СПОСОБ ДЛЯ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ КАНАЛОВ ДЛЯ ПЕРЕГОВОРНОГО УСТРОЙСТВА, СПОСОБ СВЯЗИ, СИСТЕМА И ПЕРЕГОВОРНОЕ УСТРОЙСТВО
CHANNEL ALLOCATION METHOD FOR INTERCOMMUNICATION DEVICE, COMMUNICATION METHOD, SYSTEM AND INTERCOMMUNICATION DEVICE

Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к области техники наземной мобильной системы радиосвязи (LMR), а более конкретно, относится к способу для назначения каналов для радиостанции, способу связи, системе связи и радиостанции.
Уровень техники
Вследствие быстрого роста экономики все большее внимание уделяется радиостанциям в качестве гибких, удобных и быстрых средств связи. Рынок радиостанций является успешно развивающимся, но нерегулируемым, и существуют такие проблемы, как переполнение рынка поддельными и низкокачественными продуктами, отсутствие контроля в сфере менеджмента профессиональных радиостанций, беспорядочное использование полос частот и возникновение потенциальных рисков для общественной безопасности.
В настоящее время, имеются следующие очевидные проблемы в использовании радиостанций среднего и начального уровня:
1. Серьезные помехи между радиостанциями. Нестандартное использование частотного спектра, даже использование перекрестных частот, подвержено помехам от другого оборудования и зачастую создает помехи другому беспроводному оборудованию, работающему на выделенных полосах частот.
2. Низкая эффективность использования частотного спектра. При отсутствии унифицированного управления, произвольное задание частоты связи согласно желанию пользователей приводит к такому явлению, что некоторые полосы частот переполняются, тогда как некоторые остаются бездействующими, и тем самым эффективность использования полос частот является низкой; помимо этого, традиционная радиостанция принудительно занимает канал независимо от того, выполняется или нет вызов, и запрещает пользователям в другой группе использовать канал, следовательно, эффективность использования каналов является низкой.
В общем режиме связи "точка-точка", который является традиционным режимом связи в качестве основного решения по связи сегодня на рынке и стандартом в коммерческом использовании, связь реализована как вызов группы посредством использования одной частотной точки. Как показано на фиг. 1, для радиотерминалов в идентичной области при условиях идентичной радиочастотной несущей и идентичной тональной сигнализации, при инициировании вызова посредством нажатия кнопки режима с переключением между приемом и передачей (PPT), любой из радиотерминалов может устанавливать вызов с любой из других радиостанций в области, которая попадает в дальность приема, чтобы выполнять связь. Традиционный режим связи, хотя и имеет преимущества низкой цены, простоты работы, удобства в применении и т.д., имеет очевидные недостатки. Увеличение числа пользователей радиотерминалов приводит к ненадлежащему использованию ресурсов частотного спектра, и помехи при передаче сигналов становятся наиболее сложной проблемой, с которой сталкиваются пользователи терминалов.
Существующие технологии, такие как стандарт цифровой радиосвязи ближнего действия (DSRR) (I-ETS 300 168), предложенный посредством Европейского института стандартизации в области телекоммуникаций (ETSI), технология радиосвязи без централизованного управления в Китае и т.п., имеют недостатки длительности установления вызова и потребления мощности, и, следовательно, ограничены в разработке и продвижении. Как показано на фиг. 2, радиостанции без централизованного управления в Китае означают радиооборудование, разрабатываемое и исследуемое на основе технических требований "системы связи с многоканальной адресацией без централизованного управления 900M". Радиостанция без централизованного управления, в общем, имеет следующие недостатки:
1. Время, требуемое на то, чтобы устанавливать вызов, является длительным. Поскольку 1 канал управления и 159 каналов совместно используют частотный диапазон 2M, при интенсивном коммерческом использовании время, используемое при поиске бездействующего канала, существенно возрастает, и тем самым время, требуемое на то, чтобы устанавливать вызов, является очень длительным.
2. Вероятность коллизии вызовов является высокой. Поскольку все инструкции по установлению вызова без централизованного управления отправляются только на одном канале управления, когда вызовы осуществляются часто, коллизия возникает с большой вероятностью, тем самым приводя к сбою вызовов.
3. Вероятность некорректного определения состояния канала является высокой. Вследствие помех между каналами и пауз во время вызова, при сканировании на предмет бездействующего канала некорректное определение, к примеру, определение занятого канала как бездействующего канала или определение бездействующего канала как занятого канала, происходит с большой вероятностью.
4. Время использования аккумулятора является коротким. Поскольку все инструкции по установлению вызова без централизованного управления отправляются только по одному каналу управления, радиостанция в рамках дальности вызова должна принимать каждую из инструкций, тем самым время работы терминала в состоянии приема значительно увеличивается, что влияет на время работы от аккумулятора.
Сущность изобретения
С учетом вышеизложенных недостатков низкой эффективности использования частотного спектра, слабой поддержки помехозащищенности и длительного времени установления для вызова в предшествующем уровне техники, проблема, которая должна разрешаться посредством настоящего изобретения, состоит в том, чтобы предоставлять способ связи с обратной адресацией для радиостанции.
В настоящем изобретении, техническое решение, чтобы разрешать вышеуказанную проблему, состоит в том, чтобы предлагать способ для назначения каналов для радиостанции. Способ включает в себя:
- на основе зоны, которой принадлежит радиостанция, обнаружение соответствующей информации ресурсов зоны и определение канала управления и каналов трафика, доступных для радиостанции, при этом число каналов трафика превышает или равно 2, причем различные зоны соответствуют различным ресурсам канала; и
- продолжение работы на канале управления в случае режима ожидания.
Настоящее изобретение дополнительно предоставляет радиостанцию. Радиостанция включает в себя:
- модуль задания, выполненный с возможностью обнаруживать, на основе зоны, которой принадлежит радиостанция, соответствующую информацию ресурсов канала зоны и определять канал управления и канал услуг, доступные для радиостанции, при этом число каналов трафика превышает или равно 2, причем различные зоны соответствуют различным ресурсам канала; и
- процессор режима ожидания, выполненный с возможностью продолжать работать на канале управления, который определяется посредством модуля задания, в случае режима ожидания.
Настоящее изобретение дополнительно предоставляет способ связи, применимый к радиостанции.
Способ включает в себя:
- разделение различных каналов более чем на две зоны, при этом различные зоны включают в себя различные каналы, и каждая из зон включает в себя канал управления и два или более каналов трафика;
- задание для радиостанции одной из зон, которым принадлежит радиостанция, при этом радиостанции, принадлежащие идентичной зоне, принадлежат идентичному абонентскому устройству; и
- на основе зоны, которой принадлежит радиостанция, обнаружение соответствующей информации ресурсов зоны и определение канала управления и каналов трафика для радиостанции; и
- продолжение работы на канале управления, когда радиостанция находится в режиме ожидания, выполнение поиска каналов трафика радиостанции и установление связи на бездействующем канале трафика, когда вызов инициируется.
Настоящее изобретение дополнительно предоставляет систему связи, применимую к радиостанциям.
Система связи включает в себя:
- более двух радиостанций, каждая из которых принадлежит зоне, при этом зона включает в себя канал управления и два или более каналов трафика, различные зоны включают в себя различные каналы, и радиостанции, которые принадлежат идентичной зоне, продолжают работать на канале управления идентичной зоны в случае режима ожидания, выполняют поиск каналов трафика идентичной зоны и устанавливают связь на найденном бездействующем канале трафика, когда вызов инициируется.
Преимущество изобретения: посредством обнаружения соответствующей информации ресурсов зоны на основе зоны, которой принадлежит радиостанция, и определения канала управления и каналов трафика, доступных для радиостанции, при этом различные зоны соответствуют различным ресурсам канала, радиостанции в зоне и радиостанции в других зонах не должны создавать помехи друг другу. Тот факт, что различные зоны используют различные ресурсы канала, исключает помехи в канале между различными зонами, исключает беспорядочность в управлении ресурсами канала, предотвращает обширное использование некоторых полос частот и сопутствующую перегрузку трафика, а также низкую эффективность использования полос частот, т.е. уменьшает вероятность коллизии вызовов. Тот факт, что радиостанции в зоне продолжают работать на канале управления в случае режима ожидания, исключает трату ресурсов канала трафика и повышает эффективность использования каналов. Помимо этого, посредством разделения на зоны, при осуществлении вызова радиостанции в идентичной зоне должны определять только доступные каналы трафика в зоне вместо выполнения поиска всех каналов, что уменьшает время, требуемое на то, чтобы устанавливать вызов.
Если обобщать, способ связи и радиостанция, предоставляемые посредством настоящего изобретения, имеют следующие преимущества:
1. повышение эффективности использования частотного спектра;
2. разрешение проблемы помех между каналами;
3. сокращение времени для установления вызова;
4. увеличение времени работы от аккумулятора; и
5. уменьшение вероятности коллизии вызовов.
Краткое описание чертежей
Настоящее изобретение дополнительно иллюстрируется ниже в сочетании с чертежами и вариантами осуществления настоящего изобретения. На чертежах:
Фиг. 1 является принципиальной схемой режима связи для традиционных радиостанций;
Фиг. 2 является принципиальной схемой режима связи для нецентрализованных радиостанций;
Фиг. 3 показывает блок-схему последовательности операций способа для назначения каналов для радиостанции согласно предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения;
Фиг. 4 является блок-схемой последовательности операций способа связи, применимого к радиостанции согласно варианту осуществления настоящего изобретения;
Фиг. 5 является принципиальной схемой режима связи для вызова с обратной адресацией.
Фиг. 6 является схемой конфигурации частот для зон;
Фиг. 7 является принципиальной схемой, показывающей многократное использование частот;
Фиг. 8 является принципиальной схемой способа для конфигурирования каналов в зоне;
Фиг. 9 является блок-схемой последовательности операций способа для реализации вызова с обратной адресацией;
Фиг. 10 является примерной схемой многократного использования частот в различных областях;
Фиг. 11 является примерной схемой, показывающей выделение каналов в зоне;
Фиг. 12 является блок-схемой последовательности операций способа для автоматического конфигурирования бездействующего канала в зоне;
Фиг. 13 является блок-схемой последовательности операций способа для вызова в случае освобождения канала трафика в конце вызова;
Фиг. 14 является блок-схемой последовательности операций способа для вызова в случае освобождения канала трафика при отпускании PPT-кнопки;
Фиг. 15 является блок-схемой последовательности операций способа для вызова радиостанции согласно варианту осуществления настоящего изобретения;
Фиг. 16 является блок-схемой последовательности операций способа для вызова радиостанции согласно другому варианту осуществления настоящего изобретения;
Фиг. 17 является блок-схемой последовательности операций способа для вызова радиостанции согласно еще одному другому варианту осуществления настоящего изобретения;
Фиг. 18 является принципиальной структурной схемой радиостанции согласно варианту осуществления настоящего изобретения;
Фиг. 19 является принципиальной структурной схемой радиостанции согласно другому варианту осуществления настоящего изобретения;
Фиг. 20 является принципиальной структурной схемой радиостанции согласно еще одному другому варианту осуществления настоящего изобретения;
Фиг. 21 является блок-схемой последовательности операций способа связи, применимого к радиостанции согласно варианту осуществления настоящего изобретения; и
Фиг. 22 является принципиальной структурной схемой системы связи, применимой к радиостанциям согласно варианту осуществления настоящего изобретения.
Подробное описание изобретения
Чтобы дополнительно распознавать и понимать структурные характеристики и преимущества настоящего изобретения, подробная иллюстрация осуществляется в сочетании с предпочтительными вариантами осуществления и чертежами.
Настоящее изобретение предоставляет способ для назначения каналов для радиостанции, которая поддерживает, например, но не только, услугу передачи речи и услугу передачи данных. Блок-схема последовательности операций варианта осуществления способа для назначения каналов для радиостанции в соответствии с настоящим изобретением показана на фиг 3.
Способ 300 включает в себя:
Этап 301, на основе зоны, которой принадлежит радиостанция, обнаружение соответствующей информации ресурсов зоны и определение канала управления и каналов трафика, доступных для радиостанции, при этом число каналов трафика превышает или равно 2, причем различные зоны соответствуют различным ресурсам канала; и
Этап 302, продолжение работы на канале управления в случае режима ожидания.
В варианте осуществления способа для назначения каналов для радиостанции, поскольку ресурсы канала назначаются различным зонам, и радиостанции используют ресурсы канала, назначаемые зоне, которой принадлежат радиостанции, радиостанции в зоне и радиостанции в других зонах не создают помехи друг другу. Тот факт, что различные зоны используют различные ресурсы канала, исключает помехи в канале между различными зонами, исключает беспорядочность в управлении ресурсами канала, предотвращает обширное использование некоторых полос частот и сопутствующую перегрузку трафика, а также низкую эффективность использования полос частот, т.е. уменьшает вероятность коллизии вызовов. Тот факт, что радиостанции в зоне продолжают работать на канале управления в случае режима ожидания, исключает трату ресурсов канала трафика и повышает эффективность использования каналов. Помимо этого, посредством разделения на зоны, при осуществлении вызова, радиостанции в зоне должны определять только доступные каналы трафика в зоне вместо выполнения поиска всех каналов, что уменьшает время, требуемое на то, чтобы устанавливать вызов.
В другом варианте осуществления способа для назначения каналов для радиостанции в соответствии с настоящим изобретением, зона, предварительно установленная во время изготовления радиостанции, может быть непосредственно использована в качестве зоны, которой принадлежит радиостанция, или зона, которой принадлежит радиостанция, может быть сконфигурирована, обычно двумя способами:
1. Выполнение поиска бездействующей зоны и задание найденной бездействующей зоны в качестве зоны, которой принадлежит радиостанция. В случае если зона, предварительно установленная во время изготовления радиостанции, является идентичной используемой зоне в непосредственной близости при использовании радиостанции, бездействующая зона может быть найдена сначала посредством поиска зон, и искомая бездействующая зона задается как зона, которой принадлежит радиостанция.
2. Задание предварительно определенной зоны в качестве зоны, которой принадлежит радиостанция. В качестве зоны, которой принадлежит радиостанция, также может быть использована зона, предварительно определяемая пользователем, которая может быть определена пользователем согласно известной информации.
В другом варианте осуществления способа для назначения каналов для радиостанции в соответствии с настоящим изобретением, предоставляется способ для инициирования вызова посредством радиостанции, содержащий:
- выполнение поиска бездействующего канала трафика посредством поиска каналов трафика, когда вызов инициируется;
- отправку, через канал управления, инструкции запроса на установление вызова, содержащей номер канала для бездействующего канала трафика, с тем чтобы уведомлять вызываемую радиостанцию о необходимости переключаться на бездействующий канал трафика для установления связи;
- переход на бездействующий канал трафика, чтобы устанавливать связь с вызываемой радиостанцией; и
- освобождение бездействующего канала трафика и возврат в канал управления для продолжения ожидания.
Для описания способа для инициирования вызова посредством радиостанции также можно сослаться на фиг. 15.
Существует три способа освобождения бездействующего канала трафика:
1. освобождение бездействующего канала трафика после того, как PPT-кнопка радиостанции отпускается;
2. освобождение бездействующего канала трафика после того, как PPT-кнопка радиостанции отпускается, и предварительно установленное время сброса вызова истекло; или
3. освобождение бездействующего канала трафика после того, как связь завершается.
Для связанного содержимого относительно освобождения бездействующего канала трафика можно сослаться на фиг. 16-17.
После того как вызываемая радиостанция (одна или более радиостанций в идентичной зоне), с которой вызывающая радиостанция хочет обмениваться данными, принимает инструкцию запроса на установление вызова из канала управления, вызываемая радиостанция получает номер канала для указанного канала трафика из инструкции запроса на установление вызова и переходит в указанный канал трафика, чтобы устанавливать связь с вызывающим абонентом.
В настоящем изобретении, радиостанция обменивается данными, по меньшей мере, с одной из других радиостанций в зоне, которой принадлежит радиостанция, посредством использования ресурсов канала, назначаемых зоне. Все радиостанции в зоне составляют абонентское устройство, каждой зоне, которой соответствует абонентское устройство, назначается различный номер, и каждой зоне назначаются различные ресурсы канала.
Номера зон могут быть многократно использованы, когда расстояние между абонентскими устройствами превышает расстояние S многократного использования (S>0), определенное посредством мощности передачи радиостанции. Идентичный номер соответствует идентичному набору частот.
В варианте осуществления настоящего изобретения, частотные ресурсы каждой зоны могут быть разделены на несколько каналов посредством использования способа разнесения каналов, и результирующие каналы представляют набор частот; затем один из нескольких каналов задается как канал управления, а другие задаются как каналы трафика. В другом варианте осуществления настоящего изобретения, обработка частотных ресурсов в способе для назначения каналов для радиостанции заключается в следующем:
A. Для частотного ресурса в N МГц (N>0), частотный ресурс разделяется на Nx1000/M каналов посредством рассмотрения разноса между каналами в M кГц (M>0), и каждый канал указывает частотную точку.
B. Каждой зоне назначается L каналов, L каналов каждой зоны представляют набор частот, и частотный ресурс в N МГц разделяется на Nx1000/M/L зон (L>0); зоны, назначаемые абонентским устройствам, нумеруются от 0 до Nx1000/M/L-1, и номера зон находятся в соответствии "один-к-одному" с частотными наборами, назначаемыми зонам.
В варианте осуществления настоящего изобретения, конфигурирование частоты зон также включает в себя: когда расстояние между абонентскими устройствами превышает расстояние S многократного использования (S>0), которое определяется посредством мощности передачи радиостанции, идентичные номера зон могут быть многократно использованы, при этом идентичные номера зон соответствуют идентичным наборам частот.
В варианте осуществления настоящего изобретения, набор частот, назначаемый каждой зоне, является набором частот, свободным от помех от взаимной модуляции третьего порядка и/или помех от смежных каналов; различные абонентские устройства используют различные наборы частот, свободные от помех от взаимной модуляции третьего порядка и/или помех от смежных каналов. Посредством использования такого набора частот вероятность некорректного определения состояния канала значительно уменьшается, с тем чтобы исключать проблему определения занятого канала как бездействующего канала или определения бездействующего канала как занятого канала.
Фиг. 15 является принципиальной схемой процедуры 1500 осуществления вызова радиостанции согласно варианту осуществления настоящего изобретения.
На этапе 1501, автоматическое выполнение поиска бездействующего канала трафика в каналах трафика посредством вызывающей радиостанции, которая продолжает работать на канале управления и хочет инициировать вызов, по меньшей мере, в одну вызываемую радиостанцию в зоне, которой принадлежит вызывающая радиостанция, при этом инициирование вызова может быть реализовано посредством, например, нажатия пользователем PPT-кнопки;
На этапе 1502, переключение на канал управления и отправка инструкции вызова в вызываемую радиостанцию, чтобы уведомлять вызываемую радиостанцию о необходимости переключаться на найденный бездействующий канал трафика;
На этапе 1503, обмен данными с вызываемой радиостанцией на найденном канале трафика;
На этапе 1504, после того, как связь завершается, освобождение канала трафика и переключение на канал управления, чтобы ожидать следующего вызова.
Фиг. 16 является принципиальной схемой процедуры 1600 осуществления вызова радиостанции согласно другому варианту осуществления настоящего изобретения. Этапы 1601-1603 являются идентичными этапам 1501-1503 на фиг. 15, и отличия имеются на этапах 1604-1606.
На этапе 1604, когда обнаруживается, что PPT-кнопка для инициирования вызова, которая была использована, не используется, определение того, закончен или нет разговор с вызываемой радиостанцией, или истекло или нет предварительно установленное время сброса вызова; если да, переход к этапу 1605; если нет, переход к этапу 1606.
На этапе 1605, отправка инструкции окончания разговора в вызываемую радиостанцию или автоматическое окончание вызова, и освобождение канала трафика и переключение на канал управления посредством вызывающей радиостанции и вызываемой радиостанции, чтобы ожидать следующего вызова.
На этапе 1606, по-прежнему занятие канала трафика посредством вызывающей радиостанции и вызываемой радиостанции, чтобы продолжать вызов, и продолжение обмена данными друг с другом посредством этих двух сторон на канале трафика.
Фиг. 17 является принципиальной схемой процедуры 1700 осуществления вызова радиостанции согласно еще одному другому варианту осуществления настоящего изобретения. Этапы 171-1703 являются идентичными этапам 1501-1503 на фиг. 15, и отличие имеется на этапах 1704-1705.
На этапе 1704, если вызывающая радиостанция обнаруживает то, что PPT-кнопка для инициирования вызова, которая была использована, не используется, отправка инструкции окончания разговора в вызываемую радиостанцию или автоматическое окончание вызова.
На этапе 1705, освобождение канала трафика и переключение на канал управления посредством вызывающей радиостанции и вызываемой радиостанции, чтобы ожидать следующего вызова.
Технические решения настоящего изобретения подробно иллюстрируются ниже в сочетании с конкретными вариантами осуществления.
Фиг. 4 является блок-схемой последовательности операций способа связи для радиостанции согласно варианту осуществления настоящего изобретения. Способ связи для радиостанции включает в себя конфигурирование частоты зон 401 и автоматическое конфигурирование бездействующих каналов 402. Конфигурирование частоты зон может быть выполнено согласно фиг. 3. Автоматическое конфигурирование бездействующих каналов 402 включает в себя унификацию управления каналами в каждой зоне и автоматическое назначение бездействующего канала согласно требованиям по обслуживанию.
Как показано на фиг. 4 и фиг. 5, в настоящем изобретении технология для конфигурирования частоты зон и технология для автоматического конфигурирования бездействующих каналов используются, и как услуга передачи речи, так и услуга передачи данных поддерживаются, чтобы разрешать вышеуказанные проблемы в традиционной связи. Технология для конфигурирования частоты зон означает выполнение централизованного управления и унифицированное конфигурирование частотных ресурсов, так что каждое абонентское устройство выбирает зону с номером, каждая зона включает в себя набор частот, свободный от помех от взаимной модуляции третьего порядка и помех от смежных каналов, и различные абонентские устройства используют различные наборы частот, свободные от помех от взаимной модуляции третьего порядка и помех от смежных каналов. Технология для автоматического конфигурирования бездействующих каналов означает унификацию управления каналами в каждой зоне и автоматическое назначение бездействующих каналов согласно требованиям по обслуживанию.
I. Конфигурирование частоты зон
(1) Далее подробно иллюстрируется, как конфигурировать ресурсы частотных точек, так что пользователи могут рационально использовать ресурсы частотных точек, и проблемы помех и коллизии вызовов могут исключаться в максимально возможной степени. В общем, частота зон конфигурируется согласно следующим этапам:
1. При рассмотрении частотного ресурса в N (N>0) МГц в качестве примера, посредством использования технологии узкополосной связи в M (M>0) кГц, частотный ресурс в N (N>0) МГц разделяется на N*1000/M каналов, и каждый канал представляет частотную точку.
Далее примерная иллюстрация осуществляется с использованием примерных конкретных числовых значений: частотный ресурс в N МГц составляет 1 МГц, частотная точка составляет 1 МГц, разнесение каналов в M кГц составляет 6,25 кГц (также, разнесение каналов в M кГц может составлять 12,5 кГц или 25 кГц либо другую частоту разнесения), и число каналов составляет 160. Тем не менее, настоящее изобретение не ограничено посредством вышеуказанных конкретных числовых значений, и другие числовые значения могут использоваться для частотных ресурсов.
2. При условии, что каждой зоне назначается L каналов, свободных от помех от взаимной модуляции третьего порядка и помех от смежных каналов (L>0, и настоящее изобретение не ограничивает число L каналов), 160 каналов могут назначаться N=160/L абонентским устройствам (зонам) в данной области для использования, и каждая зона помечается номером (к примеру, зона 0,..., зона N), как показано на фиг. 6.
Значение L вычисляется из формулы Эрланга и определяется совместно посредством общего числа пользователей, среднего трафика, средней продолжительности вызова и процента потерянных вызовов. Для конкретного вычисления можно обращаться к описанию примера далее.
3. Номер каждой зоны соответствует набору частот, свободному от помех от взаимной модуляции третьего порядка и помех от смежных каналов, и каналы в наборе частот, свободном от помех от взаимной модуляции третьего порядка и помехи от смежных каналов, помечаются номерами каналов. После того, как номер зоны определен, тем самым определяются частотные точки каналов в зоне. Другими словами, номера каналов в зоне соответствуют фиксированным частотным точкам.
Иллюстрация набора частот, свободного от помех интермодуляции третьего порядка и помех соседнего канала:
Частота, вызывающая помехи интермодуляции третьего порядка, удовлетворяет fx=fi+fj-fk или fx=2fi-fj, где fi, fj, fk являются любыми тремя частотами в наборе частот (f1, f2,..., fL). Если в наборе частот существует другая частота fx, которая может удовлетворять вышеприведенным уравнениям, считается, что набор частот имеет помехи интермодуляции третьего порядка; в противном случае набор частот является свободным от помех интермодуляции третьего порядка.
Частота, вызывающая помехи соседнего канала, удовлетворяет fi-fj=1CPS (1 разнесение каналов). Если в наборе частот (f1, f2,..., fL) разность между какими-либо двумя частотами fi, fj равна разнесению каналов, считается, что набор частот имеет помехи соседнего канала; в противном случае набор частот является свободным от помех соседнего канала.
Набор частот, который удовлетворяет как условиям отсутствия помех интермодуляции третьего порядка, так и условиям отсутствия помех соседнего канала, упоминается как набор частот, свободный от помех интермодуляции третьего порядка и помех соседнего канала.
4. Когда расстояние между абонентскими устройствами превышает расстояние S многократного использования (S>0, расстояние S многократного использования определяется посредством мощности передачи радиостанции), идентичный номер зоны может быть многократно использован, как показано на фиг. 7. На фиг. 7, область с белым фоном является областью 1, и область с заштрихованным фоном является областью 2, и части с идентичным фоном принадлежат идентичной области. Зоны с идентичными номерами используют идентичные наборы частот, свободные от помех интермодуляции третьего порядка и помех соседнего канала. Расстояние многократного использования составляет S километров, и номера зон могут быть многократно использованы, когда расстояние превышает расстояние многократного использования.
(2) Иллюстрация трафика и числа пользователей, которое может обеспечивать зона.
Процедура вычисления:
1. На основе процента B% потерянных вызовов и числа L каналов (число каналов трафика составляет L-1), определение общего трафика зоны как Y (L-1, B) посредством поиска в таблице Эрланга.
2. На основе среднего числа n вызовов и средней продолжительности S вызова в период времени в T, определение среднего трафика в расчете на пользователя как y=n*S/T.
3. На основе общего трафика Y и среднего трафика в расчете на пользователя, определение пропускной способности системы как N=Y/y=Y (L-1, B)/(n*S/T).
4. При условии, что процент потерянных вызовов составляет 10%, средний трафик в расчете на пользователя составляет 0,033 (в среднем, каждый пользователь осуществляет вызов каждые 5 минут, и продолжительность каждого вызова составляет 10 сек), взаимосвязь между числом L каналов и пропускной способностью зоны показывается в следующей таблице:
Таблица 1 показывает взаимосвязь между числом каналов и пропускной способностью системы.
Число L каналов
Число N пользователей
4
38
7
112
10
196
13
284
16
374
II. Автоматическое конфигурирование бездействующих каналов
Далее подробно иллюстрируется то, как конфигурировать канал разговора и как выбирать режим разговора.
(1) Связь в зоне использует технологию автоматического конфигурирования бездействующего канала, процедура 1200 которой заключается в следующем, как показано на фиг. 12:
Этап 1201, разделение L каналов в каждой зоне как 1 канала управления и L-1 каналов трафика, как показано на фиг. 8. На фиг. 8, показываются зона 0, зона 1, зона 2, зона 3, зона 4, зона 5, зона 6, зона 7, зона 8, зона 9, зона 10,..., зона N-1, зона N. Например, для зоны 0, в L каналов ch0, ch1, ch2, ch3, ch4, ch5, ch6,..., chL-1, канал ch0 задается как канал управления, а другие L-1 каналов ch1-chL-1 задаются как каналы трафика. Чтобы упрощать иллюстрацию, предполагается, что для каждой из зон, ch0 является каналом управления, и ch1-chL-1 являются каналами трафика.
Этап 1202, в режиме ожидания, продолжение работы всех радиостанций в зоне на канале ch0 управления.
Этап 1203, определение того, инициирует или нет пользователь вызов, если да, переход к этапу 1204, и в противном случае, по-прежнему продолжение работы на канале управления и ожидание вызова.
Этап 1204, если пользователь радиостанции в зоне инициирует вызов, автоматическое выполнение поиска бездействующего канала посредством радиостанции в каналах ch1-chL-1 трафика.
Этап 1205, возврат в канал управления и отправка инструкции, чтобы уведомлять вызываемую радиостанцию о необходимости переключаться на найденный бездействующий канал для связи.
Этап 1206, после того, как связь завершается, возврат в канал ch0 управления как вызывающей, так и вызываемой радиостанции для продолжения ожидания.
(2) Реализация вызова с обратной адресацией.
Существует два способа реализации вызова с обратной адресацией: 1. освобождение канала трафика после того, как разговор завершается; или 2. освобождение канала трафика после того, как PTT-кнопка отпускается.
A. Далее процедура 1300 осуществления вызова проиллюстрирована посредством рассмотрения случая освобождения канала трафика после того, как разговор завершается, в качестве примера, который показан на фиг 13.
Радиостанция, которая продолжает работать на канале управления, инициирует вызов, когда пользователь нажимает кнопку режима с переключением между приемом и передачей (PPT), и следующие этапы выполняются:
Этап 1301, сканирование всех каналов трафика в абонентском устройстве до тех пор, пока бездействующий канал трафика не находится, и определение номера канала для канала трафика;
Этап 1302, инициирование инструкции запроса на установление вызова, который содержит номер канала;
Этап 1303, совместный переход вызывающей радиостанции и вызываемой радиостанции на указанный канал трафика;
Этап 1304, обмен данными друг с другом (к примеру, передача информации речевого вызова) вызывающей радиостанции и вызываемой радиостанции на указанном канале трафика;
Этап 1305, после того, как PPT-кнопка отпускается, определение того, закончен или нет разговор, или истекло или нет предварительно установленное время сброса вызова. Если разговор не закончен, или время сброса не истекло, переход к этапу 1306; если разговор закончен, или время сброса истекло, переход к этапу 1307; и
Этап 1306, по-прежнему занятие канала трафика для продолжения вызова;
Когда PTT-кнопка нажимается в следующий раз, не требуется сканировать бездействующие каналы, и речь непосредственно передается на канале трафика, что экономит время на повторное установление вызова, не оказывает влияния на обычный разговор пользователей, а также уменьшает сложность связи.
Этап 1307, если разговор закончен или предварительно установленное время сброса вызова истекло, инициирующая отправка инструкции окончания разговора или автоматическое окончание вызова посредством вызывающей радиостанции, при этом время сброса вызова может задаваться согласно практическим потребностям;
Этап 1308, освобождение канала трафика посредством вызывающей и вызываемой радиостанций и возврат в канал управления для ожидания.
B. Далее процедура осуществления вызова проиллюстрирована посредством рассмотрения случая освобождения канала трафика при отпускании PPT-кнопки в качестве примера.
Как показано на фиг. 9 и фиг. 14, когда пользователь A и пользователь C нажимают PPT-кнопки терминалов, продолжающих работу на канале управления, чтобы инициировать вызов, следующие этапы выполняются посредством центра обработки вызовов.
Этап 1401, сканирование всех каналов трафика в зоне до тех пор, пока бездействующий канал трафика не находится, и определение номера канала для канала трафика.
Этап 1402, инициирование запроса на установление вызова, который содержит номер канала.
Этап 1403, совместный переход вызывающей и вызываемой радиостанций на канал трафика.
Этап 1404, начало передачи информации вызова.
Этап 1405, отпускание PPT-кнопки, чтобы завершать вызов, и возврат в канал управления для ожидания.
Подробное описание приводится посредством рассмотрения пользователя A на фиг. 9 в качестве примера (на фиг. 9 канал управления помечается как CCH, канал трафика помечается как TCH): после того, как пользователь A нажимает PPT-кнопку и инициирует групповой вызов с пользователями B и F, все каналы трафика в зоне сканируются, и TCH 1 определяется как бездействующий канал трафика; инструкция группового вызова инициируется на канале CCH управления, чтобы уведомлять пользователей B и F о необходимости переходить в канал TCH 1 трафика, чтобы начинать передачу информации вызова. После того, как PPT-кнопка отпускается, т.е. вызов завершается, пользователи A, B и F возвращаются в канал CCH управления.
Что касается пользователя C, который инициирует групповой вызов пользователей D и E, сканируются все каналы трафика в зоне, и TCH 2 определяется как бездействующий канал трафика; инструкция группового вызова инициируется на канале CCH управления, чтобы уведомлять пользователей D и E о необходимости переходить в канал TCH 2 трафика, чтобы начинать передачу информации вызова. После того, как PPT-кнопка отпускается, т.е. вызов завершается, пользователи C, D и E возвращаются в канал CCH управления.
Один или более примеров, в которых применяется способ связи, подробно иллюстрируются ниже.
Основные преимущества и функции настоящего изобретения проиллюстрированы посредством рассмотрения свободной общедоступной полосы частот, которая вводится в действие в Shenzhen Province в Китае, в качестве примера.
(1) При условии, что свободная общедоступная полоса частот является полосой частот в 1 МГц, и принята технология узкополосной связи в 6,25 кГц, частотные точки в 1 МГц могут предоставлять 160 каналов разговоров. При условии, что каждые 10 каналов составляют зону, частотные точки в 1 МГц могут предоставлять всего 160/10=16 зон, т.е. 16 абонентских устройств в определенной области связи (к примеру, дальности связи 2 километров) могут обслуживаться при том, что взаимные помехи не вызываются. На чертеже область с белым фоном является областью 1, и область с заштрихованным фоном является областью 2, и части с идентичным фоном принадлежат идентичной области. Идентичные зоны с идентичным именем используют идентичную полосу частот; расстояние многократного использования зоны составляет, например, но не только, 2 километра, и при превышении расстояния многократного использования идентичная зона может быть многократно использована. Конкретные числовые значения в данном документе служат только в целях описания и не имеют намерение ограничивать настоящее изобретение.
После выхода за пределы дальности связи, например, в 2 километра, 16 зон могут быть многократно использованы, т.е. вышеуказанная полоса частот в 1 МГц может предоставляться еще для 16 абонентских устройств, как показано на фиг. 10.
Аналогично, посредством секционирования и многократного использования зон, свободные частотные точки в 1 МГц могут обслуживать пользователей без взаимных помех.
(2) Работа в группе проиллюстрирована посредством рассмотрения абонентского устройства zone0 в качестве примера. Как показано на фиг. 11, 10 каналов zone0 разделяются как один канал ch0 управления (канал 0) и 9 каналов ch1-ch9 трафика (канал 1 - канал 9). Первоначально, все радиостанции в абонентском устройстве продолжают работать на канале ch0 управления. Вызывающий абонент сначала выполняет поиск ch1-ch9, чтобы находить бездействующий канал трафика, затем возвращается в канал управления, отправляет инструкцию в вызываемую радиостанцию, уведомляет вызываемую радиостанцию о необходимости переключаться на бездействующий канал трафика совместно с вызывающим абонентом, чтобы проводить разговор. После того, как разговор закончен, все радиостанции возвращаются в канал ch0 управления для продолжения ожидания.
(3) Иллюстрация трафика и числа пользователей, которые могут обеспечиваться посредством абонентских устройств в этом примере.
Процедура вычисления:
1. Число каналов в зоне равняется 10 (число каналов трафика равняется 9), и при условии приемлемого процента потерянных вызовов в 10%, посредством подстановки в формулу Ире системный трафик, который может предоставляться посредством одной зоны, составляет Y=Y (9,10)=6,546Erl.
2. При условии, что в среднем каждый пользователь терминала осуществляет вызов каждые 5 минут, и продолжительность каждого вызова составляет 10 сек, средний трафик в расчете на пользователя вычисляется как y=10 сек/(5*60 сек)=0,033Erl.
3. Следовательно, число пользователей терминалов, которых может вмещать система, составляет N=Y/y=6,546Erl/0,033Erl≈196. Другими словами, каждая зона может предоставлять пропускную способность системы приблизительно в 196 радиостанций.
Фиг. 18 является принципиальной структурной схемой радиостанции 1800 согласно варианту осуществления настоящего изобретения. Радиостанция 1800 включает в себя модуль 1801 задания и процессор 1802 режима ожидания.
Модуль 1801 задания выполнен с возможностью обнаруживать, на основе зоны, которой принадлежит радиостанция, соответствующую информацию ресурсов канала зоны и определять канал управления и каналы трафика, доступные для радиостанции, при этом число каналов трафика превышает или равно 2, причем различные зоны соответствуют различным ресурсам канала.
Процессор 1802 режима ожидания выполнен с возможностью продолжать работать на канале управления в режиме ожидания, при этом канал управления определяется посредством модуля задания.
Фиг. 19 является принципиальной структурной схемой радиостанции 1900 согласно варианту осуществления настоящего изобретения. В дополнение к модулю 1801 задания и процессору 1802 режима ожидания на фиг. 18, радиостанция 1900 дополнительно включает в себя модуль 1803 поиска зон и модуль 1804 задания зон. Модуль 1803 поиска зон выполнен с возможностью осуществлять поиск бездействующей зоны и задавать найденную бездействующую зону в качестве зоны, которой принадлежит радиостанция. Модуль 1804 задания зон выполнен с возможностью задавать предварительно определенный поднабор в качестве зоны, которой принадлежит радиостанция.
Хотя модуль 1803 поиска зон и модуль 1804 задания зон показаны на фиг. 19, один из них или они оба могут выбираться на практике, и настоящее изобретение не ограничено этим. Фиг. 19 предназначен только для иллюстрации и не имеет намерение ограничивать настоящее изобретение.
Фиг. 20 является принципиальной структурной схемой радиостанции 2000 согласно другому варианту осуществления настоящего изобретения. В дополнение к модулям на фиг. 19, радиостанция 2000 дополнительно включает в себя модуль 1805 инициирования вызовов, первый модуль 1806 установления разговоров и модуль 1807 освобождения каналов.
Модуль 1805 инициирования вызовов выполнен с возможностью выполнять поиск бездействующего канала посредством поиска каналов трафика, когда вызов инициируется, и отправлять, через канал управления, инструкцию запроса на установление вызова, содержащую номер канала для бездействующего канала трафика, с тем чтобы уведомлять вызываемую радиостанцию о необходимости переключаться на бездействующий канал трафика для установления связи.
Первый модуль 1806 установления разговоров выполнен с возможностью переходить в бездействующий канал трафика и устанавливать связь с вызываемой радиостанцией после того, как модуль 1805 инициирования вызовов отправляет инструкцию запроса на установление вызова.
Модуль 1807 освобождения каналов выполнен с возможностью освобождать бездействующий канал трафика и возвращаться в канал управления для продолжения ожидания.
Модуль 1807 освобождения каналов на фиг. 20 включает в себя первый модуль освобождения каналов (не показан), и первый модуль освобождения каналов выполнен с возможностью освобождать, после того, как PPT-кнопка радиостанции отпускается, бездействующий канал трафика и возвращаться в канал управления для продолжения ожидания. В другом варианте осуществления настоящего изобретения, модуль 1807 освобождения каналов включает в себя второй модуль освобождения каналов (не показан), и второй модуль освобождения каналов выполнен с возможностью освобождать, после того, как PPT-кнопка радиостанции отпускается, и предварительно установленное время сброса вызова истекло, бездействующий канал трафика и возвращаться в канал управления для продолжения ожидания. В другом варианте осуществления настоящего изобретения, модуль 1807 освобождения каналов включает в себя третий модуль освобождения каналов (не показан), и третий модуль освобождения каналов выполнен с возможностью освобождать, после того, как связь завершается, бездействующий канал трафика и возвращаться в канал управления для продолжения ожидания.
Первый модуль освобождения каналов, второй модуль освобождения каналов и третий модуль освобождения каналов могут быть включены в радиостанцию полностью или частично. Когда радиостанция включает в себя два или все из них, пользователь может выбирать один из первого модуля освобождения каналов, второго модуля освобождения каналов и третьего модуля освобождения каналов по мере необходимости, чтобы реализовывать действие освобождения канала.
В варианте осуществления настоящего изобретения, любые радиостанции на фиг. 18-20 дополнительно могут включать в себя второй модуль установления разговоров (не показан), и второй модуль установления разговоров выполнен с возможностью обнаруживать, после того, как инструкция запроса на установление вызова принимается из канала управления, номер канала для указанного канала трафика из принимаемой инструкции запроса на установление вызова и переходить в указанный канал трафика, чтобы устанавливать связь с вызывающим абонентом.
Фиг. 21 показывает блок-схему последовательности операций способа 2100 связи, применимого к радиостанции согласно варианту осуществления настоящего изобретения. Способ связи включает в себя:
Этап 2101, разделение различных каналов более чем на 2 зоны, причем различные зоны включают в себя различные каналы, и каждая из зон включает в себя канал управления и два или более каналов трафика;
Этап 2102, задание для радиостанции одной из зон, которым принадлежит радиостанция, при этом радиостанции, принадлежащие идентичной зоне, принадлежат идентичному абонентскому устройству;
Этап 2103, на основе зоны, которой принадлежит радиостанция, обнаружение посредством радиостанции соответствующей информации ресурсов зоны и определение канала управления и каналов трафика для радиостанции; и
Этап 2104, продолжение работы на канале управления, когда радиостанция находится в режиме ожидания, выполнение поиска каналов трафика радиостанции и установление связи на бездействующем канале трафика, когда вызов инициируется.
В варианте осуществления настоящего изобретения, в способе 2100 связи, применимом к радиостанции, канал управления и бездействующий канал трафика, используемые посредством радиостанции, являются каналами, которые не имеют помех от взаимной модуляции третьего порядка и/или не имеют помех от смежных каналов между собой.
Фиг. 22 показывает принципиальную структурную схему системы 2200 связи, применимой к радиостанциям согласно варианту осуществления настоящего изобретения. Система 220 связи включает в себя более 2 радиостанций (радиостанция 1, радиостанция 2,..., радиостанция n, где n>2), и каждая из радиостанций принадлежит зоне, при этом зона включает в себя канал управления и два или более каналов трафика, и различные зоны включают в себя различные каналы. Радиостанции, которые принадлежат идентичной зоне, продолжают работать на канале управления идентичной зоны в случае режима ожидания, выполняют поиск каналов трафика идентичной зоны и устанавливают связь на найденном бездействующем канале трафика, когда вызов инициируется. Для конкретного способа связи или процедуры связи между радиостанциями, можно обращаться к вышеприведенным описаниям и фиг. 1-21, которые не иллюстрируются подробно в данном документе.
В системе 2200 связи, при условии, что радиостанция 1 и радиостанция 2 принадлежат идентичной зоне 1, в то время как радиостанция n принадлежит другой зоне 2, когда радиостанция 1 инициирует вызов в радиостанцию 2, они могут обмениваться данными друг с другом, как показано и описано на фиг. 21. Радиостанция n может обмениваться данными с другими радиостанциями, которые принадлежат зоне 2.
В варианте осуществления настоящего изобретения, канал управления и каналы трафика, используемые в системе 2200 связи, применимой к радиостанциям, являются каналами, которые не имеют помех интермодуляции третьего порядка и/или помех соседнего канала между собой.
Для конкретного применения радиостанции, предоставляемой посредством варианта осуществления настоящего изобретения, можно обращаться к вышеприведенному описанию варианта осуществления способа.
То, как достигать цели настоящего изобретения посредством конфигурирования частоты и конфигурирования канала, проиллюстрировано ниже со ссылкой на вышеприведенное описание.
(1) Конфигурация частот
1. Помехи между абонентскими устройствами исключаются. Различные абонентские устройства используют различные наборы частот, свободные от помех интермодуляции третьего порядка и помех соседнего канала, так что коллизии в ходе связи отсутствуют, и тем самым помехи в канале между абонентскими устройствами эффективно исключаются.
2. В абонентском устройстве помехи отсутствуют. Пользователи в идентичном абонентском устройстве используют каналы, которые разделяются на основе частот, свободных от помех интермодуляции третьего порядка и помех соседнего канала, и являются свободными от взаимных помех, и тем самым качество разговора обеспечивается.
3. Эффективность использования каналов повышается. Несколько каналов могут назначаться для абонентского устройства, например, в вышеприведенном варианте осуществления, одно абонентское устройство имеет всего 9 каналов разговоров, что является достаточным для пользователей устройств среднего и начального уровня даже в случае частого использования и что позволяет обеспечивать эффективность разговора и повышать эффективность использования каналов, тем самым исключая трату ресурсов каналов.
4. Задержка на установление вызова уменьшается. Посредством использования этого способа каждое абонентское устройство использует зону, и максимальное общее число каналов трафика в абонентском устройстве равняются, например, 9 в вышеприведенном варианте осуществления, так что необходимо выполнять поиск только в 9 каналах даже при максимальной загруженности, тем самым задержка значительно уменьшается.
5. Коллизии вызовов исключаются. Посредством разделения на зоны число каналов управления увеличивается, трафик каждого канала управления сокращается, и тем самым вероятность коллизий уменьшается.
(2) Конфигурация каналов
1. Эффективность использования каналов повышается. Поскольку каналы разговоров каждой группы связи не являются фиксированными, т.е. каналы разговоров не находятся во взаимосвязи "один-к-одному" с каналами трафика, канал может освобождаться сразу после того, как каждый разговор завершается, для того чтобы использоваться посредством других групп разговоров.
2. Помехи в зоне исключаются. Поиск бездействующих каналов выполняется автоматически, так что канал, который используется или которому создаются помехи, может исключаться, тем самым повышая эффективность вызовов и исключая ситуацию вызывания помех или создания помех.
3. Вероятность некорректного определения бездействующих каналов эффективно исключается. Посредством использования "освобождения канала трафика при отпускании PPT-кнопки" в качестве способа для реализации вызова с обратной адресацией, все радиостанции должны возвращаться в канал управления для ожидания, если не выполняют передачу или прием. Это позволяет эффективно исключать некорректное определение в интервале разговоров на каналах, которое случается, если режим "освобождения канала трафика после того, как разговор завершается" используется.
Посредством использования вариантов осуществления настоящего изобретения конфликты и помехи ресурсов частотных точек могут исключаться. Дополнительно, наиболее сложная проблема, с которой сталкиваются пользователи радиостанций, может разрешаться. В настоящем изобретении, эффективность использования полос частот является высокой, и международные технические требования по использованию ресурсов полос частот и тенденции удовлетворяются. В настоящем изобретении, эволюция радиостанции от "аналоговой" к "цифровой" реализуется, особенности пользователей учитываются в значительной степени, и требование быстрого установления вызова удовлетворяется.
В настоящем изобретении, посредством назначения радиостанций, которые принадлежат различным абонентским устройствам, различным зонам, радиостанции, которые принадлежат идентичному абонентскому устройству, осуществляют связь в зоне и не создают помехи радиостанциям в других зонах. Тот факт, что различные зоны используют различные ресурсы канала, исключает помехи в канале между различными зонами, исключает беспорядочность в управлении ресурсами канала, предотвращает обширное использование некоторых полос частот и сопутствующую перегрузку трафика, а также низкую эффективность использования полос частот, т.е. уменьшает вероятность коллизии вызовов. Помимо этого, при осуществлении вызова радиостанции должны выполнять поиск только частотных ресурсов в зоне, которой принадлежат радиостанции, вместо выполнения поиска всех частотных ресурсов, что уменьшает время, требуемое на то, чтобы устанавливать вызов. Если обобщать, способ связи и радиостанция, предоставляемые посредством настоящего изобретения, имеют следующие преимущества: 1. повышение эффективности использования частотного спектра; 2. разрешение проблемы помех между каналами; 3. сокращение времени для установления вызова; 4. увеличение времени работы от аккумулятора; и 5. уменьшение вероятности коллизии вызовов. Помимо этого, посредством использования наборов частот, свободных от помех от взаимной модуляции третьего порядка и помех от смежных каналов, случай определения занятого канала как бездействующего канала или определения бездействующего канала как занятого канала предотвращается, и вероятность некорректного определения состояния канала значительно уменьшается.
Следует отметить, что вышеописанные варианты осуществления используются только для того, чтобы иллюстрировать технические решения изобретения, и не имеют намерение ограничивать изобретение. Хотя настоящее изобретение проиллюстрировано в отношении предпочтительных вариантов осуществления, специалисты в данной области техники должны понимать, что технические решения изобретения могут быть модифицированы или эквивалентно изменены без отступления от сущности и объема настоящего изобретения, и модификации и альтернативы попадают в объем формулы изобретения.