться на протяжении вышеизложенного описания, могут быть представлены напряжениями, несущими, электромагнитными волнами, магнитными полями или частицами, оптическими полями или частицами или любым их сочетанием.
Специалист в соответствующей области дополнительно должен принимать во внимание, что различные иллюстративные логические блоки, модули, схемы и этапы алгоритма, описанные здесь применительно к раскрытым здесь вариантам осуществления, могут быть реализованы в качестве электронного аппаратного обеспечения, компьютерного программного обеспечения или их сочетания. Для того чтобы однозначно проиллюстрировать эту взаимозаменяемость аппаратного и программного обеспечения, различные иллюстративные компоненты, блоки, модули, схемы и этапы, в целом, были описаны выше, исходя из их функциональных возможностей. Будут ли такие функциональные возможности реализованы в аппаратном или программном обеспечении, зависит от конкретного применения и ограничений на исполнение, наложенных на всю систему. Специалисты могут реализовать описанные функциональные возможности различными способами для каждого конкретного применения, но такие решения реализации не должны интерпретироваться как вызывающие отступление от объема настоящего изобретения.
Различные иллюстративные логические блоки, модули и схемы, описанные здесь в отношении раскрытых здесь вариантов осуществления, могут быть реализованы или выполняться процессором общего назначения, цифровым сигнальным процессором (DSP), проблемно-ориентированной интегральной микросхемой (ASIC), программируемой вентильной матрицей (FPGA) или прочим программируемым логическим устройством, схемой на дискретных компонентах или транзисторной логике, дискретными компонентами аппаратного обеспечения или любыми их сочетаниями, разработанными для выполнения описанных здесь функций. Процессор общего назначения может быть микропроцессором, но в качестве альтернативы процессор может быть любым обычным процессором, контроллером, микроконтроллером или конечным автоматом. Процессор так же может быть реализован в качестве сочетания вычислительных устройств, например, сочетания DSP и микропроцессора, множеством микропроцессоров, одним или более микропроцессорами, объединенными с ядром DSP, или любыми другими подобными конфигурациями.
Этапы способа или алгоритма, описанные в отношении раскрытых здесь вариантов осуществления, могут быть воплощены непосредственно в аппаратном обеспечении, модуле программного обеспечения, выполняемом процессором или в сочетании двух. Модуль программного обеспечения может размещаться в Запоминающем Устройстве с Произвольной Выборкой (RAM), флэш-памяти, в Постоянном Запоминающем Устройстве (ROM), Электрически Программируемом ROM (EPROM), Электрически Стираемом Программируемом ROM (EEPROM), регистрах, жестком диске, съемном диске, CD-ROM или любом другом виде носителя данных известного в данной области техники. Характерный носитель данных объединен с процессором таким образом, чтобы процессор мог считывать информацию с и записывать информацию на носитель данных. В качестве альтернативы носитель данных может быть неотъемлемой частью процессора. Процессор и носитель данных могут размещаться в ASIC. ASIC может размещаться в терминале пользователя. В качестве альтернативы процессор и носитель данных могут размещаться в терминале пользователя как отдельные компоненты.
Вследствие этого настоящее изобретение не должно ограничиваться ничем, за исключением в соответствии с нижеследующей формулой изобретения.