УСТАНОВЛЕНИЕ ДОПОЛНИТЕЛЬНЫХ НЕСУЩИХ ОБРАТНОЙ ЛИНИИ В БЕСПРОВОДНОЙ СИСТЕМЕ С МНОГИМИ НЕСУЩИМИ
ALLOCATING EXTRA CARRIERS FOR RETURN LINE IN MULTIPLE-CARRIER WIRELESS SYSTEM

Область техники
Настоящее изобретение относится к интегрированным системам с многими несущими и, в частности, к способу и устройству для надежного и быстрого установления многочисленных обратных линий в беспроводных сетях с многими несущими.
Уровень техники
В мире сотовых телекоммуникаций специалисты в данной области техники часто используют термины 1G (1П - первое поколение), 2G (2П - второе поколение) и 3G (3П - третье поколение). Термины относятся к поколению используемой сотовой технологии. 1П относится к первому поколению, 2П - ко второму поколению, и 3П - к третьему поколению.
1П относится к аналоговой телефонной системе, известной как телефонные системы с усовершенствованными мобильными телефонными службами (AMPS, УМТС). 2П обычно используется для ссылки на цифровые сотовые системы, которые преобладают по всему миру и включают в себя CDMAOne, глобальную систему мобильной связи (GSM, ГСМС) и многостанционный доступ с временным разделением каналов (TDMA, МДВР). Системы 2П могут поддерживать большее количество пользователей в областях с большой плотностью, чем могут системы 1П.
3П обычно ссылается на цифровые сотовые системы, развертываемые в настоящее время. Эти системы связи 3П концептуально подобны друг другу с некоторыми существенными различиями.
Ссылаясь на фиг.1, увидим, что на ней изображается архитектура беспроводной сети связи. Абонент использует мобильную станцию (МС) 2 для доступа к услугам сети. МС 2 может быть портативный блок связи, такой как ручной сотовый телефон, блок связи, установленный на транспортном средстве, или стационарный блок связи.
Электромагнитные волны для МС 2 передаются базовой приемопередающей системой (BTS, БППС) 3, также известной как узел В. БППС 3 состоит из радиоустройств, таких как антенны и оборудование для передачи и приема радиоволн. Контроллер 4 базовой станции (BS, БС) 6 (КБС) принимает передачи от одной или нескольких БППС. КБС 4 обеспечивает контроль и управление радиопередачами от каждой БППС 3 посредством обмена сообщениями с БППС и центром 5 коммутации мобильной связи (MSC, ЦКМС) или внутренней сетью протокола Интернета (IP, ПИ). БППС 3 и КБС 4 являются частью БС 6.
БС 6 обменивается сообщениями и передает данные на базовую сеть 7 с коммутацией каналов (CSCN, БСКК) и базовую сеть 8 с коммутацией пакетов (PSCN, БСКП). БСКК 7 обеспечивает традиционную речевую связь, и БСКП 8 обеспечивает приложения для Интернета и мультимедийные услуги.
Часть центра 5 коммутации мобильной связи (MSC, ЦКМС) в БСКК 7 обеспечивает коммутацию для традиционной речевой связи на МС 2 и с нее и может хранить информацию для поддержки этих возможностей. ЦКМС 2 может подсоединяться к одной или нескольким БС 6, а также к другим сетям общего пользования, например коммутируемой телефонной сети общего пользования (PSTN, ТфОП) (не показана) или цифровой сети с интеграцией служб (ISDN, ЦСИС) (не показана). Визитный регистр 9 местоположения (VLR, ВРМ) используется для извлечения информации для оперирования речевой связью на гостевого абонента или от него. ВРМ 9 может находиться в ЦКМС 5 и может обслуживать более одного ЦКМС.
Идентификация пользователя присваивается домашнему регистру 10 местоположения (HLR, ДРМ) в БСКК 7 для целей записи, такая как информация об абоненте, например электронный серийный номер (ESN, ЭСН), мобильный номер в телефонном справочнике (MDR, МНТС), информация о профиле, текущее местоположение и период аутентификации. Центр 11 аутентификации (АС, ЦА) управляет информацией об аутентификации, относящейся к МС 2. ЦА 11 может находиться в ДРМ 10 и может обслуживать более одного ДРМ. Интерфейс между ЦКМС 5 и ДРМ/ЦА 10, 11 представляет собой стандартный интерфейс 18 IS-41.
Часть узла 12 обслуживания пакетных данных (PDSN, УОПД) в БСКП 8 обеспечивает маршрутизацию для трафика пакетных данных на МС 2 и от нее. УОПД 12 устанавливает, сопровождает и завершает сеансы канального уровня на МС 2 и может взаимодействовать с одной или несколькими БС 6 и с одной или несколькими БСКП 8.
Сервер 13 аутентификации, авторизации и учета (ААА, ААУ) обеспечивает функции аутентификации, авторизации и учета протокола Интернета, относящиеся к трафику пакетных данных. Домашний агент (НА, ДА) 14 обеспечивает аутентификацию регистрации ПИ МС 2, перенаправляет пакетные данные на компонент чужого агента (ЧА) 15 и от него в УОПД 8 и принимает инициализирующую информацию для пользователей от ААУ 13. ДА 14 также может устанавливать, сопровождать и завершать защищенную связь с УОПД 12 и назначать динамические адреса ПИ. УОПД 12 обменивается данными с ААУ 13, ДА 14 и Интернетом 16 по внутренней сети ПИ.
Существует несколько типов схем многостанционного доступа, конкретно многостанционный доступ с частотным разделением каналов (FDMA, МДЧР), многостанционный доступ с временным разделением каналов (TDMA, МДВР) и многостанционный доступ с кодовым разделением каналов (CDMA, МДКР). В МДЧР связь пользователя разделяется по частоте, например, посредством использования 30 кГц каналов. В МДВР связь пользователя разделяется по частоте и времени, например, посредством использования 30-кГц каналов с 6 канальными интервалами. В МДКР связь пользователя разделяется посредством цифрового кода.
В МДКР все пользователи находятся в одном и том же спектре, например 1,25 МГц. Каждый пользователь имеет уникальный идентификатор цифрового кода, и цифровые коды разделяют пользователей для предотвращения взаимных помех.
Сигнал МДКР использует многочисленные чипы для передачи одного бита информации. Каждый пользователь имеет уникальную комбинацию чипов, которая, по существу, представляет собой кодовый канал. Для того чтобы восстановить бит, большое количество чипов интегрируется в соответствии с известной комбинацией чипов пользователя. Другие кодовые комбинации пользователя оказываются случайными и интегрируются самоаннулирующим образом и поэтому не нарушают решения по декодированию битов, предпринятые в соответствии с надлежащей кодовой комбинацией пользователя.
Входные данные объединяются с быстро расширяющей спектр последовательностью и передаются в виде потока данных с расширенным спектром. Приемник использует эту же расширяющую спектр последовательность для извлечения исходных данных. Фиг.2А иллюстрирует процесс расширения и сужения спектра. Как показано на фиг.2В, многочисленные расширяющие спектр последовательности могут объединяться и создавать уникальные, устойчивые к ошибкам каналы.
Код Уолша представляет собой один тип расширяющей спектр последовательности. Каждый код Уолша имеет длину 64 чипа и является строго ортогональным для всех других кодов Уолша. Коды просто генерировать, и они довольно небольшие для хранения в постоянном запоминающем устройстве (ПЗУ).
Короткий псевдошумовой (PN, ПШ) код представляет собой другой тип расширяющей спектр последовательности. Короткий ПШ-код состоит из двух ПШ-последовательностей (I и Q), каждая из которых имеет длину 32 768 чипов и генерируется в аналогичных 15-битовых регистрах сдвига, но с другими отводами. Две последовательности скремблируют информацию по I и Q фазовым каналам.
13
Длинный ПШ-код представляет собой другой тип расширяющей спектр последовательности. Длинный ПШ-код генерируется в 42-битовом регистре и имеет длину более 40 дней или длиной примерно 4×10 чипов. Вследствие своей длины длинный ПШ-код не может храниться в ПЗУ на терминале и поэтому генерируется последовательно по чипам.
Каждая МС 2 кодирует свой сигнал при помощи длинного ПШ-кода и уникального смещения, или маски общего длинного кода, вычисленной с использованием ЭСН длинного ПШ-кода из 32 битов и 10 битов, установленных системой. Маска общего длинного кода создает уникальный сдвиг. Маски частного длинного кода могут использоваться для повышения секретности. При интегрировании по такому короткому периоду как 64 чипа МС 2 с различными смещениями длинного ПШ-кода оказываются практически ортогональными.
Связь МДКР использует прямые каналы и обратные каналы. Прямой канал используется для сигналов от БППС 3 на МС 2, и обратный канал используется для сигналов от МС на БППС.
Прямой канал использует свой специальный назначенный код Уолша и специальное ПШ-смещение для сектора, причем один пользователь может иметь многочисленные типы каналов в каждый момент времени. Прямой канал идентифицируется своей частотой радиочастотной (РЧ) несущей МДКР, уникальным ПШ-смещением короткого кода сектора и уникальным кодом Уолша пользователя. Прямой канал МДКР включает в себя пилотный канала, канал синхронизации, поисковые каналы и каналы трафика.
Пилотный канал представляет собой «конструктивный маяк», который не содержит потока символов, но скорее представляет собой последовательность временных соотношений, используемую для захвата системы и как устройство измерения во время эстафетной передачи обслуживания. Пилотный канал использует код 0 Уолша.
Канал синхронизации переносит поток данных идентификации системы и информацию о параметрах, используемую МС 2 во время захвата системы. Канал синхронизации использует код 32 Уолша.
Может быть от одного до семи поисковых каналов в соответствии с требованиями на пропускную способность. Поисковые каналы переносят поисковые вызовы, информацию о системных параметрах и команды на установление вызова. Поисковые каналы используют коды 1-7 Уолша.
Каналы трафика назначаются индивидуальным пользователям для пересылки трафика вызовов. Каналы трафика используют любые остальные коды Уолша в зависимости от общей пропускной способности, ограничиваемой шумом.
Обратный канал используется для сигналов с МС 2 на БППС 3 и использует код Уолша и смещение длинной ПШ-последовательности, характерной для МС, причем один пользователь может передавать одновременно многочисленные типы каналов. Обратный канал идентифицируется своей частотой РЧ-несущей МДКР и уникальным ПШ-смещением длинного кода индивидуальной МС 2. Обратные каналы включают в себя каналы трафика и каналы доступа.
Индивидуальные пользователи используют каналы трафика во время фактических вызовов для передачи трафика на БППС 3. Канал обратного трафика, по существу, представляет собой характерную для пользователя маску общего или частного длинного кода, и имеется столько каналов обратного трафика, сколько терминалов МДКР.
МС 2, еще не участвующая в вызове, использует каналы доступа для передачи запросов на регистрацию, запросов на установление вызова, ответов на поисковые вызовы, ответов на команды и другой сигнальной информации. Канал доступа, по существу, представляет собой смещение общего длинного кода, уникальное для сектора БППС 3. Каналы доступа группируются парами с поисковыми каналами, причем каждый поисковый канал имеет до 32 каналов доступа.
Связь МДКР обеспечивает многие преимущества. Некоторыми из преимуществ являются кодирование речевых сигналов с изменяемой скоростью передачи и мультиплексирование, прямое управление мощностью, использование рейк-приемников и мягкая эстафетная передача обслуживания.
МДКР позволяет использовать вокодеры с изменяемой скоростью передачи для сжатия речи, снижения скорости передачи битов и значительного повышения пропускной способности. Кодирование речевых сигналов с изменяемой скоростью передачи обеспечивает полную скорость передачи битов во время речи, низкие скорости передачи данных во время пауз речи, повышенную пропускную способность и естественный звук. Мультиплексирование позволяет смешивать речь, сигнальные и пользовательские вторичные данные в кадрах МДКР.
Посредством использования прямого управления мощностью БППС 3 все время снижает интенсивность каждого прямого потока чипов полосы модулирующих частот пользователя. Когда конкретная МС 2 испытывает ошибки на прямой линии связи, запрашивается большая энергия, и подается быстрое повышение энергии, после чего энергия снова снижается.
Обратное управление мощностью использует три способа вместе для выравнивания уровней сигнала всех терминалов на БППС 3. Обратное управление мощностью открытой петли характеризуется тем, что МС 2 корректирует мощность выше или ниже, основываясь на принятом сигнале БППС 3 (автоматическая регулировка усиления (АРУ)). Обратное управление мощностью замкнутой петли характеризуется тем, что БППС 3 корректирует мощность выше или ниже на 1 дБ со скоростью передачи 800 раз в секунду. Обратное управление мощностью внешней петли характеризуется тем, что КБС 4 корректирует контрольную точку БППС 3, когда КБС испытывает затруднения с прямой коррекцией ошибок (ПКО), прослушивая МС 2.
dbm
Фактическое выходное значение РЧ-мощности передатчика (ТХРО) МС 2, включающее в себя объединенные эффекты управления мощностью открытой петли от АРУ приемника и управления мощностью замкнутой петли посредством БППС 3, не может превышать максимальной мощности МС, которая обычно составляет +23 дБм. Обратное управление мощностью выполняется в соответствии с уравнением "ТХРО=-(RX)-C+TXGA", где "TXGA" представляет собой сумму всех команд по управлению мощностью замкнутой петли от БППС 3 с начала вызова, и "С" представляет собой +73 для систем на 800 МГц и +76 для систем на 1900 МГц.
Использование рейк-приемника позволяет МС 2 использовать в каждом кадре объединенные выходные сигналы трех корреляторов трафика или «каналов разнесенного приема рейк-приемника». Каждый канал разнесенного приема рейк-приемника может независимо восстанавливать конкретное ПШ-смещение и код Уолша. Каналы разнесенного приема могут быть нацелены на задержанные многолучевые отражения различных БППС 3, причем обнаружитель непрерывно контролирует пилот-сигналы.
МС 2 приводит в действие мягкую эстафетную передачу обслуживания. МС 2 непрерывно контролирует доступные пилот-сигналы и сообщает БППС 3 о пилот-сигналах, которые она в данный момент наблюдает. БППС 3 назначает до максимума из шести секторов, и МС 2 назначает свои каналы разнесенного приема, соответственно. Все сообщения посылаются по методу ослабления и посылки без приглушения. На каждом конце линии связи выбирается наилучшая конфигурация на покадровой основе, при этом эстафетная передача обслуживания является прозрачной для пользователей.
Система cdma2000 является широкополосной радиоинтерфейсной системой с расширенным спектром третьего поколения (3П), которая использует улучшенный потенциал обслуживания технологии МДКР для осуществления возможностей передачи данных, таких как доступ в Интернет и интрасеть, мультимедийные приложения, высокоскоростные бизнес-транзакции и телеметрия. Главным предметом внимания системы cdma2000, как и других систем третьего поколения, является расчетливость сети и разработка радиопередачи для устранения ограничений конечной степени доступности радиоспектра.
Фиг.3 иллюстрирует уровень 20 архитектуры протокола линии передачи данных для беспроводной сети cdma2000. Уровень 20 архитектуры протокола линии передачи данных включает в себя верхний уровень 60, уровень 30 линии связи и физический уровень 21.
Верхний уровень 60 включает в себя три подуровня: подуровень 61 услуг передачи данных; подуровень 62 услуг передачи речи и подуровень 63 услуг сигнализации. Услуги 61 передачи данных представляют собой услуги, которые доставляют любой вид данных от имени мобильного конечного пользователя и включают в себя приложения передачи пакетных данных, такие как услуга ПИ, приложения передачи канальных данных, такие как асинхронная факсимильная связь и услуги эмуляции широкополосной (B-ISDN, ЦСИС) (ШЦСИС), и служба коротких сообщений (SMS, СКС). Услуги 62 передачи речи включают в себя доступ к ТфОП, услуги передачи речи между мобильными станциями и Интернет-телефония. Сигнализация 63 управляет всеми аспектами работы мобильной связи.
Подуровень 63 услуг сигнализации обрабатывает все сообщения, обмениваемые между МС 2 и БС 6. Эти сообщения управляют такими функциями, как установление и аннулирование вызова, эстафетная передача обслуживания, функция активации, конфигурирование системы, регистрация и аутентификация.
В МС 2 подуровень 63 услуг сигнализации также отвечает за поддержание состояний процесса вызова, особенно состояния инициализации МС 2, состояния ожидания МС 2, состояния доступа к системе и состояния управления МС 2 по каналу трафика.
Уровень 30 линии связи подразделяется на подуровень 32 управления доступом к линии связи (LAC, УДЛ) и подуровень 31 управления доступом к среде (MAC, УДС). Уровень 30 линии связи обеспечивает механизмы поддержки и управления протокола для услуг транспортировки данных и выполняет функции, необходимые для отображения потребностей транспортировки данных верхнего уровня 60 в характерные возможности и характеристики физического уровня 21. Уровень 30 линии связи можно рассматривать как интерфейс между верхним уровнем 60 и физическим уровнем 20.
Разделение на подуровни УДС 31 и УДЛ 32 мотивируется необходимостью поддержки широкого диапазона услуг верхнего уровня 60 и требованием предоставления услуг передачи данных с высокой эффективностью и с малой задержкой в широком диапазоне рабочих характеристик, а именно от 1,2 кбит/с до более 2 Мбит/с. Другими мотивировками являются необходимость поддержки доставки с высоким качеством обслуживания (КО) услуг по передаче канальных и пакетных данных, такие как ограничения на допустимые задержки и/или вероятность ошибки на бит (BER, BOБ) данных и растущая потребность в улучшенных мультимедийных услугах, при этом каждая услуга имеет разные требования КО.
Подуровень 32 УДЛ требуется для обеспечения надежной функции управления передачей с последовательной доставкой по двухточечной линии 42 радиопередачи. Подуровень 32 УДЛ управляет двухточечными каналами связи между сущностями верхнего уровня 60 и обеспечивает инфраструктуру для поддержки широкого диапазона различных надежных сквозных протоколов уровня 30 линии связи.
Подуровень 32 УДЛ обеспечивает корректную доставку сигнальных сообщений. Функции включают в себя гарантированную доставку, где требуется подтверждение приема, негарантированную доставку, где не требуется подтверждение приема, обнаружение дублированных сообщений, адресное управление для доставки сообщения индивидуальной МС 2, сегментирование сообщений на фрагменты подходящего размера для пересылки по физической среде, повторную сборку и проверку достоверности принятых сообщений, и аутентификацию по глобальному запросу.
Подуровень 31 УДС способствует осуществлению комплексных мультимедийных, многофункциональных возможностей беспроводных систем 3П с возможностями управления КО для каждой активной услуги. Подуровень 31 УДС обеспечивает процедуры для управления доступом услуг по передаче пакетных данных и канальных данных к физическому уровню 21, включая управление состязанием между многочисленными услугами от одного пользователя, а также между конкурирующими пользователями в беспроводной системе. Подуровень 31 УДС также выполняет отображение между логическими каналами и физическими каналами, мультиплексирует данные от многочисленных источников на один физический канал и предусматривает довольно надежную передачу по уровню радиолинии, используя протокол 33 радиолинии (ПРЛ) для уровня надежности на максимуме возможного. Пакетный протокол 35 радиосигнализации (SRBP, ППРС) представляет собой сущность, которая обеспечивает сетевой протокол без установления соединения для сигнальных сообщений. Мультиплексирование и управление 34 КО отвечают за соблюдение договорных уровней КО посредством содействия разрешению конфликтующих запросов от конкурирующих услуг и соответствующее присвоение приоритетов запросам доступа.
Физический уровень 21 отвечает за кодирование и модуляцию данных, передаваемых по воздуху. Физический уровень 21 приводит в определенное состояние цифровые данные от более высоких уровней, так что данные могут надежно передаваться по радиоканалам мобильной связи.
Физический уровень 21 отображает пользовательские данные и сигнализацию, которую подуровень 31 УДС доставляет по многочисленным транспортным каналам, в физические каналы и передает информацию по радиоинтерфейсу. В направлении передачи функции, выполняемые физическим уровнем 21, включают в себя кодирование, перемежение, скремблирование, расширение спектра и модуляцию канала. В направлении приема последовательность функций меняется на противоположную для восстановления переданных данных на приемнике.
Фиг.4 иллюстрирует обзор обработки вызова. Обработка вызова включает в себя обработку пилотного канала и канала синхронизации, обработку поискового канала, обработку канала доступа и обработку канала трафика.
Обработка пилотного канала и канала синхронизации ссылается на то, как МС 2 обрабатывает пилотные каналы и каналы синхронизации для захвата и синхронизации с системой МДКР в состоянии инициализации МС 2. Обработка поискового канала ссылается на контролирование посредством МС 2 поискового канала или прямого общего канала управления (F-CCCH, ПОКУ) с целью приема служебных и направленных на мобильную станцию сообщений от БС 6 в состоянии ожидания. Обработка канала доступа ссылается на то, как МС 2 посылает сообщения на БС 6 по каналу доступа или по усовершенствованному каналу доступа в состоянии доступа к системе, причем БС 6 всегда прослушивает эти каналы и отвечает МС или по поисковому каналу, или по ПОКУ. Обработка канала трафика ссылается на то, как БС 6 и МС 2 выполняют связь, используя выделенные каналы прямого и обратного трафика в состоянии управления МС 2 по каналу трафика, причем выделенные каналы прямого и обратного трафика переносят пользовательскую информацию, такую как речь и данные.
Фиг.5 иллюстрирует состояние инициализации МС 2. Состояние инициализации включает в себя подсостояние определения системы, захват пилотного канала, захват канала синхронизации, подсостояние изменения временных соотношений и состояние ожидания мобильной станции.
Определение системы представляет собой процесс, посредством которого МС 2 принимает решение, от какой системы получить услугу. Процесс может включать в себя решения, такие как аналоговая или цифровая, сотовая или система персональной связи (СПС) и несущая А или несущая В. Процесс специального выбора может управлять определением системы. Поставщик услуг, используя процесс перенаправления, также может управлять определением системы. После того как МС 2 выберет систему, она должна определить, по какому каналу в этой системе выполнять поиск услуги. Как правило, МС 2 использует список каналов с присвоенным приоритетом для выбора канала.
Захват пилотного канала представляет собой процесс, посредством которого МС 2 сначала получает информацию, касающуюся временных соотношений системы, посредством поиска используемых пилот-сигналов. Пилотные каналы не содержат информации, но МС 2 может выровнять свои собственные временные соотношения посредством сопоставления с пилотным каналом. Если это сопоставление завершено, МС 2 синхронизируется с каналом синхронизации и может считывать сообщение канала синхронизации для дальнейшего уточнения своих временных соотношений. МС 2 разрешается выполнять поиск до 15 секунд по одному пилотному каналу, перед тем как она объявит о неудаче и возвратится к определению системы для выбора или другого канала, или другой системы. Процедура поиска не стандартизована, при этом время на захват системы зависит от реализации.
Фиг.6 иллюстрирует состояние доступа к системе. Первым этапом в процессе доступа к системе является обновление служебной информации для обеспечения того, что МС 2 использует правильные параметры канала доступа, такие как первоначальный уровень мощности и ступенчатые приращения мощности. МС 2 случайным образом выбирает канал доступа и передает без координации с БС 6 или другой МС.
Подуровень 34 мультиплексирования и управления КО имеет как функцию передачи, так и функцию приема. Функция передачи объединяет информацию от различных источников, таких как услуги 61 передачи данных, услуги 63 сигнализации или услуги 62 передачи речи, и формирует модули данных услуги (МДУ) физического уровня и МДУ функции управления каналом передачи пакетных данных (ФУКППД) для передачи. Функция приема разделяет информацию, содержащуюся на физическом уровне 21, и МДУ ФУКППД и направляет информацию правильной сущности, такой как услуги 61 передачи данных, сигнализация 63 верхнего уровня или услуги 62 передачи речи.
Подуровень 34 мультиплексирования и управления КО работает во временной синхронизации с физическим уровнем 21. Если физический уровень 21 передает с ненулевым смещением кадра, подуровень 34 мультиплексирования и управления КО доставляет МДУ физического уровня для передачи физическим уровнем с соответствующим смещением кадра от системного времени.
Подуровень 34 мультиплексирования и управления КО доставляет МДУ физического уровня 21 на физический уровень, используя характерный для физического канала набор примитивов интерфейса с услугами. Физический уровень 21 доставляет МДУ физического уровня на подуровень 34 мультиплексирования и управления КО, используя характерную для физического канала операцию интерфейса с услугами указания приема.
Подуровень 35 ППРС включает в себя процедуры канала синхронизации, прямого общего канала управления, канала управления вещательного типа, поискового канала и канала доступа.
Подуровень 32 УДЛ предоставляет услуги уровню 3 60. МДУ пропускаются между уровнем 3 60 и подуровнем 32 УДЛ. Подуровень 32 УДЛ обеспечивает надлежащую инкапсуляцию МДУ в протокольные блоки данных (ПБД) УДЛ, которые подвергаются сегментации и повторной сборке и пересылаются как инкапсулированные фрагменты ПБД на подуровень 31 УДС.
Обработка на подуровне 32 УДЛ выполняется последовательно, причем сущности обработки передают частично сформированный ПБД УДЛ друг другу в твердо установившемся порядке. МДУ и ПБД обрабатываются и пересылаются по функциональным путям без необходимости осведомления верхних уровней о радиохарактеристиках физических каналов. Однако верхние уровни могут быть осведомлены о характеристиках физических каналов и могут предписывать уровню 2 30 использовать некоторые физические каналы для передачи некоторых ПБД.
Система 1xEV-DO (эволюция - только данные) оптимизирована для услуги передачи пакетных данных и характеризуется одной несущей 1,25 МГц («1х») для передачи только данных или оптимизации для данных («DO»). Кроме того, существует пиковая скорость передачи данных 2,4 Мбит/с или 3,072 Мбит/с по прямой линии связи и 153,6 кбит/с или 1,8432 Мбит/с по обратной линии связи. Кроме того, 1xEV-DO обеспечивает разделенные полосы частот и организацию межсетевого взаимодействия с системой 1х. Фиг.7 иллюстрирует сравнение cdma2000 для 1х и 1xEV-DO.
В системе cdma2000 имеются одновременно действующие услуги, посредством чего речь и данные передаются вместе на максимальной скорости передачи данных 614,4 кбит/с и практически 307,2 кбит/с. МС 2 устанавливает связь с ЦКМС 5 для речевых вызовов и с УОПД 12 для информационных вызовов. CDMA2000 характеризуется фиксированной скоростью передачи с изменяемой мощностью и с каналом прямого трафика разделенным кодом Уолша.
В системе 1xEV-DO максимальная скорость передачи данных составляет 2,4 Мбит/с или 3,072 Мбит/с, и нет связи с базовой сетью 7 с коммутацией каналов. 1xEV-DO характеризуется фиксированной мощностью и изменяемой скоростью передачи с одним прямым каналом, который мультиплексируется с временным разделением каналов.
Фиг.8 иллюстрирует структуру канального интервала прямой линии связи архитектуры 1xEV-DO. В системе 1xEV-DO кадр состоит из 16 канальных интервалов, с 600 канальными интервалами в секунду и имеет длительность 26,67 мс, или 32,768 чипов.
Длительность одного канального интервала составляет 1,6667 мс, и он имеет 2048 чипов. Канал управления/трафика имеет 1600 чипов в канальном интервале, пилотный канал имеет 192 чипа в канальном интервале, и канал УДС имеет 256 чипов в канальном интервале. Система 1xEV-DO способствует более простой и более быстрой оценке канала и временной синхронизации.
Фиг.9 иллюстрирует архитектуру заданного по умолчанию протокола системы 1xEV-DO. Фиг.10 иллюстрирует архитектуру не заданного по умолчанию протокола системы 1xEV-DO.
Информация, относящаяся к сеансу в системе 1xEV-DO, включает в себя набор протоколов, используемых МС 2, или терминалом доступа (ТД), и БС 6, или сетью доступа (СД), по воздушной линии связи, одноадресный идентификатор терминала доступа (ОИДТД), конфигурацию протоколов, используемых ТД и СД по воздушной линии связи и оценку текущего местоположения ТД.
Прикладной уровень обеспечивает доставку «с максимальными усилиями», посредством чего сообщение посылается один раз, и надежной доставкой, посредством чего сообщение может быть передано повторно один или несколько раз. Потоковый уровень обеспечивает возможность мультиплексирования до 4 (по умолчанию) или 244 (не по умолчанию) потоков приложений для одного ТД 2.
Сеансовый уровень гарантирует то, что сеанс все еще является действительным и управляет закрытием сеанса, задает процедуры для начального назначения ОИДТД, сохраняет адреса ТД и согласовывает/обеспечивает протоколы, используемые во время сеанса, и конфигурационные параметры для этих протоколов.
Фиг.11 иллюстрирует установление сеанса 1xEV-DO. Как показано на фиг.11, установление сеанса включает в себя конфигурирование адреса, установление соединения, конфигурирование сеанса и обмен ключами.
Конфигурирование адреса ссылается на протокол управления адресами, назначающий ОИДТД и маску подсети. Установление соединения ссылается на протоколы уровня соединения, устанавливающие радиолинию. Конфигурирование сеанса ссылается на протокол конфигурирования сеанса, конфигурирующий все протоколы. Обмен ключами ссылается на протокол обмена ключами на уровне безопасности, устанавливающий ключи для аутентификации.
«Сеанс» ссылается на логическую линию связи между ТД 2 и контроллером радиосети (КРС), которая остается открытой в течение часов, по умолчанию 54 часа. Сеанс продолжается до тех пор, пока является активным также сеанс протокола двухточечной связи (ПДС). Информация о сеансе управляется и поддерживается посредством КРС в СД 6.
Когда соединение открыто, ТД 2 может быть назначен канал прямого трафика и назначен канал обратного трафика и канал обратного управления мощностью. Многочисленные соединения могут иметь место во время одного сеанса. Существует два состояния соединения в системе 1xEV-DO, закрытое соединение и открытое соединение.
Закрытое соединение ссылается на состояние, когда ТД 2 не назначены никакие выделенные ресурсы воздушной линии связи, и связь между ТД и СД 6 выполняется по каналу доступа и каналу управления. Открытое соединение ссылается на состояние, когда ТД 2 может быть назначен канал прямого трафика, назначен канал обратного управления мощностью и канал обратного трафика, и связь между ТД 2 и СД 6 осуществляется по этим назначенным каналам, а также по каналу управления.
Уровень соединения управляет первоначальным захватом сети, установлением открытого соединения и закрытого соединения и связью. Кроме того, уровень соединения сохраняет примерное расположение ТД 2 как в открытом соединении, так и в закрытом соединении и управляет радиолинией между ТД 2 и СД 6, когда существует открытое соединение. Кроме того, уровень соединения выполняет наблюдение как в открытом соединении, так и в закрытом соединении, присваивает приоритет и инкапсулирует передаваемые данные, принятые от сеансового уровня, направляет данные с присвоенным приоритетом на уровень безопасности и декапсулирует данные, принятые от уровня безопасности, и направляет их на сеансовый уровень.
Фиг.12 иллюстрирует протоколы уровня соединения. Как изображено на фиг.12, протоколы включают в себя состояние инициализации, состояние ожидания и подсоединенное состояние.
В состоянии инициализации ТД 2 захватывает СД 6 и активизирует протокол состояния инициализации. В состоянии ожидания инициируется закрытое соединение, и активизируется протокол состояния ожидания. В подсоединенном состоянии инициализируется открытое соединение, и активизируется протокол подсоединенного состояния.
Протокол состояния инициализации выполняет действия, связанные с захватом СД 6. Протокол состояния ожидания выполняет действия, связанные с ТД 2, который захватил СД 6, но не имеет открытого соединения, такие как отслеживание местоположение ТД, используя протокол обновления маршрута. Протокол подсоединенного состояния выполняет действия, связанные с ТД 2, который имеет открытое соединение, такие как управление радиолинией между ТД и СД 6 и управление процедурами, ведущими к закрытому соединению. Протокол обновления маршрута выполняет действия, связанные с отслеживанием местоположения ТД 2 и управлением радиолинией между ТД и СД 6. Протокол служебных сообщений передает широковещательно существенные параметры, такие как сообщения QuickConfig (быстрое конфигурирование), SectorParameters (параметры сектора) и AccessParameters (параметры доступа) по каналу управления. Протокол консолидации пакетов консолидирует и присваивает приоритеты пакетам для передачи в качестве функции их назначенного приоритета и целевого канала, а также обеспечение демультиплексирования пакетов в приемнике.
Уровень безопасности включает в себя функцию обмена ключами, функцию аутентификации и функцию шифрования. Функция обмена ключами обеспечивает процедуры, которым придерживаются СД 2 и ТД 6 для аутентификации трафика. Функция аутентификации обеспечивает процедуры, которым придерживаются СД 2 и ТД 6 для обмена ключами безопасности для аутентификации и шифрования. Функция шифрования обеспечивает процедуры, которым придерживается СД 2 и ТД 6 для шифрования трафика.
Прямая линия 1xEV-DO характеризуется тем, что не поддерживаются ни управление мощностью, ни мягкая эстафетная передача обслуживания. СД 6 передает с постоянной мощностью, и ТД 2 запрашивает изменяемые скорости передачи по прямой линии связи. Так как различные пользователи могут передавать в различные моменты времени при мультиплексировании с временным разделением каналов (МВР), трудно реализовать разнесенную передачу с различных ВС 6, которые предназначены для одного пользователя.
На уровне УДС два типа сообщений, исходящих с более высоких уровней, транспортируются через физический уровень, а именно сообщение пользовательских данных и сигнальное сообщение. Два протокола используются для обработки двух типов сообщений, а именно протокол УДС канала прямого трафика для сообщения пользовательских данных и протокол УДС канала управления для сигнального сообщения.
Физический уровень 21 характеризуется скоростью расширения 1,2288 Мчип/с, при этом кадр состоит из 16 канальных интервалов и составляет 26,67 мс, канальный интервал составляет 1,67 мс и 2048 чипов. Канал прямой линии связи включает в себя пилотный канал, канал прямого трафика или канал управления и канал УДС.
Пилотный канал аналогичен пилотному каналу cdma2000 в том, что он содержит все информационные биты, равные «0», и расширение Уолша при помощи W0 с 192 чипами на канальный интервал.
Канал прямого трафика характеризуется скоростью передачи данных, которая изменяется от 38,4 кбит/с до 2,4576 Мбит/с или от 4,8 кбит/с до 4,9152 Мбит/с. Пакеты физического уровня могут передаваться в 1-16 канальных интервалах, и канальные интервалы передачи используют перемежение с 4 канальными интервалами, когда распределяется более одного канального интервала. Если принимается подтверждение приема (ПП) по каналу ПП обратной линии связи до того, как будут переданы все распределенные канальные интервалы, остальные канальные интервалы не будут передаваться.
Канал управления аналогичен каналу синхронизации и поисковому каналу в cdma2000. Канал управления характеризуется периодом 256 канальных интервалов или 426,67 мс, длина пакета физического уровня равна 1024 бита или 128, 256, 512 и 1024 бита, и скорость передачи данных равна 38,4 кбит/с, или 76,8 кбит/с, или 19,2 кбит/с, 38,4 кбит/с или 76,8 кбит/с.
Канал УДС обеспечивает канал обратной активности (ОА), канал обратного управления мощностью, канал блокировки управления скоростью передачи данных (БУСПД), канал автоматического запроса повторной передачи (АЗПП) и пилотный канал.
Канал обратной активности (ОА) используется СД 6 для информирования всех ТД в ее зоне покрытия текущей активности по обратной линии связи и представляет собой канал УДС с индексом 4 УДС. Канал ОА переносит биты обратной активности (БОА).
СД 6 использует канал обратного управления мощностью (ОУМ) для управления мощностью передач по обратной линии связи ТД 2. Бит обратного управления мощностью передается по каналу ОУМ.
Канал БУСПД предотвращает ситуацию, когда УСПД не планирует ТД 2 для прямой передачи, и ТД продолжает запрашивать услугу при помощи УСПД, если сектор не может слышать УСПД для конкретного ТД. Если установлен бит БУСПД для ТД 2, ТД перестает посылать УСПД в сектор.
Канал АЗПП поддерживает гибридный АЗПП (Г-АЗПП) обратной линии связи, посредством чего остальные субпакеты не передаются, если СД 6 разрешила пакет физического уровня. Г-АЗПП указывает, успешно ли СД 6 приняла пакет, переданный в предыдущем канальном интервале.
ПП/ОПП способствует тому, что ТД 2 принимает некоторые данные и проверяет достоверность контрольной суммы. Фиг.13 иллюстрирует операцию ПП/ОПП на прямой линии связи.
Обратная линия 1xEV-DO характеризуется тем, что СД 6 может управлять мощностью обратной линии связи посредством использования обратного управления мощностью, и более одной СД могут принимать передачи ТД 2 посредством мягкой эстафетной передачи обслуживания. Кроме того, нет МВР на обратной линии связи, которая канализируется кодом Уолша, используя длинный ПШ-код.
На обратной линии связи используются два протокола уровня УДС для обработки двух типов сообщений. Протокол УДС канала обратного трафика используется для обработки сообщений пользовательских данных, и протокол УДС канала доступа используется для обработки сигнальных сообщений.
Используя протокол УДС канала обратного трафика, СД 6 предоставляет информацию на ТД 2, включающую в себя параметры BroadcastReverseRateLimit (ограничение обратной скорости широковещательной передачи), UnicastReverseRateLimit (ограничение обратной скорости одноадресной передачи), бита обратной активности, матрицы вероятности перехода и скорости передачи. Каналы обратной линии связи включают в себя каналы обратного трафика и каналы доступа.
Каналы обратного трафика включают в себя канал передачи данных, пилотный канал, канал УДС и канал ПП. Могут быть предусмотрены основные и вспомогательные каналы.
Индикатор скорости передачи обратной линии связи (RRI) посылается на СД 6 каждые 26,67 мс или каждые 16 канальных интервалов и указывает скорость передачи данных в виде 3-битового поля RRI или размер полезной нагрузки канала передачи данных. RRI может передавать ИД субпакета текущей передачи и включать в себя 6 битов символов RRI, а именно 4 бита для индекса полезной нагрузки и 2 бита для индекса субпакета.
ТД 2 использует канал ПП для информирования СД 6, успешно ли был принят пакет физического уровня, переданный по каналу прямого трафика. Конкретно, бит ПП, установленный в 0, указывает, что циклический контроль избыточности (ЦКИ) успешный, и бит ПП, установленный в 1, указывает, что ЦКИ завершен неуспешно. Фиг.14 иллюстрирует использование канала ПП на обратной линии связи.
Канал УДС дополнительно включает в себя канал индикатора скорости передачи обратной линии связи (RRI), канал управления скоростью передачи данных (УСПД) и канал управления источником данных (УИД). Каналы доступа включают в себя пилотный канал и канал передачи данных.
Обычные системы имеют тенденцию быть независимыми системами с одной несущей и с одной обратной линией связи (ОЛ), и одной прямой линией связи (ПЛ), такой как частотный дуплексный разнос (ЧДР). При условии, что существует по меньшей мере одна ОЛ и одна ПЛ, уже установленные, обычные способы имеют недостатки при установлении дополнительных ОЛ.
Новые несущие ОЛ могут быть на соседних несущих или не на соседних несущих. Могут использоваться обычные способы, используемые для установления ОЛ в системе с одной несущей, посредством использования проб доступа. Однако довольно длинные задержки имеют результатом для каждой новой несущей ОЛ. Кроме того, обычные способы определения первоначальной мощности передачи дополнительных несущих ОЛ обеспечивают только оценку «правильной» мощности передачи, и степень точности неоднозначна.
Поэтому существует потребность в способе и устройстве для надежного и быстрого установления многочисленных обратных линий в беспроводных сетях с многими несущими, которые могут быстро и надежно привести уровень мощности передачи к «правильному» уровню. Настоящее изобретение относится к этим и другим потребностям.
Раскрытие изобретения
Признаки и преимущества изобретения излагаются в нижеследующем описании и частично очевидны из описания, или могут быть узнаны из практики изобретения. Цели и другие преимущества изобретения могут быть реализованы и достигнуты при помощи конструкции, конкретно указанной в письменном описании и его формуле изобретения, а также на прилагаемых чертежах.
Изобретение относится к обеспечению способа и устройства для надежного и быстрого установления многочисленных обратных линий в беспроводных сетях с многими несущими. Конкретно, настоящее изобретение относится к способу и устройству для надежного и быстрого установления многочисленных обратных линий в беспроводных сетях с многими несущими, которые могут быстро и надежно привести уровень мощности передачи к «правильному» уровню.
В одном аспекте настоящего изобретения обеспечивается способ установления дополнительных несущих обратной линии связи в беспроводной системе связи с многими несущими. Способ включает в себя установление первой линии связи с сетью посредством приема данных от сети на первой несущей прямой линии связи и передачи данных в сеть на первой несущей обратной линии связи, прием индикатора назначения канала трафика для второй несущей обратной линии связи на первой несущей прямой линии связи и прием информации об управлении мощностью обратной линии связи для второй обратной линии связи на первой несущей прямой линии связи, причем информация об управлении мощностью обратной линии связи ассоциируется с управлением мощностью передачи второй несущей обратной линии связи в соответствии с качеством канала первой прямой линии связи.
Предполагается, что способ дополнительно включает в себя передачу индикатора в сеть, используя скорректированный уровень мощности, причем уровень мощности корректируется в соответствии с предварительно определенным размером шага в ответ на информацию об управлении мощностью обратной линии связи. Дополнительно предполагается, что первоначальная мощность передачи для передачи индикатора определяется в ответ на по меньшей мере одно из нагрузки обратной линии связи и оценки корреляции каналов между первой несущей обратной линии связи и второй несущей обратной линии связи.
Предполагается, что индикатор включает в себя по меньшей мере одно из пилот-сигнала и индикатора скорости передачи обратной линии связи. Дополнительно предполагается, что способ дополнительно включает в себя прием сигнала уведомления от сети на одной из первой несущей прямой линии связи и второй несущей прямой линии связи, причем сигнал уведомления указывает, что сеть захватила вторую несущую обратной линии связи.
Предполагается, что сигнал уведомления принимается в одном из сигнального сообщения и сообщения физического уровня. Дополнительно предполагается, что первая несущая прямой линии связи и первая несущая обратной линии связи включает в себя канал многостанционного доступа с кодовым разделением каналов (МДКР).
Предполагается, что способ дополнительно включает в себя прием сигнала корректировки мощности от сети и передачу другого индикатора на скорректированном уровне мощности, причем уровень мощности корректируется в соответствии с размером шага, который больше, чем предварительно определенный размер шага. Дополнительно предполагается, что способ дополнительно включает в себя обмен пакетных данных на второй несущей обратной линии связи, когда информация об управлении мощностью обратной линии связи, принимаемая от сети, ассоциируется с уменьшением уровня мощности. Предпочтительно, что способ дополнительно включает в себя обмен пакетных данных на второй несущей обратной линии связи, когда сигнал подтверждения приема принимается от сети.
В другом аспекте настоящего изобретения обеспечивается способ установления дополнительных несущих обратной линии связи в беспроводной системе связи с многими несущими. Способ включает в себя установление первой линии связи с мобильным терминалом посредством передачи данных на мобильный терминал на первой несущей прямой линии связи и приема данных от мобильного терминала на первой несущей обратной линии связи, передачу индикатора назначения канала трафика для второй несущей обратной линии связи на первой несущей прямой линии связи и передачу информации об управлении мощностью обратной линии связи для второй обратной линии связи на первой несущей прямой линии связи, причем информация об управлении мощностью обратной линии связи ассоциируется с управлением мощностью передачи второй несущей обратной линии связи в соответствии с качеством канала первой прямой линии связи.
Предполагается, что способ дополнительно включает в себя прием индикатора от мобильного терминала, причем индикатор принимается на скорректированном уровне мощности, уровень мощности корректируется в соответствии с предварительно определенным размером шага в ответ на информацию об управлении мощностью обратной линии связи. Дополнительно предполагается, что индикатор включает в себя по меньшей мере одно из пилот-сигнала и индикатора скорости передачи обратной линии связи.
Предполагается, что способ дополнительно включает в себя передачу сигнала уведомления на мобильный терминал на одной из первой несущей прямой линии связи и второй несущей прямой линии связи, причем сигнал уведомления указывает, что была захвачена вторая несущая обратной линии связи. Дополнительно предполагается, что сигнал уведомления передается в одном из сигнального сообщения и сообщения физического уровня.
Предполагается, что первая несущая прямой линии связи и первая несущая обратной линии связи содержат канал многостанционного доступа с кодовым разделением каналов (МДКР). Дополнительно предполагается, что способ дополнительно включает в себя передачу сигнала корректировки мощности на мобильный терминал и прием другого индикатора на скорректированном уровне мощности, причем уровень мощности корректируется в соответствии с размером шага, который больше, чем предварительно определенный размер шага.
Предполагается, что способ дополнительно включает в себя прием пакетных данных на второй несущей обратной линии связи, когда информация об управлении мощностью обратной линии связи, передаваемая на мобильный терминал, ассоциируется с уменьшением уровня мощности. Дополнительно предполагается, что способ дополнительно включает в себя прием пакетных данных на второй несущей обратной линии связи, когда сигнал подтверждения приема передается на мобильный терминал.
В другом аспекте настоящего изобретения обеспечивается способ установления дополнительных несущих обратной линии связи в беспроводной системе связи с многими несущими. Способ включает в себя установление первой линии связи с сетью посредством приема данных от сети на первой несущей прямой линии связи и передачи данных в сеть на первой несущей обратной линии связи, прием индикатора назначения канала трафика для второй несущей обратной линии связи на первой несущей прямой линии связи, передачу индикатора качества канала для второй несущей прямой линии связи в сеть и прием информации об управлении мощностью обратной линии связи для второй обратной линии связи на второй несущей прямой линии связи, причем информация об управлении мощностью обратной линии связи ассоциируется с управлением мощностью передачи второй несущей обратной линии связи в соответствии с качеством канала первой прямой линии связи.
Предполагается, что индикатор качества канала для второй несущей прямой линии связи передается на первой несущей обратной линии связи. Дополнительно предполагается, что индикатор качества канала для второй несущей прямой линии связи передается на второй несущей обратной линии связи.
Предполагается, что способ дополнительно включает в себя передачу другого индикатора в сеть, используя скорректированный уровень мощности, причем уровень мощности корректируется в соответствии с предварительно определенным размером шага в ответ на информацию об управлении мощностью обратной линии связи. Дополнительно предполагается, что первоначальная мощность передачи для передачи другого индикатора определяется в ответ на по меньшей мере одно из нагрузки обратной линии связи и оценки корреляции каналов между первой несущей обратной линии связи и второй несущей обратной линии связи. Предпочтительно, что информация об управлении мощностью обратной линии связи определяется сетью в ответ на сравнение измеренного отношения сигнал/шум индикатора, принятого от мобильного терминала, и предварительно определенного значения, причем предварительно определенное значение корректируется, когда сеть обнаруживает индикатор скорости передачи обратной линии связи (RRI) нулевой скорости передачи, когда информация об управлении мощностью обратной линии связи ассоциируется с уменьшением уровня мощности, или когда сеть декодирует канал обратного трафика, принимаемый от мобильного терминала.
В другом аспекте настоящего изобретения обеспечивается способ установления дополнительных несущих обратной линии связи в беспроводной системе связи с многими несущими. Способ включает в себя установление первой линии связи с мобильным терминалом посредством передачи данных на мобильный терминал на первой несущей прямой линии связи и приема данных от мобильного терминала на первой несущей обратной линии связи, передачу индикатора назначения канала трафика для второй несущей обратной линии связи на первой несущей прямой линии связи, прием индикатора качества канала для второй несущей прямой линии связи от мобильного терминала и передачу информации об управлении мощностью обратной линии связи для второй обратной линии связи на второй несущей прямой линии связи, причем информация об управлении мощностью обратной линии связи ассоциируется с управлением мощностью передачи второй несущей обратной линии связи в соответствии с качеством канала первой прямой линии связи.
Предполагается, что индикатор качества канала для второй несущей прямой линии связи принимается на первой несущей обратной линии связи. Дополнительно предполагается, что индикатор качества канала для второй несущей прямой линии связи принимается на второй несущей обратной линии связи.
Предполагается, что способ дополнительно включает в себя прием другого индикатора от мобильного терминала на скорректированном уровне мощности, причем уровень мощности корректируется в соответствии с предварительно определенным размером шага в ответ на информацию об управлении мощностью обратной линии связи. Дополнительно предполагается, что информация об управлении мощностью обратной линии связи определяется посредством сравнения измеренного отношения сигнал/шум другого индикатора, принятого от мобильного терминала, с предварительно определенным значением, причем предварительно определенное значение корректируется тогда, когда выполняется по меньшей мере одно: обнаруживается индикатор скорости передачи обратной линии связи (RRI) нулевой скорости передачи, информация об управлении мощностью обратной линии связи ассоциируется с уменьшением уровня мощности, и декодируется канал обратного трафика, принимаемый от мобильного терминала.
В другом аспекте настоящего изобретения обеспечивается способ установления дополнительных несущих обратной линии связи в беспроводной системе связи с многими несущими. Способ включает в себя установление множества несущих прямой линии связи между сетью и мобильным терминалом и установление множества несущих обратной линии связи между сетью и мобильным терминалом, причем каждая из множества несущих обратной линии связи ассоциируется с соответствующей одной из множества несущих прямой линии связи, при этом по меньшей мере одна из множества несущих прямой линии связи обеспечивает данные управления, ассоциированные с соответствующей одной из множества несущих обратной линии связи, для по меньшей мере одной, не соответствующей множеству несущих обратной линии связи, и по меньшей мере одна из множества несущих обратной линии связи обеспечивает данные управления, ассоциированные с соответствующей одной из множества несущих прямой линии связи, для по меньшей мере одной, не соответствующей множеству несущих прямой линии связи.
В другом аспекте настоящего изобретения обеспечивается мобильный терминал для установления дополнительных несущих обратной линии связи в беспроводной системе связи с многими несущими. Мобильный терминал включает в себя блок передачи/приема, выполненный с возможностью передачи данных в сеть и приема данных от нее, блок отображения, выполненный с возможностью отображения информации пользовательского интерфейса, блок ввода, выполненный с возможностью ввода пользовательских данных, и блок обработки, выполненный с возможностью установления первой линии связи с сетью посредством управления блоком передачи/приема на прием данных от сети на первой несущей прямой линии связи, управления блоком передачи/приема на передачу данных в сеть на первой несущей обратной линии связи, управления блоком передачи/приема на прием индикатора назначения канала трафика для второй несущей обратной линии связи на первой несущей прямой линии связи и управления блоком передачи/приема на прием информации об управлении мощностью обратной линии связи для второй обратной линии связи на первой несущей прямой линии связи, причем информация об управлении мощностью обратной линии связи ассоциируется с управлением мощностью передачи второй несущей обратной линии связи в соответствии с качеством канала первой прямой линии связи.
Предполагается, что блок обработки дополнительно выполнен с возможностью управления блоком передачи/приема на передачу индикатора в сеть, используя скорректированный уровень мощности, причем уровень мощности корректируется в соответствии с предварительно определенным размером шага в ответ на информацию об управлении мощностью обратной линии связи. Дополнительно предполагается, что блок обработки дополнительно выполнен с возможностью определения первоначальной мощности передачи для передачи индикатора в ответ на по меньшей мере одно из нагрузки обратной линии связи и оценки корреляции каналов между первой несущей обратной линии связи и второй несущей обратной линии связи.
Предполагается, что индикатор включает в себя по меньшей мере одно из пилот-сигнала и индикатора скорости передачи обратной линии связи. Дополнительно предполагается, что блок обработки дополнительно выполнен с возможностью управления блоком передачи/приема на прием сигнала уведомления от сети на одной из первой несущей прямой линии связи и второй несущей прямой линии связи, причем сигнал уведомления указывает, что сеть захватила вторую несущую обратной линии связи.
Предполагается, что сигнал уведомления принимается в одном из сигнального сообщения и сообщения физического уровня. Дополнительно предполагается, что первая несущая прямой линии связи и первая несущая обратной линии связи содержат канал многостанционного доступа с кодовым разделением каналов (МДКР).
Предполагается, что блок обработки дополнительно выполнен с возможностью управления блоком передачи/приема на прием сигнала корректировки мощности от сети и передачу другого индикатора на скорректированном уровне мощности, причем уровень мощности корректируется в соответствии с размером шага, который больше, чем предварительно определенный размер шага. Дополнительно предполагается, что блок обработки дополнительно выполнен с возможностью управления блоком передачи/приема на обмен пакетными данными на второй несущей обратной линии связи, когда информация об управлении мощностью обратной линии связи, принимаемая от сети, ассоциируется с уменьшением уровня мощности.
Предполагается, что блок обработки дополнительно выполнен с возможностью управления блоком передачи/приема на обмен пакетными данными на второй несущей обратной линии связи, когда от сети принимается сигнал подтверждения приема. Дополнительно предполагается, что блок обработки дополнительно выполнен с возможностью управления блоком передачи/приема на передачу индикатора качества канала для второй несущей прямой линии связи в сеть.
Предполагается, что блок обработки дополнительно выполнен с возможностью управления блоком передачи/приема на передачу индикатора качества канала для второй несущей прямой линии связи на первой несущей обратной линии связи. Дополнительно предполагается, что блок обработки дополнительно выполнен с возможностью управления блоком передачи/приема на передачу индикатора качества канала для второй несущей прямой линии связи на второй несущей обратной линии связи. Предпочтительно, что блок обработки дополнительно выполнен с возможностью управления блоком передачи/приема на передачу другого индикатора в сеть, используя скорректированный уровень мощности, причем уровень мощности корректируется в соответствии с предварительно определенным размером шага в ответ на информацию об управлении мощностью обратной линии связи.
В другом аспекте настоящего изобретения обеспечивается сеть для установления дополнительных несущих обратной линии связи в беспроводной системе связи с многими несущими. Сеть включает в себя передатчик, выполненный с возможностью передачи данных на мобильный терминал, приемник, выполненный с возможностью приема данных от мобильного терминала, и контроллер, выполненный с возможностью установления первой линии связи с мобильным терминалом посредством управления передатчиком на передачу данных на мобильный терминал на первой несущей прямой линии связи и управления приемником на прием данных от мобильного терминала на первой несущей обратной линии связи, управления передатчиком на передачу индикатора назначения канала трафика для второй несущей обратной линии связи на первой несущей прямой линии связи и управления передатчиком на передачу информации об управлении мощностью обратной линии связи для второй обратной линии связи на первой несущей прямой линии связи, причем информация об управлении мощностью обратной линии связи ассоциируется с управлением мощностью передачи второй несущей обратной линии связи в соответствии с качеством канала первой прямой линии связи.
Предполагается, что контроллер дополнительно выполнен с возможностью управления приемником на прием индикатора от сети мобильной связи, причем индикатор принимается на скорректированном уровне мощности, уровень мощности корректируется в соответствии с предварительно определенным размером шага в ответ на информацию об управлении мощностью обратной линии связи. Дополнительно предполагается, что индикатор включает в себя по меньшей мере одно из пилот-сигнала и индикатора скорости передачи обратной линии связи.
Предполагается, что контроллер дополнительно выполнен с возможностью управления передатчиком на передачу сигнала уведомления на мобильный терминал на одной из первой несущей прямой линии связи и второй несущей прямой линии связи, причем сигнал уведомления указывает, что была захвачена вторая несущая обратной линии связи. Дополнительно предполагается, что сигнал уведомления передается в одном из сигнального сообщения и сообщения физического уровня.
Предполагается, что первая несущая прямой линии связи и первая несущая обратной линии связи содержат канал многостанционного доступа с кодовым разделением каналов (МДКР). Дополнительно предполагается, что контроллер дополнительно выполнен с возможностью управления передатчиком на передачу сигнала корректировки мощности на мобильный терминал и управления приемником на прием другого индикатора на скорректированном уровне мощности, причем уровень мощности корректируется в соответствии с размером шага, который больше, чем предварительно определенный размер шага.
Предполагается, что контроллер дополнительно выполнен с возможностью управления приемником на прием пакетных данных на второй несущей обратной линии связи, когда информация об управлении мощностью обратной линии связи, передаваемая на мобильный терминал, ассоциируется с уменьшением уровня мощности. Дополнительно предполагается, что контроллер дополнительно выполнен с возможностью управления приемником на прием пакетных данных на второй несущей обратной линии связи, когда в сеть мобильной связи передается сигнал подтверждения приема.
Предполагается, что контроллер дополнительно выполнен с возможностью управления приемником на прием индикатора качества канала для второй несущей прямой линии связи от сети мобильной связи. Дополнительно предполагается, что индикатор качества канала для второй несущей прямой линии связи принимается на первой несущей обратной линии связи.
Предполагается, что индикатор качества канала для второй несущей прямой линии связи принимается на второй несущей обратной линии связи. Дополнительно предполагается, что контроллер дополнительно выполнен с возможностью управления приемником на прием другого индикатора от сети мобильной связи на скорректированном уровне мощности, причем уровень мощности корректируется в соответствии с предварительно определенным размером шага в ответ на информацию об управлении мощностью обратной линии связи. Предпочтительно, что контроллер дополнительно выполнен с возможностью определения информации об управлении мощностью обратной линии связи посредством сравнения измеренного отношения сигнал/шум другого индикатора, принимаемого от мобильного терминала, с предварительно определенным значением, причем предварительно определенное значение корректируется тогда, когда по меньшей мере одно из: обнаруживается индикатор скорости передачи обратной линии связи (RRI) нулевой скорости передачи, информация об управлении мощностью обратной линии связи ассоциируется с уменьшением уровня мощности, и декодируется канал обратного трафика, принимаемый от сети мобильной связи.
Дополнительные признаки и преимущества изобретения излагаются в нижеследующем описании и частично очевидны из описания, или могут быть узнаны из практики изобретения. Необходимо понять, что как вышеприведенное общее описание, так и нижеследующее подробное описание настоящего изобретения являются примерными и поясняющими и предназначены для предоставления дополнительного объяснения заявленного изобретения.
Эти и другие варианты осуществления также легко станут очевидными для специалиста в данной области техники из нижеследующего подробного описания вариантов осуществления, имеющих ссылку на прилагаемые чертежи, причем изобретение не ограничивается никакими конкретными описанными вариантами осуществления.
Краткое описание чертежей
Прилагаемые чертежи, которые включены для обеспечения дополнительного понимания изобретения, и включены в данное описание изобретения, и составляют его часть, иллюстрируют варианты осуществления изобретения и вместе с описанием служат для объяснения принципов изобретения. Признаки, элементы и аспекты изобретения, ссылки на которые производятся одними и теми же позициями на различных фигурах, представляют одинаковые, эквивалентные или подобные признаки, элементы или аспекты согласно одному или нескольким вариантам осуществления.
Фиг.1 иллюстрирует архитектуру беспроводной сети связи.
Фиг.2А иллюстрирует процесс расширения и сжатия спектра МДКР.
Фиг.2В иллюстрирует процесс расширения и сжатия спектра МДКР, использующий многочисленные расширяющие спектр последовательности.
Фиг.3 иллюстрирует уровень архитектуры канального протокола для беспроводной сети cdma2000.
Фиг.4 иллюстрирует обработку вызова cdma2000.
Фиг.5 иллюстрирует состояние инициализации cdma2000.
Фиг.6 иллюстрирует состояние доступа к системе cdma2000.
Фиг.7 иллюстрирует сравнение cdma2000 для 1х и 1xEV-DO.
Фиг.8 иллюстрирует уровень архитектуры сети для беспроводной сети 1xEV-DO.
Фиг.9 иллюстрирует архитектуру заданного по умолчанию протокола 1xEV-DO.
Фиг.10 иллюстрирует архитектуру не заданного по умолчанию протокола 1xEV-DO.
Фиг.11 иллюстрирует установление сеанса 1xEV-DO.
Фиг.12 иллюстрирует протоколы уровня соединения 1xEV-DO.
Фиг.13 иллюстрирует принцип действия ПП/ОПП 1xEV-DO.
Фиг.14 иллюстрирует канал ПП обратной линии связи 1xEV-DO.
Фиг.15А и 15В иллюстрируют способ установления многочисленных обратных линий согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения.
Фиг.16А и 16В иллюстрируют способ установления многочисленных обратных линий согласно другому варианту осуществления настоящего изобретения согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения.
Фиг.17 иллюстрирует блок-схему мобильной станции или терминала доступа согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения.
Лучший вариант осуществления изобретения
Настоящее изобретение относится к способу и устройству для надежного и быстрого установления многочисленных обратных линий в беспроводных сетях с многими несущими. Хотя настоящее изобретение иллюстрируется в отношении мобильного терминала, предполагается, что настоящее изобретение может использоваться в любое время, когда желательно установить многочисленные обратные линии связи для устройств связи в беспроводных сетях с многими несущими.
Согласно способам настоящего изобретения сначала устанавливается канал обратной связи на прямой линии связи (ПЛ). Конкретно, каналы сигнализации устанавливаются на ПЛ для передачи битов управления мощностью (ОУМ) обратной линии связи (ОЛ) и индикации ПП/ОПП ОЛ.
Установление канала обратной связи на ПЛ предоставляет возможность СД 6 устанавливать ОЛ надежным и быстрым способом. В системах с многими несущими, где в работе уже имеется одна ОЛ, этот процесс является более эффективным.
Если канал обратной связи был установлен, ТД 2 должен определить первоначальную мощность передачи на новой несущей ОЛ. Может использоваться информация, доступная на ТД 2, или некоторый поднабор информации. Например, может использоваться нагрузка ОЛ при помощи бита обратной активности (БОА), который устанавливается посредством СД 6, и оценки корреляции между существующими обратными линиями и новой ОЛ.
Настоящее изобретение обеспечивает способ установления канала обратной связи на ПЛ. Каналом обратной связи может быть выделенный канал ПЛ, используемый для поддержки нового канала ОЛ.
Хотя настоящее изобретение описывается в отношении системы с двумя несущими с двумя частотами f1 и f2, понятно, что настоящее изобретение может применяться в любой системе с многими несущими. Способы настоящего изобретения предполагают, что уже были установлены ПЛ(f1) и ОЛ(f1), как в системе с одной несущей. Способы настоящего изобретения относятся к установлению ОЛ на новой несущей f2.
Сначала ТД 2 измеряет информацию о качестве канала (ИКК) или информацию об управлении скоростью передачи данных (УСПД) на ПЛ(f2), используя, например, пилот-сигнал (f2). Информация HKK(f2) затем передается на СД 6 на существующей ОЛ(f1).
При приеме MKK(f2) СД 6 инициирует управление мощностью канала ОЛ. СД 6 начинает контролировать ОЛ(f2) для сигнала ОЛ ТД 2, такого как пилот-сигнал (f2) ОЛ, и оценивает его отношение сигнал/шум (ОСШ). Как и в обычных способах, это измеренное ОСШ пилот-сигнала сравнивается с пороговым ОСШ, обычно упоминаемым как контрольная точка управления мощностью внутренней петли, которая представляет собой уровень принимаемой мощности, требуемый СД 6, и может изменяться в соответствии с интенсивностью ошибок.
Контрольная точка управления мощностью внутренней петли может определяться несколькими путями. Например, первоначально может использоваться значение по умолчанию, которое достаточно для обнаружения RRI.
Управление мощностью внешней петли может начинаться, если обнаружен RRI нулевой скорости передачи. Управление мощностью внешней петли может инициироваться, если достигнута контрольная точка, и послана первая команда ВНИЗ. Кроме того, управление мощностью внешней петли может инициироваться, если декодируется первый канал обратного трафика (КОТ).
СД 6 передает команды ОУМ(f2) на ТД 2 на новой несущей ПЛ(f2). Мощность, распределенная для ОУМ(f2) и позже каналу ПП, определяется посредством ИКК(f2).
Необходимо отметить, что измерение информации о качестве канала (ИКК) или информации об управлении скоростью передачи данных (УСПД) на ПЛ(f2) посредством ТД 2, может выгружаться, если команды ОУМ(f2) посылаются на ПЛ(f1). Кроме того, измерение может выгружаться, если ПЛ(f2) так или иначе не является активной. Кроме того, даже если ПЛ(f2) является активной, УСПД(f2) должно уже работать, и измерение все же может выгружаться.
Если канал обратной связи ОУМ(f2) был установлен, ТД 2 тогда может начинать передачу ОЛ(f2) с первоначальной мощностью (f2) передачи. Сигналом может быть, например, канал индикатора скорости передачи обратной линии связи (RRI). Затем может сразу же выполняться управление мощностью сигнала ОЛ, такого как пилот-сигнал, посредством обратной связи ОУМ(f2).
ТД 2 имеет сведения, когда начинать передачу КОТ, основываясь на ответе от СД 6. СД 6 может посылать сообщение ПП КОТ верхнего уровня на существующей ПЛ, уже установленной, такой как на основной или даже на новой несущей ПЛ. СД 6 может посылать ПП физического уровня.
ПП физического уровня может запускаться посредством контролирования RRI, который может определяться как нулевая скорость передачи для первоначальной передачи, пока не будет послано ПП, или предпочтительно посредством контролирования мощности пилот-сигнала, и когда посылается первая команда ВНИЗ ОУМ. Должны контролироваться ошибки при любом обнаружении, таком как обнаружение RRI и обнаружение ПП/ОПП.
Способы настоящего изобретения обеспечивают повышенную надежность и быстродействие установления новой несущей ОЛ.
Если канал ПП не используется так, как описано, тогда СД 6 и ТД 2 могут использовать дополнительный канал обратной связи, такой как канал (f2) ПП/ОПП. Первоначально, если ТД 2 принимает ОПП, ТД может принять решение дополнительно повысить мощность передачи.
Например, если принимается ОПП(f2), ТД 2 повышает мощность, используя больший размер шага, такой как 2 дБ. Эта операция может остановиться после того, как ТД 2 примет первое ПП. Альтернативно, команды ОУМ(f2) могут первоначально использовать больший размер шага, такой как 2 дБ, до тех пор, пока не будет принято первое ПП при помощи ТД 2 от СД 6.
ТД 2 первоначально может посылать только пилот-сигнал (f2) ОЛ. Нормальная работа может начаться, если будет принята первая команда ВНИЗ ОУМ(f2).
ТД 2 может посылать «псевдо-пробу» по трафику ОЛ по всем интерфейсам ОЛ или параллельным каналам АЗПП. Для NxEV-DO (широкополосное расширение 1xEV-DO) этой псевдо-пробой может быть RRI. Это помогает более быстро установить контрольную точку.
Перед началом пакетных передач может гарантироваться, что КОТ является стабильным. Стабильное состояние может определяться тогда, когда посылается первая команда ВНИЗ и/или первое ПП. ПП также может использоваться, по меньшей мере первоначально, для указания стабильного состояния.
Согласно настоящему изобретению, канал ОУМ устанавливается сначала перед передачей на новой ОЛ. Канал ОУМ новой ОЛ устанавливается на спаренной несущей ПЛ. Альтернативно, канал ОУМ новой ОЛ может устанавливаться на опорной несущей ПЛ.
Фиг.15А и 15В иллюстрируют первый способ согласно настоящему изобретению. Фиг.16А и 16В иллюстрируют второй способ согласно настоящему изобретению.
Как изображено на фиг.15А и 15В, ТД 2 измеряет информацию о качестве канала новой ПЛ_b. УСПД_b затем передается на СД 6 на существующей ОЛ_а. СД 6 затем передает команды ОУМ_b на ТД 2 на новой несущей ПЛ_b.
Как изображено на Фиг.16А и 16В, СД 6 передает команды ОУМ_b на ТД 2 на существующей несущей ПЛ_а. Нет необходимости измерять информацию о качестве канала новой ПЛ_b или передавать УСПД_b на СД 6.
Как изображено на фиг.15А и 15В, и 16А и 16В, если был установлен канал обратной связи ОУМ_b, тогда ТД 2 может начинать передачу пилот-сигнала ОЛ_b и RRI на первоначальной мощности (b) передачи. Первая команда вниз посредством оум_b или RRI на ОЛ_b тогда правильно обнаруживается. СД 6 может использовать ошибку RRI для корректировки контрольной точки внешней петли для оум_b. Или ПП физического уровня на ПЛ_b, или ПП КОТ используется для указания захвата ОЛ_b на ТД 2.
Фиг.17 иллюстрирует блок-схему мобильной станции (МС) или терминала 100 доступа согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения. ТД 100 включает в себя процессор 110 (или процессор обработки цифровых сигналов), РЧ-модуль 135, модуль 105 управления мощностью, антенну 140, батарею 155, устройство 115 отображения, клавиатуру 120, память 130, карту 125 модуля идентификации абонента (МИД) (которая может быть необязательной), громкоговоритель 145 и микрофон 150.
Пользователь вводит инструктивную информацию, такую как телефонный номер, например, посредством нажатия на клавиши клавиатуры 120 или посредством речевого управления, используя микрофон 150. Микропроцессор 110 принимает и обрабатывает инструктивную информацию для выполнения соответствующей функции, такой как набор телефонного номера. Рабочие данные могут извлекаться с карты 125 модуля идентификации абонента (МИА) или модуля 130 памяти для выполнения функции. Кроме того, процессор 110 может отображать инструктивную и рабочую информацию на устройстве 115 отображения для ссылки и удобства пользователя.
Процессор 110 выдает инструктивную информацию на РЧ-модуль 135 для инициирования связи, например, посредством передачи радиосигналов, содержащих данные речевой связи. РЧ-модуль 135 включает в себя приемник и передатчик для приема и передачи радиосигналов. Антенна 140 способствует передаче и приему радиосигналов. При приеме радиосигналов РЧ-модуль 135 может направлять и преобразовывать сигналы в частоту полосы модулирующих частот для обработки процессором 110. Обработанные сигналы преобразуются в слышимую или читаемую информацию, выводимую через громкоговоритель 145, например. Процессор 110 также включает в себя протоколы и функции, необходимые для выполнения различных процессов, описанных в данном документе в отношении систем cdma2000 или 1xEV-DO.
Процессор 110 предназначен для выполнения способов, описанных в данном документе, для установления многочисленных обратных линий в беспроводных сетях с многими несущими. Процессор генерирует и управляет РЧ-модулем 135 на передачу УСПД_b и ОУМ_b и прием ПЛ_а и ПЛ_b, как изображено на фиг.15А, 15В, 16А и 16В.
Хотя настоящее изобретение описывается с ссылкой на cdma2000, 1xEV-DO и cdma2000 NxEV-DO, оно также может применяться с другими подходящими системами связи.
Так как настоящее изобретение может быть воплощено в нескольких видах без отступления от его сущности или существенных характеристик, также необходимо понять, что вышеописанные варианты осуществления не ограничиваются никакими подробностями вышеприведенного описания, если только не указано иначе, но скорее должны широко толковаться в пределах его сущности и объема, как определено в прилагаемой формуле изобретения, и поэтому все изменения и модификации, которые подпадают под границы и пределы формулы изобретения или эквиваленты таких границ и пределов, поэтому, как предполагается, охватываются прилагаемой формулой изобретения.
Промышленная применимость
Вышеприведенные варианты осуществления и преимущества являются просто примерными и не должны толковаться как ограничивающие настоящее изобретение. Настоящие идеи легко могут быть применены к другим типам устройств. Описание настоящего изобретения, как предполагается, является иллюстративным и не должно ограничивать объем формулы изобретения. Многочисленные альтернативы, модификации и изменения очевидны для специалиста в данной области техники. В формуле изобретения признаки «средство плюс функция» предназначены для охвата конструкции, описанной в данном документе, как выполняющей изложенную функцию и не только конструктивные эквиваленты, но также эквивалентные конструкции.