Спосіб (варіанти) і пристрій для швидкісної передачі пакета даних

1 Спосіб швидкісної передачі пакета даних від щонайменше одної базової станції до мобільної станції, який включає операції - пейджерного виклику мобільної станції для передачі даних, що має відбутись, - вимірювання відношення С/І сигналів прямого каналу від зазначеної щонайменше одної базової станції, - обрання базової станції на підставі сукупності параметрів, - ідентифікації зазначеної вибраної базової станції, - надсилання повідомлення з вимогою даних до зазначеної обраної базової станції і - передачі даних від зазначеної вибраної базової станції з швидкістю, визначеною у зазначеному повідомленні з вимогою даних 2 Спосіб за п 1, який відрізняється тим, що зазначені операції вимірювання, вибрання, ідентифікації і надсилання виконуються у кожному часовому інтервалі доки не буде завершена зазначена передача даних 3 Спосіб за п 1, який відрізняється тим, що зазначена операція вимірювання виконується з урахуванням прийнятого біту активності прямого каналу 4 Спосіб за п 1, який відрізняється тим, що зазначена операція вимірювання виконується на пілот-сигналах прямого каналу від усіх базових станцій Активної групи зазначеної мобільної стан ції 5 Спосіб за п 4, який відрізняється тим, що, якщо потужність передачі від додаткової базової станції перевищує зумовлений поріг, зазначена додаткова базова станція додається до Активної групи зазначеної мобільної станції 6 Спосіб за п 1, який відрізняється тим, що зазначена операція вибрання базується на значенні відношення С/І зазначених сигналів прямого каналу 7 Спосіб за п 1, який відрізняється тим, що зазначена операція вибрання базується на попередніх і поточному значеннях відношення С/І зазначених сигналів прямого каналу 8 Спосіб за п 1, який відрізняється тим, що зазначена операція вибрання виконується з урахуванням зумовленого гістерезису 9 Спосіб за п 8, який відрізняється тим, що зазначений гістерезис є базованим на часі гістерезисом 10 Спосіб за п 8, який відрізняється тим, що зазначений гістерезис є базованим на рівні гістерезисом 11 Спосіб за п 1, який відрізняється тим, що зазначена операція надсилання виконується з покриттям зазначеного повідомлення з вимогою даних кодом Уолша, який відповідає зазначеній обраній базовій станції 12 Спосіб за п 1 1 , який відрізняється тим, що зазначений код Уолша має довжину 128 елементів коду 13 Спосіб за п 1, який відрізняється тим, що зазначене повідомлення з вимогою даних визначає бажану швидкість передачі даних 14 Спосіб за п 13, який відрізняється тим, що зазначена бажана швидкість передачі даних є одною з сукупності швидкостей передачі, що підтримуються системою зв'язку 15 Спосіб за п 14, який відрізняється тим, що зазначені швидкості передачі даних, що підтримуються системою, вибираються згідно з кумулятивною функцією розподілення відношення С/І у комірці, у якій знаходяться зазначена мобільна станція і зазначена вибрана базова станція 16 Спосіб за п 1, який відрізняється тим, що зазначене повідомлення з вимогою даних вказує на якість каналу передачі 17 Спосіб за п 1, який відрізняється тим, що за О 00 ю ю 55482 значене повідомлення з вимогою даних розташовано у ранній частині часового інтервалу 18 Спосіб за п 1, який відрізняється тим, що зазначена операція передачі планується планувачем на підставі пріоритетності зазначеної мобільної станції 19 Спосіб за п 1, який відрізняється тим, що зазначена операція передачі здійснюється від щонайбільше одної з зазначених щонайменше одних базових станцій у кожному часовому інтервалі 20 Спосіб за п 1, який відрізняється тим, що зазначена вибрана базова станція у кожному часовому інтервалі веде передачу до одної мобільної станції 21 Спосіб за п 1, який відрізняється тим, що зазначена вибрана базова станція веде передачу з максимальною або майже максимальною потужністю, можливою у цій базовій станції 22 Спосіб за п 1, який відрізняється тим, що зазначена операція передачі здійснюється з використанням ортогональних каналів Уолша 23 Спосіб за п 22, який відрізняється тим, що кожний з ортогональних каналів Уолша має фіксовану швидкість передачі даних 24 Спосіб за п 1, який відрізняється тим, що зазначена операція передачі здійснюється з використанням квадратурно-фазової модуляції 25 Спосіб за п 1, який відрізняється тим, що зазначена операція передачі здійснюється з використанням квадратурно-амплітудної модуляції 26 Спосіб за п 1, який відрізняється тим, що зазначена операція передачі здійснюється з використанням спрямованого променя 27 Спосіб за п 1, який відрізняється тим, що зазначені дані передаються до зазначеної мобільної станції пакетами 28 Спосіб за п 27, який відрізняється тим, що зазначені пакети даних є пакетами фіксованого розміру для усіх швидкостей передачі даних 29 Спосіб за п 27, який відрізняється тим, що зазначені пакети даних передаються у одному або більше часових інтервалах 30 Спосіб за п 27, який відрізняється тим, що кожний пакет даних містить заголовок 31 Спосіб за п ЗО, який відрізняється тим, що зазначений заголовок розширено довгим псевдошумовим кодом 32 Спосіб за п ЗО, який відрізняється тим, що довжина зазначеного заголовка залежить від зазначеної швидкості передачі даних 33 Спосіб за п 27, який відрізняється тим, що кожний пакет даних містить одиниці даних, кожну з яких ідентифіковано порядковим номером 34 Спосіб за п 33, який відрізняється тим, що додатково включає операцію передачі негативно підтверджуючих повідомлень про одиниці даних, які не були прийняті зазначеною мобільною станцією 35 Спосіб за п 34, який відрізняється тим, що додатково включає операцію повторної передачі одиниць даних, які не були прийняті зазначеною мобільною станцією, згідно з зазначеними негативно підтверджуючими повідомленнями 36 Спосіб за п 1, який відрізняється тим, що додатково включає операцію надсилання даних до усіх базових станцій Активної групи зазначеної мобільної станції 37 Спосіб за п 36, який відрізняється тим, що зазначена вибрана базова станція веде передачу, базуючись на прогнозованому визначенні залишку даних 38 Спосіб швидкісної передачі пакета даних від щонайменше одної базової станції до мобільної станції у системі зв'язку з паралельним доступом і кодовим розділенням каналів, який включає операції - першої передачі пілот-сигналу від кожної зазначеної щонайменше одної базової станції, - вимірювання відношення С/І для пілот-сигналів від зазначеної щонайменше одної базової станції, - вибрання базової станції на підставі сукупності параметрів, - ідентифікації зазначеної вибраної базової станції, - надсилання повідомлення з вимогою даних до зазначеної вибраної базової станції і - другої передачі даних від зазначеної вибраної базової станції з швидкістю, визначеною у зазначеному повідомленні з вимогою даних 39 Спосіб за п 38, який відрізняється тим, що зазначені операції вимірювання, вибрання, ідентифікації і надсилання виконуються у кожному часовому інтервалі доки не буде завершена зазначена передача даних 40 Спосіб за п 38, який відрізняється тим, що зазначена операція надсилання виконується з покриттям зазначеного повідомлення з вимогою даних кодом Уолша, який відповідає зазначеній вибраній базовій станції 41 Спосіб за п 38, який відрізняється тим, що зазначене повідомлення з вимогою даних визначає бажану швидкість передачі даних 42 Спосіб за п 38, який відрізняється тим, що зазначене повідомлення з вимогою даних вказує на якість каналу передачі 43 Спосіб за п 38, який відрізняється тим, що зазначена вибрана базова станція у кожному часовому інтервалі веде передачу до одної мобільної станції 44 Спосіб за п 38, який відрізняється тим, що зазначена вибрана базова станція веде передачу з максимальною або майже максимальною потужністю, можливою у цій базовій станції 45 Спосіб за п 38, який відрізняється тим, що дані передаються до зазначеної мобільної станції пакетами у одному або більше часових інтервалах 46 Спосіб за п 45, який відрізняється тим, що кожний пакет даних містить одиниці даних, кожну з яких ідентифіковано порядковим номером 47 Спосіб за п 46, який відрізняється тим, що додатково включає операцію передачі негативно підтверджуючих повідомлень про одиниці даних, які не були прийняті зазначеною мобільною станцією 48 Спосіб за п 47, який відрізняється тим, що додатково включає операцію повторної передачі одиниць даних, які не були прийняті зазначеною мобільною станцією, згідно з зазначеними з негативно підтверджуючими повідомленнями 49 Пристрій для швидкісної передачі даних від щонайменше одної базової станції до мобільної станції, який має у складі 55482 - передавач, встановлений у кожній зазначеній щонайменше одній базовій станції і призначений для передачі до зазначеної мобільної станції пейджерних повідомлень сигналами прямого каналу, - приймач, встановлений у зазначеній одній мобільній станції і призначений для прийому зазначених пейджерних повідомлень і виконання вимірювань відношення С/І сигналів прямого каналу від зазначених передавачів, встановлених у зазначеній щонайменше одній базовій станції, - контролер, встановлений у зазначеній щонайменше одній мобільній станції і з'єднаний з зазначеним приймачем, щоб приймати результати зазначених вимірювань відношення С/І сигналів прямого каналу, причому зазначений контролер ідентифікує вибрану базову станцію, - передавач у зазначеній мобільній станції, з'єднаний з зазначеним контролером і призначений для передачі повідомлень з вимогою даних, причому зазначений передавач, встановлений у зазначеній базовій станції, передає дані з швидкістю, визначеною у зазначеному повідомленні з вимогою даних 50 Пристрій за п 49, який відрізняється тим, що зазначений приймач вимірює відношення С/І у кожному часовому інтервалі, зазначений контролер ідентифікує зазначену вибрану базову станцію у кожному часовому інтервалі і зазначений передавач у кожній зазначеній мобільній станції передає повідомлення з вимогою даних у кожному часовому інтервалі 51 Пристрій за п 49, який відрізняється тим, що зазначений приймач вимірює відношення С/І з урахуванням прийнятого біта активності прямого каналу 52 Пристрій за п 49, який відрізняється тим, що зазначений передавач у зазначеній мобільній станції додатково включає елемент для покриття зазначеного повідомлення з вимогою даних кодом Уолша, який відповідає зазначеній вибраній базовій станції 53 Пристрій за п 49, який відрізняється тим, що кожна зазначена щонайменше одна базова станція додатково включає чергу для зберігання даних 54 Спосіб швидкісної передачі пакета даних від мобільної станції до щонайменше одної базової станції, який включає операції - надсилання вимоги на передачу сигналів зворотного каналу з високою швидкістю, яка належить до сукупності швидкостей передачі, що підтримуються системою зв'язку, - прийому зазначеної вимоги на передачу з високою швидкістю і надання дозволу на передачу з швидкістю, визначеною у зазначеній вимозі, - надсилання зазначеного дозволу до зазначеної мобільної станції і - передачі даних з зазначеною швидкістю, яка належить до сукупності швидкостей передачі, що підтримуються системою зв'язку 55 Спосіб за п 54, який відрізняється тим, що зазначена мобільна станція передає дані з низькою швидкістю без дозволу від зазначеної щонайменше одної базової станції 56 Передавач для швидкісної передачі пакета даних, який має у складі - кодер для прийому пакетів даних і кодування зазначених пакетів у кодовані пакети даних, - елемент для розріджування кадрів, призначений для прийому зазначених кодованих пакетів і розріджування частини зазначених кодованих пакетів для утворення розріджених пакетів, - контролер змінної швидкості, з'єднаний з зазначеним елементом для розріджування кадрів і призначений для прийому і демультиплексування зазначених розріджених пакетів у паралельні канали, - елемент покриття Уолша, з'єднаний з зазначеним контролером змінної швидкості і призначений приймати зазначені паралельні канали і покривати зазначені паралельні канали покриттями Уолша для утворення ортогональних каналів, і - підсилювач, з'єднаний з зазначеним елементом покриття Уолша і призначений приймати зазначені ортогональні канали і масштабувати зазначені ортогональні канали для утворення масштабованих каналів 57 Передавач за п 56, який відрізняється тим, що кожний з зазначених паралельних каналів має фіксовану швидкість передачі даних 58 Передавач за п 56, який відрізняється тим, що додатково включає мультиплексор, з'єднаний з зазначеним підсилювачем і призначений для мультиплексування пілотних серій і серій керування потужністю з зазначеними масштабованими каналами для утворення каналів Уолша 59 Передавач за п 58, який відрізняється тим, що зазначені пілотна серія і серія керування потужністю розташовані у фіксованих місцях у кожному часовому інтервалі 60 Передавач за п 58, який відрізняється тим, що зазначені пілотна серія і серія керування потужністю розташовані у двох місцях у кожному часовому інтервалі 61 Передавач за п 56, який відрізняється тим, що додатково включає мультиплексор, з'єднаний з зазначеним підсилювачем і призначений мультиплексувати заголовок з зазначеними масштабованими каналами для утворення каналів Уолша 62 Передавач за п 56, який відрізняється тим, що додатково включає скремблер, встановлений між зазначеним елементом для розріджування кадру і зазначеним контролером змінної швидкості і призначений для скремблювання зазначених розріджених пакетів скремблючою ПОСЛІДОВНІСТЮ 63 Передавач за п 56, який відрізняється тим, що кожне з зазначених покриттів Уолша має довжину 16 біт 55482 Винахід стосується передачі даних, зокрема, нового удосконаленого способу і пристроя для передачі пакету даних з високою швидкістю Існують багато варіантів використання сучасних систем зв'язку Одним з таких варіантів є система паралельного доступу з кодовим ущільненням каналів (ПДКУ), стандартизована стандартом TIA/EIA/IS-95 "Mobile Station-Base Station Compatibility Standard for Dual-mode Wideband Spread Spectrum Cellular System (Стандарт сумісності мобільних і базових станцій для широкосмугових систем двостороннього зв'язку розширеного спектру)" Система ПДКУ забезпечує наземний голосовий і інформаційний зв'язок між користувачами Процедури ПДКУ описано у патентах США 4 9091 307 та 5 103 439, включених сюди посиланням Згідно З НИМИ, базовою станцією називають технічний засіб зв'язку між мобільними станціями Комірка - це технічний засіб або географічна зона обслуговування залежно від контексту, у якому використано термін Сектор - частина комірки Оскільки у системі ПДКУ сектор має атрибути комірки, усе, що стосується комірок, стосується також секторів У системах ПДКУ зв'язок між користувачами здійснюється через одну або більше базових станцій (далі - БС) Перший користувач на першій мобільній станції (далі - МС) встановлює зв'язок з другим користувачем на другій МС, передаючи дані у зворотному каналі до БС БС приймає ці дані і може переслати їх до іншої БС Дані передаються у прямому каналі тієї ж БС або другої БС до другої МС Прямим називають канал, яким передаються сигнали від БС до МС, а зворотним канал, яким передаються сигнали від МС до БС Згідно З IS-95 прямому і зворотному каналам призначають окремі частоти Під час сеансу зв'язку МС підтримує зв'язок з щонайменше одною БС МС з ПДКУ здатні мати зв'язок одночасно з кількома БС під час м'якої передачі зв'язку М'яка передача зв'язку є процесом встановлення зв'язку з новою БС перед припиненням зв'язку з попередньою БС М'яка передача зв'язку забезпечує мінімальну імовірність втрати зв'язку Спосіб і систему для забезпечення зв'язку з МС через кілька БС під час м'якої передачі зв'язку описано у патенті США 5 267 261, включеному сюди посиланням М'якшою передачею зв'язку називають процес підтримання зв'язку через кілька секторів одної БС її описано у заявці 08/763 498 на патент США від 11/12/1996, включеній сюди посиланням Поширення систем безпровідної передачі даних породжує потребу у безпровідних системах зв'язку високої ефективності Стандарт IS-95 передбачає передачу інформаційних і голосових даних у прямому і зворотному каналах (див патент США 5 504 773, включений сюди посиланням) Згідно З IS-95 ці дані розділяють на кадри кодованого каналу тривалістю 20мс і передають з бітовою швидкістю аж до 14400біт/с Суттєвою різницею між передачею голосу і передачею даних є те, що перша накладає суворі фіксовані вимоги до затримки Звичайно загальна 8 припустима затримка передачі мовного кадру у один бік має бути менше ЮОмс На відміну від цього затримка даних є змінним параметром, який оптимізують для підвищення загального рівня ефективності системи Зокрема, можуть бути використані ефективні процедури виправлення помилок, які потребують значно більших затримок, що перевищують припустимі затримки при передачі голосу (див заявку 08/743 688 на патент США від 6/11/1996, включену сюди посиланням) Іншою різницею між передачею голосу і передачею даних є те, що перша потребує постійної спільної якості обслуговування (СЯО) для усіх користувачів Для цифрових систем передачі голосу це звичайно означає використання усіма користувачами однієї постійної швидкості передачі з максимально припустимою КІЛЬКІСТЮ помилок у мовних кадрах незалежно від ресурсів каналу На відміну від цього при передачі даних СЯО може бути різною для різних користувачів і як параметр може бути оптимізована для збільшення загальної ефективності системи зв'язку У системах зв'язку СЯО звичайно визначають як повну затримку при передачі зумовленої КІЛЬКОСТІ даних, тобто пакету даних Передача голосу відрізняється від передачі даних також тим, що перша потребує надійного зв'язку, який у типовій системі ПДКУ забезпечується м'якою передачею зв'язку М'яка передача зв'язку полягає у надлишкових передачах від двох або більше БС для підвищення надійності Однак, така додаткова надійність не є необхідною при передачі даних, оскільки пакети даних, прийняті з помилками, можуть бути передані повторно У цьому випадку потужність передач під час м'якої передачі зв'язку може бути використана більш ефективно для передачі додаткових даних Параметрами, що характеризують якість передачі даних і ефективність системи, є повна затримка при передачі пакету даних і середня швидкість передачі у системі Повна затримка не так сильно впливає на передачу даних, як на передачу голосу, але є важливою мірою якості системи Середня швидкість передачі характеризує ефективність роботи системи зв'язку Відомо, ЩО у стільникових системах відношення "сигнал/шум+штерференція" (С/І) для кожного користувача залежить від положення користувача у зоні обслуговування Для підтримання належного рівня обслуговування у системах з розділенням часу і розділенням частот вдаються до повторного використання частоти, тобто у кожній БС використовуються не усі частотні канали і/або часові щілини У системах ПДКУ одна й та ж частота використовується у кожній комірці системи, що підвищує загальну ефективність системи Для кожної користувацької МС С/І визначає швидкість передачі інформації, яка може бути підтримана у даному каналі від БС до МС При передачі даних для певної модуляції і обраного способу виправлення помилок, на оптимізацію яких спрямовано винахід, якість обслуговування визначається ВІДПОВІДНИМ рівнем С/І У ідеалізованій СТІЛЬНИКОВІЙ системі з шестикутними зонами обслуговування і з використанням частоти, спільної для усіх комірок, розподіл С/І усередині таких комірок може бути обчислений Для кожного користувача С/І є функцією втрат на шляху проходження, які у наземних стільникових системах зростають як г - г5, де г - відстань до джерела випромінювання Крім того, ці втрати зазнають випадкових коливань, зумовлених штучними або природними перепонами на шляху радіохвилі Ці коливання можуть бути модельовані у вигляді послаблюючого нормально - логарифмічного випадкового процесу з стандартним відхиленням 8дБ Розподіл С/І для ідеальних шестикутних комірок і всенапрямної антени БС репрезентується законом розповсюдження г4, і процес для стандартного відхилення 8дБ ілюстровано фіг 10 Такий розподіл С/І можна одержати лише тоді, коли у кожний момент у кожному МІСЦІ МС обслуговується найкращою БС, тобто такою, яка забезпечує найбільше С/І незалежно від відстані до кожної БС Внаслідок випадкового характеру втрат на шляху проходження найбільше значення С/І може відрізнятись від С/І найближчої БС Однак, якщо МС має підтримувати зв'язок лише через найближчу БС, С/І може суттєво погіршитись Тому бажано, щоб МС завжди підтримувала зв'язок з найкращою БС і мала завдяки цьому найбільше С/І Слід зазначити, що у згаданій вище ідеалізованій моделі, ілюстрованій фіг 10, різниця між найвищим і найнижчим значеннями може досягати 10000 У практичних застосуваннях ця різниця обмежується 1 100, тобто 20дБ Таким чином, у БС з ПДКУ, яка обслуговує МС з швидкостями передачі, що можуть змінюватись у 100 разів, має місце співвідношення Rb = W(C/I) / (Еь/lo) (1) де Rb - швидкість передачі даних до конкретної МС, W - повна ширина смуги сигналу розширеного спектру і Еь/Іо - відношення енергії на біт до ЩІЛЬНОСТІ перешкод, необхідне для досягнення заданого рівня якості Наприклад, якщо ширина смуги сигналу становить 1,2288МГц, а для надійного зв'язку необхідно мати середнє Еь/Іо = ЗдБ, то МС, яка має для найкращої БС значення С/І = ЗдБ, може підтримувати зв'язок з швидкістю передачі даних 1228800біт/с Але якщо МС зазнає значних перешкод від суміжних БС і може мати С/І лише 7дБ, надійний зв'язок можна підтримувати лише при швидкості не більше 122880біт/с Отже, система з оптимізованою середньою пропускною здатністю буде намагатись обслуговувати віддаленого користувача найкращою БС і з найвищою швидкістю Rb передачі, яку здатен надійно підтримувати цей користувач Система зв'язку згідно з винаходом використовує зазначені вище співвідношення і оптимізує пропускну здатність каналу від БС з ПДКУ до МС Винахід являє собою нові удосконалені спосіб і пристрій для швидкісної передачі даних у системі ПДКУ Винахід підвищує ефективність системи ПДКУ, забезпечуючи засоби передачі даних у прямому і зворотному каналах Кожна МС підтримує зв'язок з однією або більше БС і веде моніторинг службових каналів протягом сеансу зв'язку з БС Службові канали можуть бути використані БС для передачі невеликих кількостей даних, пейджерних повідомлень, адресованих певній МС і повід 10 55482 омлень для усіх МС Пейджерне повідомлення інформує МС про наявність у БС великої КІЛЬКОСТІ інформації, призначеної для передачі до цієї МС Першою задачею винаходу є поліпшення використання пропускної здатності прямого і зворотного каналів у системі зв'язку Після прийому пейджерних повідомлень від однієї або більше БС МС виміряє відношення С/І сигналів прямого каналу (наприклад пілот-сигналів) у кожній часовій ЩІЛИНІ І обирає найкращу БС, використовуючи набір параметрів, який може включати попередні і поточні результати вимірювань С/І У типовому втіленні у кожній часовій ЩІЛИНІ МС передає до обраної БС у спеціалізованому каналі вимоги даних (КВД) вимогу передачі з найвищою швидкістю, яка може підтримуватись при виміряному С/І Обрана БС передає дані пакетами з швидкістю, що не перевищує швидкості передачі, прийнятої від МС у КВД Передача від найкращої БС у кожній часовій ЩІЛИНІ поліпшує пропускну здатність і затримку передачі Другою задачею винаходу є поліпшення ефективності виконанням передач від обраної БС до МС з максимальною потужністю протягом однієї або більше часових щілин з швидкістю, яку вимагала МС У типовій системі зв'язку з ПДКУ БС працює з зумовленим зниженням наявної потужності (наприклад, на ЗдБ), щоб урахувати можливі відхилення при роботі Отже, середня потужність передачі становить половину максимальної Однак, згідно з винаходом, оскільки швидкісна передача даних здійснюється за розкладом, а потужність звичайно не розподіляється (наприклад, між передачами), у зниженні потужності відносно максимальної нема потреби Третьою задачею винаходу є поліпшення ефективності, дозволяючи БС передавати пакети даних до кожної МС у ЗМІННІЙ КІЛЬКОСТІ часових щілин Здатність передавати від різних БС від часової щілини до часової щілини дозволяє системі передачі даних згідно з винаходом швидко адаптуватись до змін робочих умов Крім того, здатність передавати пакети даних у непослідовних часових щілинах забезпечується, згідно з винаходом, числовою ідентифікацією одиниць даних у пакеті Четвертою задачею винаходу є підвищення гнучкості пересиланням пакетів даних, адресованих певній МС, від центрального контролера до усіх БС, що входять у Активну групу цієї МС Згідно з винаходом дані можуть бути передані від будьякої БС Активної групи МС у кожній часовій ЩІЛИНІ ОСКІЛЬКИ кожна БС містить чергу даних, призначених для передачі до МС, це уможливлює ефективну передачу у прямому каналі з мінімальною затримкою на обробку П'ятою задачею винаходу є створення механізму повторної передачі одиниць даних, прийнятих з помилками У типовому втіленні кожний пакет даних включає зумовлену КІЛЬКІСТЬ ОДИНИЦЬ даних, кожну з яких ідентифіковано порядковим номером У випадку прийому з помилками однієї або більше одиниць даних МС надсилає негативно підтверджуюче повідомлення (НЕПП) у зворотному каналі, вказуючи у ньому ПОСЛІДОВНІ номери втрачених одиниць даних для повторної передачі від БС цих одиниць даних 12 11 55482 Шостою задачею винаходу є обрання у МС можуть бути реалізовані у прямому каналі або синайкращої БС на основі процедури, описаної у стемі Передача даних у зворотному каналі відбузаявці 08/790 497 на патент США від 29/01/1997, вається від одної МС до одної БС Обчислення включеній сюди посиланням Згідно з типовим втімаксимальної швидкості передачі прямого каналу ленням БС може бути додана до Активної групи детально описано далі Дані розділено на пакети, МС, якщо прийнятий пілот-сигнал перевищує зукожний з яких передається у одній або більше чамовлений поріг додання, і вилучена з цієї групи, сових щілинах У кожній часовій ЩІЛИНІ БС може якщо пілот-сигнал стає нижчим за зумовлений спрямовувати передачу до будь-якої МС, яка має поріг вилучення Згідно З ІНШИМ втіленням, БС мозв'язок з цією БС же бути додана до Активної групи, якщо додаткова Спочатку МС встановлює зв'язок з БС, викориенергія цієї БС (у пілот-сигналі) і енергія БС, які стовуючи зумовлену процедуру доступу Після вже входять у Активну групу, перевищують зумоввстановлення зв'язку МС може приймати від БС лений поріг У цьому втіленні БС, яка додає незнадані і службові повідомлення і може передавати чну частку до повної прийнятої МС енергії, не додані і службові повідомлення до БС Після цього дається до Активної групи МС веде у прямому каналі моніторинг передач від БС Активної групи цієї МС Активна група містить Сьомою задачею винаходу є передача від МС перелік БС, які мають зв'язок з МС Крім того, МС вимоги швидкості передачі у КВД таким чином, виміряє у прямому каналі відношення "сигщоб лише БС, обрана з тих БС, що мають зв'язок з нал/шум+штерференція" (С/І) прийнятих пілотМС, могла відрізнити повідомлення КВД, завдяки сигналів БС Активної групи Якщо прийнятий пілотчому передача у будь-якій даній часовій ЩІЛИНІ сигнал перевищує зумовлений поріг додання або надходитиме від обраної БС У типовому втіленні стає нижчим за зумовлений поріг вилучення, МС кожній БС, що має зв'язок МС, призначають унікасповіщає про це БС Подальші повідомлення від льний код Уолша МС покриває повідомлення КВД БС інструктують МС додати БС до Активної групи кодом Уолша, який відповідає обраній БС Для або вилучити и (їх) РІЗНІ функціональні стани МС покриття повідомлень КВД можуть бути викорисописано нижче тані ІНШІ коди, хоча звичайно для цього використовують ортогональні коди, бажано, коди Уолша У випадку відсутності даних для передачі МС Особливості, задачі і переваги винаходу детапереходить у пасивний стан і припиняє передачу льно описано у подальшому описі, наведеному з інформації про швидкість передачі до БС У цьому посиланнями на креслення, у яких стані МС у службовому каналі моніторингом веде пошук пейджерних повідомлень від БС Активної фіг 1 - схема системи зв'язку згідно з винахогрупи дом, яка включає сукупність комірок, сукупність БС і сукупність МС, Якщо є дані для передачі до МС, центральний контролер передає ці дані до усіх БС Активної груфіг 2 - типова блок-схема підсистеми системи пи, які додають їх до черги Після цього одна або зв'язку згідно з винаходом, більше БС передають до МС пейджерне повідомфіг ЗА - ЗВ - блок-схема архітектури прямого лення у ВІДПОВІДНИХ службових каналах БС може каналу згідно з винаходом, передавати такі пейджерні повідомлення через фіг 4А - типова структура кадру прямого канакілька БС для забезпечення надійного прийому, лу згідно з винаходом, навіть якщо МС переходить від БС до БС Для фіг 4Б, 4В -типові схеми прямого інформаційприйому пейджерних повідомлень МС демодулює ного каналу і каналу керування потужністю, ВІДПОі декодує сигнали одного або більше службових ВІДНО, каналів фіг 4Г - схема розрідженого пакету згідно з винаходом, Після декодування пейджерних повідомлень у кожній часовій ЩІЛИНІ МС виміряє С/І сигналів фіг 4Д - 4Є - схеми двох типових форматів папрямого каналу від БС Активної групи, прийнятих кету даних і капсули службового каналу, ВІДПОВІДМС, до завершення передачі даних Значення С/І НО, можна отримати вимірюванням пілот-сигнал їв фіг 5 - типова часова діаграма передачі пакету Після ЦЬОГО МС обирає найкращу БС за кількома з високою швидкістю у прямому каналі, параметрами Набір таких параметрів може вклюфіг 6 - блок-схема архітектури типового зворочати поточні і попередні результати вимірів С/І і тного каналу згідно з винаходом, частоту появи помилкових бітів або частоту появи фіг 7А - архітектура типового кадру зворотного помилкових кадрів Наприклад, найкращу БС можканалу згідно з винаходом, на обирати на основі найбільшого виміряного С/І фіг 7Б - схема типового зворотного каналу доПісля ЦЬОГО МС ідентифікує найкращу БС і переступу, дає до цієї БС повідомлення з вимогою даних (дафіг 8 - типова часова діаграма передачі пакету лі - повідомлення КВД), яке може містити бажану з високою швидкістю у зворотному каналі, швидкість передачі даних або, як варіант, показник фіг 9 - типова діаграма станів, яка ілюструє якості прямого каналу (наприклад, виміряне С/І переходи між різними функціональними станами, або частоту появи помилкових бітів або частоту фіг 10 - графік кумулятивної функції розподілу появи помилкових кадрів) У типовому втіленні МС С/І у ідеальній СТІЛЬНИКОВІЙ системі з шестикутниможе спрямувати повідомлення КВД до певної БС, ми комірками використовуючи код Уолша, який ідентифікує цю У типовому втіленні системи зв'язку згідно з БС Символи цього повідомлення піддають операвинаходом передача даних у прямому каналі відції "виключаюче АБО" з символами цього коду Уобувається від одної БС до одної МС (фіг 1) з маклша Оскільки кожна БС Активної групи ідентифісимальною або близькою до неї швидкостями, які 14 13 55482 кується унікальним кодом Уолша, лише обрана вказує на передачу даних від БС 4 до МС 6, а БС, яка виконує з кодом Уолша операцію "виклюштрихова ЛІНІЯ з стрілками вказує, що МС 6 причаюче АБО", ідентичну тій що виконується у МС, ймає пілот-сигнал, але не дані, від БС 4 Зворотможе правильно декодувати повідомлення КВД ний канал не показано для спрощення БС використовує одержану від кожної МС інфорБажано, щоб кожна БС 4 у кожний момент пемацію про швидкість передачі для ефективної передавала дані до одної МС 6 МС 6, зокрема розредачі у прямому каналі з максимально можливою ташовані поблизу межі комірки, можуть приймати швидкістю пілот-сигнали від кількох БС 4 Якщо пілот-сигнал У кожній часовій ЩІЛИНІ БС може обрати будь яку з пейджерованих МС для передачі даних, після чого БС визначає швидкість, з якою вона передаватиме дані до обраної МС, базуючись на останньому значенні у повідомленні КВД, прийнятому від цієї МС Крім того, БС однозначно ідентифікує передачу до цієї МС, використовуючи унікальний розширюючий код, призначений цій МС У типовому втіленні цей код є псевдошумовим (ПШ) кодом, визначеним стандартом IS-95 МС, якій адресовано пакет даних, приймає передачу і декодує пакет Кожний пакет даних включає кілька одиниць даних, кожна з яких у типовому втіленні містить ВІСІМ інформаційних бітів, хоча згідно з винаходом КІЛЬКІСТЬ бітів може бути іншою Кожна одиниця даних має порядковий номер і МС може ідентифікувати втрачену або дубльовану одиницю У таких випадках МС передає у зворотному каналі номери втрачених одиниць даних Контролери БС, які приймають повідомлення від МС, інформують усі БС, що мають зв'язок з цією МС, про те, які саме одиниці інформації не були прийняті МС БС складають розклад для повторної передачі таких одиниць даних Кожна МС системи може мати зв'язок з кількома БС у зворотному каналі У типовому втіленні система згідно з винаходом підтримує у зворотному каналі м'яку і м'якшу передачі зв'язку з кількох причин По-перше, м'яка передача зв'язку не потребує додаткової пропускної здатності зворотного каналу, але дозволяє МС передавати дані з мінімальним рівнем потужності таким чином, що щонайменше одна БС здатна надійно декодувати дані По-друге, прийом сигналів зворотного каналу більшою КІЛЬКІСТЮ БС підвищує надійність переда чі і потребує лише додаткового обладнання у БС У типовому втіленні пропускна здатність прямого каналу системи зв'язку згідно з винаходом визначається вимогами швидкості передачі від МС Цю пропускну здатність можна підвищити, використовуючи спрямовані антени і/або адаптивні просторові фільтри Типові спосіб і пристрій для спрямованих передач описано у заявках 08/575 049 від 20/12/1995 та 08/925 521 від 8/09/1997 на патент США, включених сюди посиланням І Опис системи На фіг 1 зображено типову систему зв'язку згідно з винаходом, яка містить комірки 2а-2д, кожна перевищує зумовлений поріг додання, МС 6 може вимагати додання БС 4 до Активної групи МС 6 У типовому втіленні МС 6 може приймати дані від 0 1 членів Активної групи На фіг 2 наведено основні підсистеми системи зв'язку згідно з винаходом Контролер 10 БС (далі - КБС) має зв'язок з пакетним інтерфейсом 24 мережі, комунальною комутаторною телефонною мережею ЗО (далі - ККТМ) і усіма БС 4 системи (для спрощення показано лише одну БС 4) КБС координує сеанси зв'язку між МС 6 системи і іншими користувачами, що мають зв'язок з інтерфейсом 24 і з ККТМ ЗО, яка обслуговує користувачів через звичайну телефонну мережу (не показану) КБС 10 містить багато селекторних елементів 14 (один з яких показано на фіг 2), кожний з яких призначено для керування зв'язком між однією або більше БС 4 і однією МС 6 Якщо селекторний елемент 14 не призначено МС 6, процесор 16 керування викликом одержує інструкцію надіслати пейджерне повідомлення до МС 6 і у свою чергу інструктує БС 4 надіслати таке повідомлення до МС6 Джерело 20 даних містить дані, призначені для передачі до МС 6, і надсилає ці дані до інтерфейсу 24, який приймає ці дані і спрямовує їх до селекторного елемента 14 Елемент 14 надсилає ці дані до кожної БС 4, що має зв'язок з МС 6 Кожна БС 4 підтримує чергу 40 даних, яка містить дані, призначені для передачі до МС 6 У типовому втіленні у прямому каналі пакет даних являє собою зумовлену КІЛЬКІСТЬ даних, не залежну від швидкості передачі Пакет даних форматується разом з іншими контрольними і кодовими бітами і кодується Якщо передача здійснюється через кілька каналів Уолша, кодований пакет демультиплексують у паралельні потоки, кожний з яких передають у одному каналі Уолша ЩІЛИНІ, але у зворотному каналі може мати зв'язок Дані надсилаються пакетами з черги 40 даних до канального елемента 42, який уводить у кожний пакет даних необхідні контрольні поля Пакет даних, контрольні поля, кадрові біти перевірки і кодові хвостові біти утворюють форматовании пакет Далі елемент 42 кодує один або більше форматованих пакетів і переупорядковує символи кодованих пакетів Після ЦЬОГО переупорядкований пакет скремблюється скремблюючою ПОСЛІДОВНІСТЮ, покривається кодом Уолша і розширюється довгим ПШ кодом і короткими кодами ПШ|, ПШо Розширені дані піддають квадратурній модуляції, фільтрують і підсилюють у радіочастотному (РЧ) передавальному вузлі 44 Після ЦЬОГО сигнал передається антеною 46 у прямому каналі 50 часовій ЩІЛИНІ п Суцільна ЛІНІЯ З стрілками (фіг 1) У МС 6 антена 60 приймає сигнал прямого каналу і спрямовує його до приймача трансівера 62 Приймач фільтрує, підсилює, піддає квадратурній демодуляції і квантує сигнал Цифрований сигнал надходить до демодулятора (ДЕМОД) 64, де згор з яких обслуговується ВІДПОВІДНОЮ БС 4 РІЗНІ МС 6 знаходяться у межах системи зв'язку У типовому втіленні кожна з МС 6 має зв'язок у прямому каналі з щонайбільше одною БС 4 у кожній часовій з кількома БС 4, якщо МС знаходиться у стані м'якої передачі зв'язку Наприклад, у прямому каналі БС 4а передає дані виключно до МС ба, БС 4Ь виключно до МС 6Ь і БС 4с - виключно до МС 6с у 16 15 55482 тається довгим ПШ кодом і короткими кодами ПШ|, ми Розширені дані надходять до передавача ПШо, розкривається кодом Уолша і дескремблютрансівера 62, передавач модулює, фільтрує, підється ідентичною скремблюючою ПОСЛІДОВНІСТЮ силює і передає дані через антену 46 зворотного Демодульовані дані надходять до декодера 66, каналу 52 який виконує функції обробки, зворотні виконаним У типовому втіленні МС 6 розширює дані звоу БС 4, а саме здійснює зворотне переупорядкуротного каналу довгим ПШ кодом Кожний зворотвання, декодування і перевірку кадру Декодовані ний канал визначається часовим зсувом спільної дані надсилаються до накопичувача 68 даних довгої ПШ ПОСЛІДОВНОСТІ Модуляційні ПОСЛІДОВНООписане обладнання забезпечує передачу голосу, СТІ з двома різними зсувами стають некорельоваданих, повідомлень, відеосигналів тощо у прямому ними Зсув для МС 6 визначається згідно з унікаканалі льним ідентифікаційним номером МС 6, який призначається згідно з IS-95 Отже, кожна МС 6 Функції керування і планування у системі моведе передачу у одному некорельованому зворотжуть бути реалізовані у різних варіантах Місце ному каналі, визначеному згідно з її унікальним встановлення канального планувача 48 залежить електронним серійним номером від того, яке керування/планування є бажаним розподілене або централізоване У випадку розУ БС 4 антена 46 приймає сигнал зворотного поділеної обробки канальний планувач 48 може каналу і надсилає його до РЧ вузла 44, який фільзнаходитись у кожній БС 4, у випадку централізотрує, підсилює, демодулює і квантує сигнал Цифваної обробки планувач 48 може бути встановлеровий сигнал надходить до канального елемента ний у КБС 10 для координування передач від бага42, який згортає сигнал короткими і довгим ПШ тьох БС 4 Згідно З винаходом, описані функції кодами, розкриває його кодом Уолша і відокремможуть бути реалізовані і у ІНШІ способи лює пілот-сигнал і сигнал КВД Після цього канальний елемент 42 зворотним переупорядковуванУ межах системи зв'язку розташовано МС 6 ням відновлює порядок демодульованих даних, (фіг 1), які можуть мати зв'язок з 0 -1 БС 4 у прядекодує їх і виконує перевірку за КЦН Декодовані мому каналі У типовому втіленні канальний пладані або повідомлення надходять до селекторного нувач 48 координує передачі у прямому каналі елемента 14, який спрямовує їх за призначенням однієї БС 4, тобто з'єднує чергу 40 даних з канальЕлемент 42 може передати до елемента 14 також ним елементом 42 у БС 4 і приймає розмір черги, показник якості, який вказує на стан прийнятого який вказує на КІЛЬКІСТЬ даних, що мають бути пепакету даних редані до МС 6, і повідомлення КВД від МС 6 Планувач 48 планує ШВИДКІСНІ передачі таким чиЗгідно З ТИПОВОМИМ втіленням МС 6 може знаном, щоб забезпечити для даних максимальну ходитись у одному з трьох станів На фіг 9 показапропускну здатність і мінімальну затримку передано діаграму станів МС 6, яка ілюструє переходи чі між цими станами У стані 902 доступу МС 6 надсилає пробні сигнали і чекає на призначення канаУ типовому втіленні планування передач далу від БС 4 Призначення каналу включає признаних виконується з частковим урахуванням якості чення ресурсів, наприклад, каналу керування каналу зв'язку Систему зв'язку у якій швидкість потужністю і частоти МС 6 може перейти з стану передачі обирається на основі якості каналу, опи902 доступу у стан 904 зв'язку, якщо одержить сано у заявці 08/741 320 на патент США від пейджерний виклик і підготується до прийому да11/09/1996, включеній сюди посиланням Згідно з них, що мають бути передані, або якщо вона має винаходом планування передач може виконувавести передачу у зворотному каналі У стані 904 тись на основі додаткових міркувань, наприклад, зв'язку МС 6 веде обмін даними (тобто передає і СЯО користувача, розміру черги, типу даних, існуприймає) і виконує процедури передачі зв'язку ючої затримки і частоти помилок при передачі Ці Після завершення процедури вивільнення МС 6 міркування описано у заявці 08/798 951 від переходить з стану 904 зв'язку у пасивний стан 11/02/1997 на патент США, включеній сюди поси906 МС 6 може перейти у пасивний стан 906 з ланням Винахід передбачає урахування інших стану 902 доступу, якщо БС 4 відмовить їй у прифакторів при плануванні передач значенні каналу У пасивному стані 906 МС 6 проСистема зв'язку згідно з винаходом підтримує слухує пейджерні повідомлення, які приймає у передачу даних і повідомлень у зворотному канапрямому службовому каналі і декодує, а також лі У МС 6 контролер 76 (який може бути мікроконвиконує пасивну передачу зв'язку МС 6 може петролером, мікропроцесором, цифровою оброблярейти у стан 902 доступу, ІНІЦІЮЮЧИ відповідну ючою мікросхемою, програмованими на виконання процедуру Діаграма станів фіг 9 є лише приклацих функцій) обробляє дані або повідомлення для дом і винахід включає і ІНШІ діаграми станів передачі, спрямовуючи їх до кодера 72, який кодує повідомлення згідно з форматом "пауза-серія", II Передача даних у прямому каналі описаним у згаданому вище патенті 5 504 773 У типовому втіленні ініціювання зв'язку між МС Після ЦЬОГО кодер 72 генерує і додає біти КЦН і 6 і БС 4 здійснюється згідно з процедурами систем хвостові біти, кодує дані з доданими бітами і переПДКУ Після завершення обробки виклику МС 6 упорядковує символи кодованих даних Переупомоніторингом веде пошук пейджерних повідомрядковані дані надходять до модулятора (МОД) лень у службовому каналі Перебуваючи у стані 74 зв'язку, МС 6 починає передавати пілот-сигнал у зворотному каналі Модулятор 74 може бути реалізований у багатьох варіантах У типовому втіленні (фіг 6) переФіг 5 містить діаграму процесу швидкісної пеупорядковані дані покриваються кодами Уолша і редачі у прямому каналі згідно з винаходом Якщо розширюються довгим і потім короткими ПШ кодаБС 4 має дані для передачі до МС 6, вона надси 17 55482 лає до МС 6 пейджерне повідомлення у службовому каналі (блок 502) Це повідомлення може бути передане одною або кількома БС 4, залежно від наявності стану м'якої передачі зв'язку Після прийому цього повідомлення МС 6 починає вимірювати С/І (блок 504) Обчислення С/І прямого каналу описано далі Після цього МС 6 обирає швидкість передачі, яка відповідає найкращому результату вимірювання і передає повідомлення КВД у каналі КВД (блок 506) У тій же ЩІЛИНІ БС 4 приймає повідомлення КВД (блок 508) Якщо у наявності є наступна щілина для передачі, БС 4 передає дані до МС 6 з бажаною швидкістю (блок 510) МС 6 приймає ці дані (блок 512), і, якщо у наявності є наступна щілина, БС 4 передає до МС 6 залишок пакету (блок 514), який МС 6 приймає (блок 516) Згідно З винаходом МС 6 може одночасно мати зв'язок з однією або кількома БС 4 Це залежить від того, чи знаходиться МС 6 у стані м'якої передачі зв'язку Ці два випадки розглянуто нижче III Відсутність м'якої передачі зв'язку У цьому випадку МС 6 підтримує зв'язок з одною БС 4 Дані, призначені до певної МС 6, надходять до селекторного елемента 14, призначеного керувати сеансом зв'язку з МС 6 (фіг 2) Елемент 14 пересилає дані до черги 40 даних у БС 4 БС 4 становить дані у чергу і надсилає пейджерне повідомлення у службовому каналі, після чого починає моніторинг зворотного каналу КВД для пошуку повідомлень КВД від МС 6 Якщо такого сигналу не виявлено, БС 4 може повторно передавати пейджерне повідомлення, поки не одержить повідомлення КВД Після зумовленої КІЛЬКОСТІ таких спроб БС 4 може припинити процедуру або знову ініціювати виклик МС6 У типовому втіленні МС 6 передає бажану швидкість передачі у повідомленні КВД до БС 4 у каналі КВД У іншому втіленні МС 6 передає до БС 4 показник якості прямого каналу (наприклад, виміряне С/І) У типовому втіленні 3-бітове повідомлення КВД передається у першій половині кожної часової щілини і декодується у БС 4 м'яким рішенням Протягом другої половини цієї щілини БС 4 декодує повідомлення КВД і готує технічні засоби для передачі даних до МС 6 у наступній часовій ЩІЛИНІ, якщо така щілина є У випадку відсутності такої щілини БС 4 чекає на наступну наявну часову щілину і продовжує моніторинг каналу КВД У першому втіленні БС 4 веде передачу з бажаною швидкістю передачі, причому вибір цієї швидкості здійснюється у МС 6 Завдяки цьому МС 6 завжди знає, яку швидкість передачі чекати Отже МС 6 лише демодулює і декодує інформаційний канал згідно з цією швидкістю передачі БС 4 не передає до МС 6 повідомлень, що вказують на швидкість передачі від БС 4 У цьому втіленні після прийому пейджерного повідомлення МС 6 безперервно намагається демодулювати дані з швидкістю передачі МС 6 демодулює прямий інформаційний канал і надсилає символи м'якого рішення до декодера, який декодує символи і перевіряє вірність прийому кадру декодованого пакету Якщо пакет був прийнятий з помилками або був адресований ІНШІЙ МС 6, ця перевірка виявляє це і вказує на хибність пакету У 18 іншому варіанті цього втілення МС 6 демодулює дані щілина за щілиною У типовому втіленні МС 6 здатна визначити, чи спрямована ця передача до неї, використовуючи заголовок, вбудований у кожний пакет (див далі) Отже МС 6 може припинити декодування, якщо визначить, що передачу призначено для іншої МС У будь-якому випадку МС 6 передає НЕПП до БС 4, сповіщаючи про хибний прийом одиниць даних Після прийому НЕПП БС 4 повторно передає втрачені одиниці даних Передача НЕПП здійснюється подібно до бітівпоказників помилок (БПП), описаних у патенті США 5 568 483, включеному сюди посиланням У іншому варіанті НЕПП можуть бути передані у повідомленнях У другому втіленні швидкість передачі визначає БС 4 на основі даних від МС 6 МС 6 виміряє С/І і передає до БС 4 показник якості каналу (наприклад, значення С/І) БС 4 може скоригувати бажану швидкість передачі, базуючись на наявних ресурсах, наприклад, черзі даних і наявній потужності передачі Скоригована швидкість передачі може бути передана до МС 6 до або одночасно з даними з скоригованою швидкістю передачі, або може бути визначена за кодуванням пакетів даних У першому випадку, коли МС 6 приймає скориговану швидкість передачі перед передачею даних, вона приймає і декодує дані прийнятого пакету, як це описано у першому втіленні У другому випадку, коли скоригована швидкість передачі передається до МС 6 разом з даними, МС 6 може демодулювати прямий інформаційний канал і зберегти демодульовані дані Після прийому скоригованої швидкості передачі МС 6 декодує дані згідно з прийнятою швидкістю передачі У третьому випадку МС 6 демодулює і декодує для усіх можливих швидкостей і вже після цього визначає швидкість передачі для вибору декодованих даних Спосіб і пристрій для визначення швидкості передачі описано у заявках 08/730 863 від 18/10/1996 і РА436 на патент США, включених сюди посиланням У всіх випадках МС 6 передає НЕПП, як описано вище, якщо результат перевірки кадру негативний Далі розглянуто перше втілення, згідно з яким МС 6 передає до БС 4 повідомлення КВД, яким вказує бажану швидкість передачі Однак, винахід включає також концепцію, якій відповідає друге втілення, згідно з яким МС 6 передає до БС 4 показник якості каналу IV Передача зв'язку V цьому випадку МС 6 підтримує зв'язок з кількома БС 4 у зворотному каналі У типовому втіленні передача даних до МС 6 у прямому каналі здійснюється від одної БС 4, однак МС 6 може приймати пілот-сигнали від багатьох БС 4 Якщо виміряне С/І БС 4 перевищує зумовлений поріг, БС 4 додається до Активної групи МС 6 Під час м'якої передачі зв'язку повідомленням про напрямок нова БС 4 призначає МС 6 зворотному каналу керування потужністю (ЗКП) Уолша, описаному нижче Кожна БС 4, що бере участь у м'якій передачі зв'язку для МС 6, веде моніторинг передач зворотного каналу і надсилає біти ЗКП у ВІДПОВІДНИХ каналах ЗКП Селекторний елемент 14 (фіг 2), призначений керувати зв'язком з МС 6, пересилає дані до усіх 19 БС 4 Активної групи МС 6 Усі БС 4, що одержали дані від елемента 14, передають до МС 6 пейджерне повідомлення у їхніх ВІДПОВІДНИХ службових каналах Коли МС 6 знаходиться у стані зв'язку, вона виконує дві функції По-перше, МС 6 обирає найкращу БС 4, базуючись на кількох параметрах, наприклад, на найкращому виміряному С/І Після цього МС 6 надсилає до обраної БС 4 у повідомленні КВД швидкість передачі, обрану згідно з виміряними С/І МС 6 може спрямувати повідомлення КВД до певної БС 4, покривши це повідомлення кодом Уолша, призначеним цій БС 4 По-друге, МС 6 робить спробу демодулювати сигнал прямого каналу згідно з бажаною швидкістю передачі у кожній часовій ЩІЛИНІ ПІСЛЯ передачі пейджерних повідомлень усі БС 4 Активної групи ведуть моніторинг каналу КВД, шукаючи повідомлення КВД від МС 6 Оскільки це повідомлення покрито кодом Уолша, обрана БС 4, якій призначено цей код, може розкрити повідомлення КВД і після цього передати до МС 6 дані у наступній наявній часовій ЩІЛИНІ У типовому втіленні БС 4 передає до МС 6 дані пакетами, які містять сукупність одиниць даних, 3 бажаною швидкістю передачі Якщо ці одиниці даних були прийняті МС 6 з помилками, до усіх БС 4 Активної групи у зворотному каналі передається НЕПП, яке БС 4 демодулює і декодує і надсилає до селекторного елемента 14 для обробки Після обробки НЕПП, одиниці даних передаються повторно, як це було описано вище Елемент 14 об'єднує сигнали НЕПП від усіх БС 4 у одне НЕПП і надсилає НЕПП до усіх БС 4 Активної групи У типовому втіленні МС 6 може виявляти зміни у найкращому виміряному С/І і динамічно надсилати вимогу передачі даних до іншої БС 4 у кожній ЩІЛИНІ для підвищення ефективності Оскільки передача даних ведеться лише від одної БС 4, ІНШІ БС 4 Активної групи можуть не знати, які одиниці даних були передані до МС 6 (якщо були) БС 4, що передає, інформує селекторний елемент 14 про передачу даних, а елемент 14 надсилає повідомлення до усіх БС 4 Активної групи Вважається, що передані дані були прийняті МС 6 без помилок Отже, якщо МС 6 вимагає передачі даних від іншої БС 4 Активної групи, ця БС 4 передає залишок одиниць даних Ця нова БС 4 веде передачу згідно з останніми параметрами, одержаними від селекторного елемента 14 У іншому варіанті нова БС 4 обирає для передачі наступні одиниці даних, використовуючи процедури прогнозування на основі, наприклад, середньої швидкості передачі і попередньої інформації від елемента 14 Такий механізм мінімізує КІЛЬКІСТЬ повторних передач різними БС 4 у різних часових щілинах, які могли б знизити ефективність системи Якщо попередня передача була прийнята з помилками, БС 4 може повторно передати одиниці даних поза чергою, оскільки кожна така одиниця має послідовний унікальний номер (див нижче) Якщо утворюється порожнина (або не передані одиниці даних у результаті, наприклад, м'якої передачі зв'язку від одної БС 4 до іншої), втрачені одиниці вважаються прийнятими з помилками, і МС 6 передає НЕПП, що відповідає цим втраченим одиницям, після чого вони передаються повторно 55482 20 У типовому втіленні кожна БС 4 Активної групи підтримує незалежну чергу 40 даних, яка містить дані, призначені для передачі до МС 6 Обрана БС 4 передає дані з її черги 40 у послідовному порядку, за винятком службових повідомлень і одиниць даних, що передаються повторно Після передачі одиниць даних вони видаляються з черги V Інші особливості передачі у прямому каналі У системах зв'язку згідно з винаходом важливим фактором є точність оцінки С/І для обрання швидкості передачі для майбутніх передач У типовому втіленні вимірювання С/І виконується на пілот-сигналах у інтервалах часу, коли БС 4 передає ці сигнали Оскільки у цьому інтервалі передаються лише пілот-сигнали, вплив багатошляховості і інтерференції є мінімальним У інших втіленнях, коли пілот-сигнали передаються безперервно у ортогональному кодованому каналі, як це робиться у системах IS-95, вплив багатошляховості і інтерференції може спотворити виміри С/І Подібним чином, при вимірюванні С/І на даних, а не на пілот-сигналах, багатошляховість і інтерференція також можуть погіршити вимірювання С/І У обох випадках, коли БС 4 веде передачу до одної МС 6, МС 6 може точно виміряти С/І сигналу прямого каналу, оскільки відсутні ІНШІ перешкоджаючі сигнали Однак, коли МС 6 зазнає м'якої передачі зв'язку і приймає пілотсигнали від багатьох БС 4, вона не може розрізнити, передає БС 4 дані чи ні У найгіршому випадку МС 6 може одержати високе С/І у першій часовій ЩІЛИНІ, коли жодна з БС 4 не передає даних до жодної МС 6, і прийняти передачу даних у другій часовій ЩІЛИНІ, у якій усі БС 4 передають дані Тоді результат вимірювання у першій ЩІЛИНІ дасть невірну оцінку якості сигналу прямого каналу для другої щілини, оскільки стан системи зв'язку змінився Фактично С/І для другої щілини може бути хибними настільки, що надійне декодування з згідно з бажаною швидкістю передачі стане неможливим Екстремальна ситуація виникає також тоді, коли МС 6 оцінює С/І, базуючись на максимальних перешкодах Проте фактична передача відбувається лише від обраної БС і у цьому випадку оцінка С/І і обрана швидкість передачі будуть занадто обережними і передача відбуватиметься з швидкістю передачі, нижчою за ту, яку можна надійно декодувати, а це знижує ефективність передачі У втіленнях, де вимірювання С/І здійснюється на безперервному пілот- або інформаційному сигналі, точне прогнозування С/І для другої часової щілини на основі вимірювання С/І у першій ЩІЛИНІ можна зробити утри способи У першому випадку передача даних від БС 4 здійснюється таким чином, що на ПОСЛІДОВНОСТІ часових щілин БС 4 не переходить від передачі до пасивного стану і навпаки Цього можна досягти, уводячи у чергу достатню КІЛЬКІСТЬ даних (наприклад, зумовлену КІЛЬКІСТЬ інформаційних бітів) перед передачею фактичних даних до МС 6 Другий спосіб передбачає передачу від БС 4 бітів активності прямого каналу (бітів АПК), які вказують, чи відбудеться передача наступної половини кадру Ці біти описано далі МС 6 виміряє С/І, враховуючи біти АПК, прийняті від кожної БС 4 21 Згідно З третім способом, коли до БС 4 передається показник якості каналу і використовується централізоване планування, планова інформація, яка вказує БС 4, що передає дані у кожній часовій ЩІЛИНІ, надсилається до канального планувача 48 Планувач 48 приймає виміри С/І від МС 6 і може скоригувати їх, знаючи, передавала чи ні кожна з БС 4 системи зв'язку Наприклад, МС 6 може виміряти С/І у першій часовій ЩІЛИНІ, КОЛИ жодна з суміжних БС 4 не передає Вимір С/І надсилається до канального планувача 48, який про це знає, оскільки такі передачі не були ним заплановані Плануючи передачу даних для другої часової щілини, планувач 48 знає, чи будуть одна або більше суміжних БС 4 передавати дані, і тому може скоригувати виміряне у першій ЩІЛИНІ С/І, беручи до уваги додаткові перешкоди, які створять передачі від суміжних БС 4 для МС 6 у другій часовій ЩІЛИНІ У іншому варіанті, якщо С/І у першій ЩІЛИНІ було виміряне, коли суміжні БС 4 вели передачу, а у другій ЩІЛИНІ ці БС 4 не передають, планувач 48 може скоригувати виміряне С/І, беручи до уваги цю додаткову інформацію Іншим важливим фактором є мінімізація надлишкових повторних передач, які є результатом того, що МС 6 обирає передачі даних від різних БС 4 у послідовних часових щілинах Найкращий вимір С/І може переходити від БС до БС між двома або більше БС 4 на ПОСЛІДОВНОСТІ часових щілин, якщо ці виміри для цих БС 4 близькі один до одного Такі переходи можуть спричинятись відхиленнями вимірів С/І і/або змінами стану каналу Це знижує пропускну здатність системи Це ускладнення можна усунути, використовуючи гістерезис Гистерезис можна запровадити, використовуючи рівень сигналу або комбінацію рівнів і процедуру синхронізації У типовому випадку найкращий вимір С/І для різних БС 4 Активної групи не обирається, доки він не перевищить вимір С/І для БС 4, що поточно веде передачу, щонайменше на значення гістерезису Якщо, наприклад, гистерезис дорівнює 1дБ, вимір С/І для першої БС 4 - 3,5дБ, а вимір С/І для другої БС 4 ЗдБ у першій часовій ЩІЛИНІ, ТО у наступній часовій ЩІЛИНІ друга БС 4 не буде обрана, доки виміряне С/І для неї не перевищить С/І для першої БС 4 щонайменше на 1дБ Отже, якщо виміряне С/І першої БС 4 залишається рівним 3,5дБ у наступній часовій ЩІЛИНІ, друга БС 4 не буде обрана доки и виміряне С/І не досягне щонайменше 4,5дБ Згідно З ТИПОВОЮ процедурою синхронізації БС 4 передає пакети даних до МС 6 протягом зумовленої КІЛЬКОСТІ часових щілин МС 6 заборонено обирати різні БС 4, що передають, протягом цих щілин МС 6 продовжує виміряти С/І БС 4, що веде передачу у кожній часовій ЩІЛИНІ І обирає швидкість передачі на основі цих вимірів Важливо відзначити ефективність передачі даних Кожний з форматів 410, 430 пакетів даних (фіг4Д, 4Е) містить дані і додаткові біти У типовому втіленні КІЛЬКІСТЬ додаткових бітів є постійною для усіх швидкостей передачі і тому при високій швидкості передачі процент цих бітів є невеликим порівняно з розміром пакету і ефективність передачі є високою При нижчих швидкостях передачі цей процент збільшується і у цьому ви 55482 22 падку зниження ефективності може бути компенсоване шляхом передачі пакетів змінної довжини Такі пакети можуть бути фрагментовані і передані до МС 6 у багатьох часових щілинах Для спрощення обробки бажано передавати пакети змінної довжини до МС 6 у послідовних часових щілинах Згідно З винаходом передбачено використання пакетів даних змінної довжини для підвищення загальної ефективності передачі VI Архітектура прямого каналу У типовому втіленні БС 4 веде передачу до МС 6 з максимальною можливою потужністю і з максимальною швидкістю передачі, можливою у системі зв'язку, у будь-якій даній часовій ЩІЛИНІ Максимально можлива швидкість передачі є динамічною і залежить від С/І сигналу прямого каналу, виміряного у МС 6 Бажано, щоб БС 4 вела передачу у кожній часовій ЩІЛИНІ лише до одної МС6 Для уможливлення передачі даних прямий канал мультиплексовано у часі на 4 канали пілотканал, канал керування потужністю, службовий канал і інформаційний канал Функцій і реалізацію кожного з каналів описано нижче У типовому втіленні інформаційний канал і канал керування потужністю включають декілька ортогональних розширених каналів Уолша Згідно з винаходом інформаційний канал використовують для передачі інформаційних даних і пейджерних повідомлень до МС 6 У останньому випадку інформаційний канал розглядається у описі як службовий У типовому втіленні ширина смуги прямого каналу становить 1,2288МГц Така смуга дозволяє використовувати існуючі компоненти обладнання систем ПДКУ згідно з IS-95 Однак, система зв'язку згідно з винаходом може працювати і при інших ширинах смуги частот для поліпшення пропускної здатності і збереження ВІДПОВІДНОСТІ вимогам до системи Наприклад, використання смуги шириною 5МГц поліпшує пропускну здатність Крім того, смуги прямого і зворотного каналів можуть бути різними (наприклад, 5МГц для прямого каналу і 1,2288 для зворотного), якщо це відповідає вимогам У типовому втіленні коди ПШ|, ПШо мають однакову довжину 2 1 5 і відповідають стандарту IS-95 При швидкості передачі елементів коду, яка відповідає 1,2288МГц, короткі ПШ ПОСЛІДОВНОСТІ повторюються кожні 26,67мс (26,67мс = 2 1 5 / 1,2288 х 106) У типовому втіленні усі БС 4 використовують однакові короткі ПШ коди, але кожна з БС 4 ідентифікується унікальним зсувом основних ПШ послідовностей Крок зміни зсувів становить 64 елементи коду Згідно З винаходом, можуть бути використані ІНШІ смуги частот і ПШ коди VII Інформаційний прямий канал Фіг ЗА містить блок-схему типової архітектури прямого каналу згідно з винаходом Дані, розділені на пакети, надходять до кодера 112 КЦН, який для кожного пакета генерує біти перевірки кадру (наприклад, біти парності КЦН) і додає хвостові біти Від кодера 112 форматований пакет, який включає дані, біти перевірки кадру і хвостові біти, надходить до кодера 114, який кодує пакет згідно з форматом, описаним у вже згаданій заявці 08/743 688 Інші формати кодування також передбачено 23 55482 винаходом Кодованій пакет від кодера 114 надходить до переупорядковувача 116, який переупорядковує кодові символи пакету і надсилає його до розріджуючого елемента 118, який видаляє частину пакету (див далі) Розріджений пакет надходить до помножувача 120, який скремблює дані скремблюючою ПОСЛІДОВНІСТЮ, що надходить від скремблера 122 Розріджувач 118 і скремблер 122 детально описано нижче З помножувача 120 скрембльований пакет надходить до контролера 130 змінної швидкості, який демультиплексує пакет у К паралельних фазних і квадратурно-фазних каналів, причому К залежить від швидкості передачі даних У типовому втіленні скрембльований пакет спочатку демультиплексується у фазний (І) і квадратурно-фазний (Q) потоки, причому потік І включає символи з парними індексами, а потік Q - символи з непарними індексами Кожний з цих потоків потім демультиплексується у К паралельних каналів таким чином, що швидкість проходження символів у кожному з каналів залишається постійною для усіх швидкостей передачі Ці К каналів кожного потоку надхо (Imult 24 дять до покриваючого елемента 132 Уолша, який покриває кожний канал функцією Уолша, утворюючи ортогональні канали Дані ортогональних каналів надходять до підсилювача 134, який масштабує дані таким чином, щоб повна енергія на елемент коду (і, отже, вихідна потужність) була постійною Масштабовані дані надходять до мультиплексора (МУЛЬТ) 160, який додає до даних заголовок (див нижче), і звідти до мультиплексора (МУЛЬТ) 162, який миультиплексує інформаційні дані, біти керування потужністю і ПІЛОТНІ дані З мультиплексора 162 виходять канали Уолша І та Q На фігЗБ зображено блок-схему типового модулятора даних Канали Уолша І, Q надходять до суматорів 212а, 212Ь, ВІДПОВІДНО, ЯКІ складають К каналів Уолша, одержуючи, ВІДПОВІДНО, сигнали Isum, Qsum, ЯКІ НЭДХОДЯТЬ ДО КОМПЛЄКСНОГО ПОМНОЖу вача 214 Помножувач 214 приймає також сигнали ПШ_І і ПШ_О від помножувачів 236а, 236Ь і перемножує ці два комплексних сигнали згідно з рівнянням jQmult) = (Isum + jQsum) X (ПШ_І + ]ПШ_О.) = (l s u m X ПШ_І - QSUm X ПШ_О.) + j(l s u m X ПШ пш Qsum X ПШ п де Imuit, Qmuit - ВИХІДНІ сигнали помножувача 214, a j визначає уявну складову Ці сигнали надходять до фільтрів 216а, 216Ь, які їх фільтрують З фільтрів 216а, 216Ь сигнали надходять до помножувачів, ВІДПОВІДНО, 218а, 218Ь, які перемножують ці сигнали з фазною синусоїдою COS(coct) і квадратурно-фазною синусоїдою SIN(coct) Iмодульований і Q-модульований сигнали надходять до суматора 220, який складає їх, утворюючи модульований сигнал S(t) У типовому втіленні пакет даних розширюється довгим і коротким ПШ кодами Довгий ПШ код скремблює пакет таким чином, що лише МС 6, якій адресовано цей пакет, може його дескремблювати ПІЛОТНІ біти і біти керування потужністю і пакет службового каналу розширюються коротким (а не довгим) ПШ кодом, що дозволяє приймати ці біти усім МС 6 Довга ПШ ПОСЛІДОВНІСТЬ створюється генератором 232 довгого коду і надходить до мультиплексора 234 Довга ПШ маска визначає зсув унікальної довгої ПШ ПОСЛІДОВНОСТІ, яка призначається МС-адресату 3 мультиплексора 234 виходить довга ПШ ПОСЛІДОВНІСТЬ у період передачі даних і 0 протягом решти часу (тобто під час передачі пілотних бітів і бітів керування потужністю) Утворена таким чином ПШ ПОСЛІДОВНІСТЬ І короткі ПОСЛІДОВНОСТІ ПШ|, ПШо від генератора 238 короткого коду надходять до помножувачів 236а, 236Ь, які перемножують ці дві групи послідовностей і формують, ВІДПОВІДНО, сигнали ПШ_І, ПШ_О. Ці сигнали надходять до комплексного помножувача 214 Блок-схеми ЗА, ЗБ типового інформаційного каналу є прикладами багатьох варіантів архітектур, які забезпечують кодування даних і модуляцію у прямому каналі Винахід також включає архітектуру інформаційного прямого каналу системи (2) ПДКУ стандарту IS-95 У типовому втіленні швидкості передачі для БС 4 визначаються заздалегідь і кожній з них призначається унікальний індекс МС 6 обирає одну з цих швидкостей, базуючись на виміряному С/І Оскільки бажану швидкість передачі необхідно надіслати до БС 4, щоб вона вела передачу з цією швидкістю, необхідно знайти компроміс між КІЛЬКІСТЮ зумовлених швидкостей і КІЛЬКІСТЮ бітів, необхідних для ідентифікації бажаної швидкості У типовому втіленні КІЛЬКІСТЬ швидкостей передачі - 7, а КІЛЬКІСТЬ ідентифікуючих бітів - 3 (див табл 1) Винахід включає і ІНШІ способи визначення швидкості передачі У типовому втіленні мінімальна швидкість передачі становить 38,4кбіт/с, максимальна 2,4576Мбіт/с Мінімальна швидкість обирається, коли виміряне С/І є найгіршим у системі, з урахуванням підсилення при обробці, способу корекції помилок і бажаної якості обслуговування Можливі швидкості передачі обрано таким чином, що різниця між суміжними швидкостями становить ЗдБ, що зумовлено компромісом між кількома факторами, включаючи точність вимірювання С/І у МС 6, втрати, зумовлені квантуванням швидкостей, і КІЛЬКІСТЬ бітів (або бітову швидкість), необхідних для передачі бажаної швидкості передачі від МС 6 до БС 4 Більша КІЛЬКІСТЬ можливих швидкостей потребує більшої КІЛЬКОСТІ бітів для ідентифікації бажаної швидкості, але забезпечує більш ефективне використання прямого каналу завдяки зменшенню рівниці між обчисленою максимальною швидкістю передачі і існуючою квантованою Згідно з винаходом КІЛЬКІСТЬ можливих швидкостей передачі може бути будь-якою і може відрізнятись від наведеної у табл 1 25 55482 26 ТАБЛИЦЯ 1 ПАРАМЕТРИ ІНФОРМАЦІЙНОГО КАНАЛУ Параметр Битів даних на пакет Довжина пакету Щілин на пакет Пакетів на передачу Щілин на передачу Швидкість СИМВОЛІВ Уолша Каналів Уолша/фаза КФМ** Швидкість модуляції Елементів ПШ на біт даних Швидкість ПШ елементів Формат модуляції Індекс швидкості передачі Швидкості передачі даних 153,6 307,2 614,4 1024 1024 1024 6,67 3,33 1,67 38,4 1024 26,67 76,8 1024 13,33 16 1 16 8 1 8 4 1 4 2 1 2 153,6 307,2 614,4 1 2 4 76,8 76,8 32 16 1228,8 КФМ 0 Одиниці кбіт/с 1228,8 2048 1,67 2457,6 2048 0,83 1 1 1 1 1 1 1 1 1 ЩІЛИНИ 1228,8 2457,6 2457,6 4915,2 8 16 16 16 76,8 76,8 76,8 76,8 76,8 8 4 2 1 1 1228,8 1228,8 1228,8 1228,8 1228,8 КФМ 1 КФМ 2 КФМ 3 КФМ 4 КФМ 5 1228,8 КАМ*** ксмв/с* канали ксмв/с елем /біт ксмв/с біт мс пакети ЩІЛИНИ 6 - КІЛОСИМВОЛІВ/С, ** - квадратурно-фазова модуляція, *** - квадратурно-амплітудна модуляція Фіг 4А МІСТИТЬ типову структуру кадру прямого каналу згідно з винаходом Передача у прямому каналі здійснюється кадрами, тривалість яких у типовому втіленні відповідає довжині коротких ПШ послідовностей і становить 26,67мс Кожний кадр може нести інформацію службового каналу, призначену для усіх МС 6 (кадр службового каналу) або бути порожнім Зміст кожного кадру визначається плануванням у БС 4, що веде передачу У типовому втіленні кожний кадр містить 16 часових щілин тривалістю 1,667мс кожна Така тривалість достатня для проведення у МС 6 вимірювання С/І прямого каналу і дозволяє здійснити ефективну передачу кадрами Кожну часову щілину розділено на 4 чверті Згідно З винаходом кожний пакет даних може бути переданий у одній або більше часових щілинах (табл 1) У типовому втіленні кожний пакет даних прямого каналу містить 1024 або 2048 біт Отже, КІЛЬКІСТЬ часових щілин, необхідних для передачі пакету залежить від швидкості передачі даних і лежить у межах від 16 (для швидкості 38,4кбіт/с) до 1 (для швидкості 1,2288Мбіт/с і вище) Фіг 4Б МІСТИТЬ типову структуру щілини прямого каналу згідно з винаходом У типовому втіленні кожна щілина включає три з чотирьох мультиплексованих у часі каналів, а саме, інформаційного, службового, пілотного каналів і каналу керування потужністю Пілот-канал і канал керування потужністю передаються двома пілотними і керуючими серіями, розташованими у однакових позиціях у кожній часовій ЩІЛИНІ ЦІ серії описано нижче У типовому втіленні переупорядкований пакет від переупорядковувача 116 піддається розрідженню згідно з вимогами пілотної і керуючої серій Кожний переупорядкований пакет містить 4096 кодових символів, причому перші 512 символів є розрідженими (фіг 4Г) Решта кодових символів зсунуто у часі згідно з інтервалами передачі у прямому каналі Розріджені кодові символи скремблюються для рандомізацм перед ортогональним покриттям Уолша Рандомізація обмежує відношення максимум/середнє огинаючої модульованого сигналу S(t) Скремблююча ПОСЛІДОВНІСТЬ може бути генерована ЛІНІЙНИМ циклічним зсуваючим регістром, відомим фахівцям У типовому втіленні скремблер 122 на початку кожної щілини завантажується довгим кодом і працює синхронно з переупорядковувачем, але призупиняється під час пілотної і керуючої серій У типовому втіленні КФМ використовується для швидкостей передачі 1,2288Мбіт/с і нижче Для швидкості передачі 2,4576Мбіт/с використовується КАМ-16, а скрембльовані дані демультиплексують у 32 паралельних потоки шириною 2 біти і 16 паралельних потоків для квадратурно-фазного сигналу У типовому втіленні молодший розряд кожного 2-бітоваго символа є більш раннім на виході з переупорядковувача 116 При КАМ 0, 1, 2, З відбиваються у модуляційні значення +3, +1, -1, -З, ВІДПОВІДНО Згідно З винаходом можуть бути використані ІНШІ модуляційні процедури, наприклад, маніпуляція з m-арним зсувом фази Перед модуляцією фазний і квадратурнофазний канали Уолша піддаються підсиленню, щоб підтримувати постійну потужність передачі незалежно від швидкості передачі Коефіцієнт підсилення нормалізовано відносно еталонного немодульованого сигналу з двопозиційною фазовою маніпуляцією (ДФМ) Нормалізовані коефіцієнти G підсилення каналу у функції КІЛЬКОСТІ каналів Уолша (або швидкості передачі) наведено у табл 2, де також наведено середню потужність на канал Уолша (фазний або квадратурно-фазний), причому повну нормалізовану потужність зведено до 1 Слід відзначити, що коефіцієнт підсилення каналу для КАМ-16 визначається тим, що для КФМ енергія на елемент Уолша становить 1, а для КАМ-16 5 27 55482 28 ТАБЛИЦЯ 2 КОЕФІЦІЄНТИ ПІДСИЛЕННЯ ОРТОГОНАЛЬНИХ ІНФОРМАЦІЙНИХ КАНАЛІВ Тривалість прорідження Коеф підсилення каналу Модуляція Уолша КФМ 1/V2 КФМ 1/2 КФМ 1/2V2 Швидкість передачі КІЛЬКІСТЬ К ка(кбіт/с) налів Уолша 38,4 1 76,8 2 153,8 4 307,2 614,4 8 16 КФМ КФМ 1/4V2 1/16 1/32 1228,8 16 КФМ 1/4V2 1/32 2457,6 16 КАМ-16 1/4VT0 1/32 Згідно З винаходом у кожний інформаційний кадр уводять заголовок, який допомагає синхронізації МС 6 з першою щілиною при передачі з змінною швидкістю У типовому втіленні заголовок є ПОСЛІДОВНІСТЮ нулів, розширеною (лише у інформаційному кадрі) довгим ПШ кодом Заголовок являє собою немодульовану ПОСЛІДОВНІСТЬ ДФМ, розширену ортогональним покриттям Wi Уолша Використання одного ортогонального каналу мінімізує відношення "максимум/середнє" огинаючої Крім того, використання ненульового покриття Wi Уолша мінімізує хибні виявлення пілот-сигналу, оскільки у інформаційних кадрах пілот-сигнал розширено покриттям Wo Уолша, а пілот-сигнал і заголовок не розширено довгим ПШ кодом Заголовок мультиплексовано у потік інформаційного каналу на початку пакету з тривалістю, що залежить від швидкості передачі Довжина заголовка така, що відносна частка, яку він становить, залишається приблизно постійною для усіх швидкостей передачі, що мінімізує імовірність хибного виявлення Заголовок як функцію швидкості передачі наведено у табл 3 Слід відзначити, що заголовок становить 3,1% або менше пакету даних ТАБЛИЦЯ З ПАРАМЕТРИ ЗАГОЛОВКА Швидкість передачі (кбіт/с) 38,4 76,8 153,6 307,2 614,4 1228,8 2457,6 Тривалість заголовка Символи ПШ елеВідн Уолша менти частка 32 512 1,6% 16 256 1,6% 8 128 1,6% 4 64 1,6% 3 48 2,3% 4 64 3,1% 2 32 3,1% VIII Формат кадру інформаційного прямого каналу У типовому втіленні кожний пакет даних форматується з доданням бітів перевірки кадру, хвостових бітів і інших контрольних полей У цьому описі 8 інформаційних бітів утворюють октет, який є одиницею даних У типовому втіленні для прямого каналу пе 1/4 Середня потужність Р на канал 1/2 1/4 1/8 редбачено два формати даних, ілюстровані фіг4Д, 4Е Формат 410 містить 5 полей, формат 430 - 9 полей Пакет 410 використовується тоді, коли пакет даних, що має бути переданий до МС 6, містить достатньо даних щоб заповнити усі октети у полі 418 даних Якщо КІЛЬКІСТЬ даних, що мають бути передані, менша за КІЛЬКІСТЬ октетів у полі 418, використовується формат 430 Невикористані октети заповнюються нулями і їх позначено ЗАПОВН У типовому втіленні поля 412, 432 перевірки кадру (ППК) містять біти парності КЦН, утворені генератором 112 коду КЦН (фіг ЗА) згідно з обраним поліномом КЦН, а саме, д(х) = х 16 + х12 + х5 + 1, хоча винахід припускає використання і інших ПОЛІНОМІВ Код КЦН обчислюється для полей ФК, ПОР, ДОВЖ і ЗАПОВН Цим забезпечується виявлення помилок у всіх бітах за винятком хвостових у полях 420, 448, що передаються у інформаційному прямому каналі У іншому втіленні біти КЦН обчислюються лише для поля даних У типовому втіленні поля ППК 412, 432 містять 16 бітів парності КЦН, хоча, згідно з винаходом, можуть бути використані і ІНШІ генератори, які формуватимуть ІНШІ КІЛЬКОСТІ таких бітів Хоча у даному випадку у полях 412, 432 розміщено біти парності КЦН, винахід припускає використання інших послідовностей для перевірки кадру, наприклад, обчисленої суми для пакету У типовому втіленні поля 414, 434 формату кадру (ФК) містять один контрольний біт, який вказує на те, що кадр даних містить лише октети даних (формат 410) або октети даних і нульові октети і повідомлення (формат 430) Низьке значення у полі 414 ФК відповідає формату 410, високе значення у полі 434 - формату 430 Поля 416, 442 (ПОР) порядкового номера ідентифікують першу одиницю даних у полях 418, 444 даних, ВІДПОВІДНО Цей номер дозволяє передавати дані не у ПОСЛІДОВНОСТІ, наприклад, повторно для пакетів, прийнятих з помилками Призначення порядкових номерів одиницям даних усуває необхідність використання протоколу фрагментування кадру для повторної передачі і дозволяє МС 6 виявляти дубльовані одиниці даних Наявність полей ФК, ПОР і ДОВЖ дозволяє МС 6 визначити, які одиниці даних були прийняті у кожній часовій ЩІЛИНІ без допомоги спеціальних службових повід 29 55482 омлень КІЛЬКІСТЬ біт для порядкового номера залежить від максимальної КІЛЬКОСТІ ОДИНИЦЬ даних, які мо жуть бути передані у одній часовій ЩІЛИНІ, І ВІД найгіршого випадку повторної передачі У типовому втіленні кожна одиниця даних ідентифікується 24-бітовою ПОСЛІДОВНІСТЮ При швидкості передачі 2,4576Мбіт/с максимальна КІЛЬКІСТЬ ОДИНИЦЬ даних у часовій ЩІЛИНІ становить приблизно 256 Для ідентифікації кожної одиниці даних потрібно 8 біт, і можна підрахувати, що у найгіршому випадку затримка на повторну передачу не перевищує 500мс Ця затримка включає час на передачу від МС 6 НЕПП, на повторну передачу і час на певну КІЛЬКІСТЬ спроб повторної передачі у найгіршому випадку серійних помилок Отже, 24 біти дозволяють МС 6 належним чином однозначно ідентифікувати одиниці даних КІЛЬКІСТЬ бітів у полях ПОР 416, 442, згідно з винаходом, може бути змінена залежно від розміру поля 418 даних і затримки на повторну передачу Якщо БС 4 має для передачі до МС 6 менше даних, ніж вміщує поле 418, використовується формат 430, який дозволяє БС 4 передати будь-яку КІЛЬКІСТЬ одиниць даних, навіть максимальну У типовому втіленні високе значення у полі ФК 434 вказує на те, що БС 4 використовує пакетний формат 430 У форматі 430 поле 440 (ДОВЖ) містить КІЛЬКІСТЬ одиниць даних у цьому пакеті Розмір поля ДОВЖ становить 8 біт, оскільки поле 444 даних може містити від 0 до 255 октетів Поля 418, 444 даних містять дані, призначені для передачі до МС 6 У типовому втіленні формату 410 кожний пакет даних містить 1024 біти, з яких 992 біти є бітами даних Однак, згідно з винаходом, для збільшення КІЛЬКОСТІ інформаційних бітів можуть бути використані пакети змінної довжини Для пакетів формату 430 розмір поля 444 даних визначається у полі ДОВЖ 440 У типовому втіленні формат 430 може бути використаний для передачі 0 або більше службових повідомлень Поле 436 (СЛЖ ДОВЖ) довжини службового повідомлення містить довжину (у октетах) наступних службових повідомлень Поле 436 СЛЖ ДОВЖ має 8 біт Поле 438 (СЛУЖБ) містить службові повідомлення, кожне з яких включає поле ідентифікатора повідомлення (ІД ПОВІД), поле ДОВЖ довжини повідомлення і зміст повідомлення Поле 446 (ЗАПОВН ) містить заповнюючі октети, значення яких у типовому втіленні встановлено рівним 0x00 Поле 446 використовується тому, що БС 4 може мати менше октетів даних для передачі до МС 6, ніж КІЛЬКІСТЬ октетів, які вміщує поле 418 даних У цьому випадку поле 446 містить достатню КІЛЬКІСТЬ заповнюючих октетів, щоб заповнити невикористане поле даних Поле 446 має змінну довжину, яка залежить від довжини поля 444 даних Останніми полями форматів 410, 430 є хвостові поля 420, 448, які містять нульові хвостові біти, які використовуються, щоб перевести кодер 114 (фіг ЗА) у відомий стан після закінчення чергового пакету даних Хвостові кодові біти дають змогу кодеру 114 чітко розділяти пакети таким чином, що кодування здійснюється тільки над бітами одного пакету Хвостові біти дозволяють також деко 30 деру у МС 6 визначати межі пакету у процесі декодування КІЛЬКІСТЬ ХВОСТОВИХ бітів у полях 420, 448 залежить від типу кодера 114 У типовому втіленні поля 420, 448 є достатньо довгими, щоб перевести кодер 114 у відомий стан Описані пакетні формати є прикладами форматів, придатних для передачі даних і службових повідомлень Згідно З вимогами системи можуть бути використані і ІНШІ формати, КІЛЬКІСТЬ ЯКИХ також може бути іншою IX Кадр службового прямого каналу Згідно З винаходом, інформаційний канал використовується також для передачі повідомлень від БС 4 до МС 6 Типи повідомлень (1) повідомлення про напрямок передачі зв'язку, (2) пейджерні повідомлення (наприклад, пейджерний виклик певної МС 6, для якої є дані у черзі даних БС 4), (3) короткі пакети даних для певної МС 6 і (4) підтверджуючі повідомлення (ПП) і НЕПП для передачі у зворотному каналі (описані далі) Згідно з винаходом можуть бути використані і ІНШІ ТИПИ повідомлень службового каналу Після встановлення зв'язку МС 6 веде моніторинг службового каналу для виявлення пейджерних повідомлень і починає передавати пілот-сигнал зворотного каналу У типовому втіленні службовий канал мультиплексовано у часі з інформаційними даними інформаційного каналу (фіг4А) МС 6 ідентифікує службове повідомлення, виявляючи заголовок, який покрито зумовленим ПШ кодом Службові повідомлення передаються з постійною швидкістю передачі, яку МС 6 визначає під час виявлення У бажаному втіленні ця швидкість передачі становить 76, кбіт/с У службовому каналі повідомлення передаються у вигляді капсул Фіг 4Є містить типову капсулу службового каналу У типовому втіленні кожна капсула містить заголовок 462, зміст повідомлення і біти 474 парності КЦН Зміст включає одне або більше повідомлень і, якщо необхідно, заповнюючі біти 472 Кожне повідомлення має ідентифікатор (ІД ПОВІД) 464, довжину (ДОВЖ) 466, як варіант, адресу (АДР) 468 (якщо повідомлення призначено для певної МС 6) і зміст 470 У типовому втіленні повідомлення вирівняно згідно з межами октету Типова капсула повідомлення (фіг4Є) включає два адресованих усім МС 6 повідомлення і одне повідомлення для певної МС 6 Поле 464 (ІД ПОВІД) визначає, чи має це повідомлення поле адреси (тобто адресоване усім або певній МС) X Прямий пілот-канал Згідно З винаходом прямий пілот канал забезпечує пілот-сигнали, які МС 6 використовує для початкового встановлення зв'язку, відновлення фази, відновлення синхронізації і комбінування Ці функції подібні передбаченим для систем ПДКУ стандартом IS-95 У типовому втіленні МС 6 використовує пілот-сигнал для вимірювання С/І Фіг ЗА містить типову блок-схему прямого пілот-каналу згідно з винаходом ПІЛОТНІ дані містять ПОСЛІДОВНІСТЬ нулів (або одиниць), яка надходить до помножувача 156, що покриває ПІЛОТНІ дані кодом Wo Уолша Оскільки цей код є ПОСЛІДОВНІСТЮ нулів, виходом помножувача 156 є ПІЛОТНІ 31 55482 дані Ці дані мультиплексуються у часі мультиплексором 162 і спрямовуються у І-канал Уолша, який розширюється коротким кодом ПШ| у комплексному помножувачі 214 (фігЗБ) У типовому втіленні ПІЛОТНІ дані не розширюються довгим ПШ кодом, який ігнорується мультиплексором 234 під час пілотної серії, що дозволяє приймати пілот-сигнал усім МС 6 Отже пілот-сигнал є немодульованим сигналом з ДФМ Фіг 4Б МІСТИТЬ схему, що ілюструє пілотсигнал У типовому втіленні кожна часова щілина містить дві ПІЛОТНІ серії 306а, 306Ь, які мають місце наприкінці першої і третьої чвертей часової щілини У типовому втіленні кожна пілотна серія 306 має тривалість 64 елементи (Тр = 64) За відсутності інформаційних даних або даних службового каналу БС 4 передає лише ПІЛОТНІ серії і серії керування потужністю, створюючи періодичні безперервні серії радіосигналів з частотою 1200Гц Параметри модуляції пілот-сигнал їв наведено у табл 4 XI Керування потужністю у зворотному каналі Згідно З винаходом прямий канал керування потужністю використовується, щоб надсилати команди керування потужністю передачі від МС 6 у зворотному каналі У зворотному каналі кожна МС 6, що передає, є джерелом перешкод для інших МС мережі Для мінімізації таких перешкод і збільшення пропускної здатності потужність кожної МС 6 регулюють у двох контурах регулювання У типовому втіленні ці контури подібні контурам регулювання потужності систем ПДКУ, описаним у патенті США 5 056 109, включеному сюди посиланням Згідно З винаходом можуть бути використані ІНШІ механізми регулювання потужності Перший контур регулювання коригує потужність передачі МС 6 таким чином, щоб підтримувати якість сигналу зворотного каналу на встановленому рівні Якістю сигналу вважається виміряне відношення "енергія на біт/шуми + інтерференція (перешкоди)" (Еь/Іо) сигналу зворотного каналу, прийнятого БС 4 Встановлений рівень визначають встановленням еталонного значення Еь/Іо Другий контур регулювання потужності коригує еталонне значення таким чином, щоб підтримувати бажаний рівень якості обслуговування, який являє собою частоту появи помилок у кадрі (ЧПК) Регулювання потужності у зворотному каналі є дуже важливим механізмом, оскільки передача від кожної МС 6 створює перешкоди для інших МС 6 системи Мінімізація потужності передач зворотного каналу знижує перешкоди і збільшує пропускну здатність зворотного каналу У першому контурі регулювання БС 4 виміряє Еь/Іо зворотного каналу і порівнює його з еталонним значенням Якщо виміряне Еь/Іо перевищує це еталонне значення, БС 4 передає повідомлення керування потужністю до МС 6, яким інструктує МС 6 знизити потужність передачі, якщо ж виміряне Еь/Іо є нижчим за еталонне значення, БС 4 передає повідомлення керування потужністю до МС 6, яким інструктує МС 6 збільшити потужність передачі У типовому втіленні повідомлення керування потужністю являє собою один біт, високе значення якого є для МС 6 командою збільшити потужність передачі, низьке ж значення є коман 32 дою на зниження цієї потужності Згідно З винаходом біти керування потужністю для усіх МС 6 передаються від БС 4 у каналі керування потужністю У типовому втіленні цей канал включає до 32 ортогональних каналів, розширених 16-бітовим покриттям Уолша Кожний канал Уолша з постійним інтервалом передає один біт ЗКП або один біт АПК Кожна активна МС 6 має призначений їй індекс ЗКП, який визначає покриття Уолша і фазу КФМ (наприклад, пряму або квадратурну) потоку бітів ЗКП, адресованих цій МС 6 У типовому втіленні нульовий індекс ЗКП зарезервовано для біта АПК Фіг ЗА МІСТИТЬ типову блок-схему каналу керування потужністю Біти ЗКП надходять до повторювача 150 символів, який повторює ці біти зумовлену КІЛЬКІСТЬ разів Повторені біти ЗКП надходять до елемента 152, який покриває ці біти кодом Уолша, який відповідає індексу ЗКП Покриті біти надходять до підсилювача 154, який масштабує біти перед модуляцією, щоб забезпечити ПОСТІЙНІСТЬ повної потужності передачі У типовому втіленні підсилювачі каналів Уолша нормалізовано таким чином, що повна потужність каналу ЗКП дорівнює повній наявній потужності передачі Коефіцієнти підсилення каналів Уолша можуть змінюватись з часом для забезпечення ефективного використання повної потужності БС 4 з підтриманням надійної передачі бітів ЗКП до усіх активних МС 6 У типовому втіленні коефіцієнти підсилення каналів Уолша неактивних МС 6 встановлюються рівними 0 Використання оцінок якості прямого каналу від ВІДПОВІДНОГО КВД МС 6 уможливлює автоматичне регулювання потужності у каналах ЗКП Уолша Масштабовані біти ЗКП від підсилювача 154 надходять до мультиплексора 162 У типовому втіленні індекси ЗКП 0 - 15 призначені, ВІДПОВІДНО, покриттям Уолша Wo -W15 і передаються навколо першої пілотної серії у ЩІЛИНІ (серія ЗКП 304 у фіг4В), індекси ЗКП 1 6 - 3 1 призначені, ВІДПОВІДНО, покриттям Уолша W-is - W31 і передаються навколо другої пілотної серії у ЩІЛИНІ (серія ЗКП 308 у фіг4В) Біти ЗКП модульовані згідно з ДФМ парними покриттями Уолша (наприклад, Wo, W2, W4, ) у фазному сигналі і непарними (наприклад, W-i, W3, W5, ) у квадратурнофазному Для зниження відношення "максимум/середнє" огинаючої бажано балансувати фазну і квадратурно-фазну потужності, а для мінімізації перехресних перешкод, що можуть виникнути внаслідок фазових помилок демодулятора, бажано призначати ортогональні покриття фазному і квадратурно-фазному сигналам У типовому втіленні у 31 каналах ЗКП Уолша можна передати до 31 ЗКП у кожній часовій ЩІЛИНІ, причому 15 бітів ЗКП передаються у першій половині щілини і 16 - у другій Біти ЗКП об'єднуються у суматорі 212 (фігЗБ) і утворюють сигнал каналу керування потужності, показаний на фіг 4В Часову діаграму роботи каналу керування потужністю наведено на фіг 4Б У типовому втіленні швидкість передачі бітів ЗКП становить бООбіт/с або 1 біт на часову щілину Кожний біт ЗКП мультиплексований у часі і передається у двох серіях (наприклад, 304а, 304Ь на фіг 4Б, 4В) Кожна серія 3КБ має ширину 32 елементи ПШ коду (або 2 сим 33 ТАБЛИЦЯ 4 ПАРАМЕТРИ МОДУЛЯЦІЇ у ПІЛОТ-КАНАЛІ КАНАЛІ КЕРУВАННЯ ПОТУЖНІСТЮ Параметр ЗКП Швидкість пере600 дачі Формат модуляКФМ ції Тривалість біта 64 керування Повторень 4 34 наведено утабл 4 Використовуючи біт АПК, МС 6 може обчислити С/І за формулою 55482 воли Уолша, Тре = 32), а повна ширина біта ЗКП становить 64 таких елементів (4 символи Уолша) Змінюючи КІЛЬКІСТЬ повторень символів, можна змінювати швидкість передачі бітів Наприклад, якщо передавати перші 31 біти ЗКП серіями 304а, 304Ь, а другі 32 - серіями 308а, 308Ь, швидкість передачі становитиме 1200бп7с (досить для підтримання 63 МС 6 одночасно або для підвищення швидкості керування потужністю) У цьому випадку усі покриття Уолша використовуються для фазних і квадратурно-фазних сигналів Параметри модуляції бітів ЗКП наведено утабл 4 АПК Пілот Одиниці 75 1200 гц КФМ ДФМ 1024 64 64 4 ПШелементи символи Передача у каналі керування потужністю відбувається серіями, оскільки КІЛЬКІСТЬ МС 6, що мають зв'язок з БС 4, може бути меншим, ніж КІЛЬКІСТЬ наявних каналів ЗКП Уолша У цьому випадку деякі канали ЗКП Уолша встановлюються у 0 зміною коефіцієнта підсилення елемента 154 У типовому втіленні біти ЗКП передаються до МС 6 без кодування і переупорядкування для скорочення часу обробки Крім того, хибний прийом біта керування потужності не шкодить системі зв'язку, оскільки помилка може бути коригована у наступній часовій ЩІЛИНІ контуром регулювання потужності Згідно З винаходом МС 6 може зазнавати м'якої передачі зв'язку з багатьма БС 4 у зворотному каналі Спосіб і пристрій для регулювання потужності у цьому випадку описано у вже згаданому патенті США 5 056 109 МС 6, що знаходиться у стані м'якої передачі зв'язку, веде моніторинг каналів ЗКП Уолша кожної БС 4 Активної групи і комбінує біти ЗКП згідно з процедурою, описаною у патенті США 5 056 109 У першому втіленні МС 6 виконує операцію АБО над командами на зниження потужності МС 6 знижує потужність, якщо будьякий з прийнятих бітів ЗКП інструктує МС 6 зробити це У другому втіленні МС 6, зазнаючи м'якої передачі зв'язку, може комбінувати м'яке рішення для бітів ЗКП перед формуванням жорсткого рішення Винахід передбачає і ІНШІ процедури обробки бітів ЗКП Згідно З винаходом біт АПК вказує для МС 6, чи буде переданий у наступному півкадрі інформаційний канал, що відповідає пілот-каналу Використання бітів АПК поліпшує оцінку С/І у МС 6 і, отже, вимогу швидкості передачі, оскільки інформує про рівень перешкод У типовому втіленні біт АПК лише змінює межі півкадру і повторюється у восьми послідовних часових щілинах, що дає бітову швидкість передачі 75біт/с Параметри біта АПК (3) де (С/І), - виміряне С/І і-го сигналу прямого каналу, Сі - повна потужність прийнятого і-го сигналу прямого каналу Cj - потужність прийнятого j-ro сигналу прямого каналу, І - повні перешкоди у випадку, коли ведуть передачу усі БС 4, aj - біт АПК j-ro сигналу прямого каналу, який може мати значення 0 або 1 залежно від біту АПК XII Передача даних зворотного каналу Згідно З винаходом передача у зворотному каналі може вестись з змінною швидкістю передачі Змінна швидкість забезпечує гнучкість і дозволяє МС 6 передавати на одній з кількох швидкостей передачі залежно від КІЛЬКОСТІ даних, призначених для передачі до БС 4 У типовому втіленні МС 6 може у будь-який час вести передачу з найменшою швидкістю, але для передачі з вищими швидкостями необхідно одержати дозвіл від БС 4 Така процедура мінімізує затримки передачі у зворотному каналі і забезпечує ефективне використання ресурсів каналу Фіг 8 містить діаграму роботи зворотного каналу під час передачі даних згідно з винаходом Спочатку у ЩІЛИНІ п МС 6 виконує спробу доступу пробним сигналом (див вже згаданий патент США 5 289 527) у зворотному каналі даних з найнижчою швидкістю (блок 802) У тій же ЩІЛИНІ п БС 4 демодулює пробний сигнал і приймає повідомлення доступу (блок 804) БС 4 дає дозвіл на використання каналу даних, передаючи його у ЩІЛИНІ П + 2, і призначає службовому каналу індекс ЗКП (блок 806) У ЩІЛИНІ п + 2 МС 6 приймає дозвіл і одержує керування потужністю від БС 4 (блок 808) Починаючи з щілини п + З, МС 6 веде передачу пілотсигналу і одержує безпосередній доступ до зворотного каналу даних з найнижчою швидкістю Якщо МС 6 має інформаційні дані і вимагає швидкісного каналу даних, вона може ініціювати вимогу (блок 810), яку БС 4 приймає у ЩІЛИНІ п + З (блок 812) У ЩІЛИНІ п + 5 БС 4 передає дозвіл у службовому каналі (блок 814), який у тій же ЩІЛИНІ МС 6 приймає (блок 816) і починає передачу з високою швидкістю у зворотному каналі, починаючи з щілини п + 6 (блок 818) XIII Архітектура зворотного каналу У системі зв'язку згідно з винаходом передача у зворотному каналі відрізняється від передачі у прямому каналі У прямому каналі одна БС 4 веде передачу до одної МС 6, але у зворотному каналі кожна БС 4 може одночасно приймати дані, що передаються багатьма МС 6 У типовому втіленні кожна МС 6 може вести передачу на одній з кількох швидкостей передачі залежно від КІЛЬКОСТІ даних, призначених для передачі до БС 4 Будова системи ураховує цю асиметрію у передачі даних У типовому втіленні вузол синхронізації зворотного каналу є ідентичним такому вузлу прямого каналу, і передача даних у обох каналах здійснюється у часових щілинах тривалістю 1,667мс Однак, оскільки передача даних у зворотному каналі звичайно відбувається з нижчою швидкістю пере 35 55482 дачі, для підвищення ефективності вузол синхронізації має довший період У типовому втіленні зворотний канал підтримує два канали пілот/КВД-канал і канал даних Функції і реалізації цих каналів описано нижче Пілот/КВД-канал використовується для передачі пілот-сигналу і повідомлень КВД, а канал даних для передачі інформаційних даних Фіг7А містить схематичне зображення структури кадру зворотного каналу У типовому втіленні ця структура подібна до структури кадру прямого каналу, зображеної на фіг4А, але у зворотному каналі пілот-сигнал і дані КВД передаються одночасно у фазному і квадратурно-фазному каналах У типовому втіленні МС 6 передає повідомлення КВД у пілот/КВД-каналі у кожній ЩІЛИНІ КОЖНОГО разу, коли вона приймає передачу високої швидкості Коли МС 6 не приймає даних, переданих з високою швидкістю, уся щілина пілот/КВДканалу містить лише пілот-сигнали Пілот-сигнал, прийнятий БС 4, використовується для кількох функцій як засіб початкового встановлення зв'язку, як еталон фази пілот/КВД-сигналів і каналу даних і як джерело даних для замкненого контура регулювання потужності зворотного каналу У типовому втіленні ширина смуги у зворотному каналі дорівнює 1,2288МГц, що дозволяє використовувати обладнання, призначене для систем ПДКУ стандарту IS-95 Однак, для підвищення пропускної здатності і/або щоб задовольнити вимогам системи може бути обрана інша ширина смуги Для розширення сигналу зворотного каналу можуть бути використані довгі ПШ коди і короткі коди ПШ|, ПШо, передбачені стандартом IS-95 У типовому втіленні у зворотному каналі використовується КФМ Для зниження варіацій відношення "максимум/середнє" амплітуди модульованого сигналу може бути використана непарна КФМ Згідно З винаходом у системі можуть бути використані ІНШІ смуги, ПШ коди і типи модуляції У типовому втіленні потужність передачі зворотного каналу у пілот/КВД-каналі і каналі даних регулюється таким чином, що відношення Еь/Іо, яке вимірюється у БС 4, підтримується на зумовленому еталонному рівні (див вже згаданий патент США 5 506 109) Керування потужністю здійснює БС 4, яка має зв'язок з МС 6, а команди передаються у вигляді бітів ЗКП, як це описано вище XIV Зворотний канал даних Фіг 6 містить блок-схему архітектури зворотного каналу згідно з винаходом Дані, розділені на пакети, надходять до кодера 612, який для кожного пакета генерує біти парності КЦН, додає хвостові біти і кодує пакет згідно з форматом, описа 36 ним у вже згаданій заявці 08/743 688 Винахід передбачає і ІНШІ формати кодування Від кодера 612 форматований пакет надходить до блочного переупорядковувача 614, який переупорядковує кодові символи пакету і надсилає його до помножувача 616, який покриває дані покриттям Уолша і надсилає їх до підсилювача 618 Цей підсилювач масштабує дані таким чином, щоб повна енергія на елемент коду (Еь) була постійною Масштабовані дані надходять до помножувачів 650b, 650d, які розширюють дані, ВІДПОВІДНО, ПОСЛІДОВНОСТЯМИ ПШ_І і ПШ_О від помножувачів, і надсилають їх до фільтрів 652b, 652d, які їх фільтрують 3 фільтрів 652а, 652Ь сигнали надходять до суматора 654а, а з фільтрів 652а, 652d - до суматора 654Ь Суматори 654 складають сигнали каналу даних з сигналами пілот/КВД-каналу 3 суматорів 654а, 654Ь надходять ВИХІДНІ сигнали І, Q, ВІДПОВІДНО, ЯКІ мо дулюються фазною синусоїдою COS(coct) і квадратурно-фазною синусоїдою SIN(coct) і складаються У типовому втіленні інформаційні дані передаються як у прямій, так і квадратурній фазі синусоїди У типовому втіленні дані розширюються довгим і короткими ПШ кодами Довгий ПШ код скремблює дані таким чином, що БС 4 здатна ідентифікувати МС 6, що передає Короткий ПШ код розширює сигнал на всю смугу Довгу ПШ ПОСЛІДОВНІСТЬ генерує генератор 642 довгого коду, який надсилає її до помножувачів 646 Короткі ПОСЛІДОВНОСТІ ПШІ, ПШо, генеровані генератором 644 короткого коду, надходять до помножувачів 646а, 646ь, які перемножують ці групи послідовностей, утворюючи сигнали ПШ_І, ПШ_О, ВІДПОВІДНО Блок-схема каналу даних, наведена на фіг 6, є прикладом багатьох варіантів архітектури, яка уможливлює кодування даних і модуляцію у зворотному каналіДля високих швидкостей передачі можна використати архітектуру прямого каналу з використанням багатьох ортогональних каналів Згідно З винаходом може бути також використана архітектура зворотного інформаційного каналу систем ПДКУ стандарту IS-95 У типовому втіленні у зворотному каналі даних можуть бути використані чотири швидкості передачі (див табл 5) Винахід передбачає використання і інших швидкостей У типовому втіленні розмір пакету зворотного каналу залежить від швидкості передачі (див табл 5) Згідно з вже згаданою заявкою 08/743 688, роботу декодера для великих пакетів можна поліпшити, тому, згідно з винаходом, можна використовувати пакети розмірів, ВІДМІННИХ від наведених у табл 5 Крім того, розмір пакету можна зробити незалежним від швидкості передачі ТАБЛИЦЯ 5 ПАРАМЕТРИ МОДУЛЯЦІЇ ПІЛОТ-СИГНАЛІВ І СИГНАЛІВ КЕРУВАННЯ ПОТУЖНІСТЮ Параметр 9,6 Тривалість кадру Довжина пакету Довжина коду КЦН Хвостові біти 26,66 245 16 5 Швидкості передачі даних 19,2 38,4 26,66 13,33 491 16 5 491 16 5 76,8 13,33 1003 16 5 Одиниці кбіт/с МС біти біти біти 37 55482 38 Продовження таблиці 5 Параметр БІТІВ на пакет Довжина кодованого пакету Довжина символа Уолша Потреба вимоги 9,6 256 1024 32 НІ Швидкості передачі даних 19,2 38,4 512 512 2048 2048 16 8 так так Як показано у табл 5, у зворотному каналі можна вести передачу з різними швидкостями У типовому втіленні найнижча швидкість передачі становить 9,6кбіт/с і призначається кожній МС 6 після реєстрації у БС 4, причому МС 6 може вести передачу на цій швидкості у каналі даних у будь-якій ЩІЛИНІ, не потребуючи дозволу від БС 4 БС 4 надає дозвіл на вищу швидкість передачі, базуючись на таких параметрах системи, як її завантаження, розподіл навантажень і повна пропускна здатність Процедуру планування описано у вже згаданій заявці 08/798 951 XV Пілот/КВД-канал зворотного каналу Фіг 6 містить блок-схему типового пілот/КВДканалу Повідомлення КВД надходить до кодера 626, який кодує його згідно з зумовленим форматом Кодування повідомлення КВД є важливою функцією, оскільки імовірність помилки у цьому повідомленні має бути низькою, що зумовлено тим, що хибне визначення швидкості передачі прямого каналу впливає на пропускну здатність системи У типовому втіленні кодер 626 є блочним кодером КЦН швидкості 8,4, який кодує 3-бітове повідомлення КЦН у 8-бітове кодове слово Кодоване повідомлення КВД надходить до помножувача 628, який покриває його кодом Уолша, що ідентифікує БС 4, якій адресовано повідомлення КВД Код Уолша створюється генератором 624 Уолша Покрите повідомлення КВД надходить до мультиплексора 630, який мультиплексує його з пілотними даними Повідомлення КВД і ПІЛОТНІ дані надходять до помножувачів 650а, 650с, які розширюють їх сигналами ПШ_І, ПШ_О, ВІДПОВІДНО Отже, пілотне повідомлення і повідомлення КВД передаються як у прямій, так і квадратурній фазі синусоїди У типовому втіленні повідомлення КВД передається до обраної БС 4 Цього досягають покриттям цього повідомлення кодом Уолша довжиною 128 елементів, який ідентифікує БС 4 Використання 128-елементних кодів Уолша відоме фахівцям Кожній БС 4, яка має зв'язок з МС 6, призначається унікальний код Уолша, і БС 4 розкриває цим кодом сигнал КВД Обрана БС 4 після цього передає дані до МС 6, що надіслала вимогу, у прямому каналі Інші БС 4 можуть визначити, що вимогу швидкості передачі адресовано не до них, оскільки цим БС призначено ІНШІ КОДИ Уолша У типовому втіленні короткі ПШ коди зворотного каналу для усіх БС 4 є однаковими і не мають зсуву для розрізнення БС 4 У системі зв'язку згідно з винаходом м'яка передача зв'язку здійснюється у зворотному каналі Відсутність зсуву у однакових коротких ПШ кодах дозволяє багатьом БС 4 приймати одну й ту ж передачу від МС 6 під час м'якої передачі зв'язку Короткі ПШ коди забезпечують розширення спектру, але не ідентифікацію 76,8 1024 4096 8 так Одиниці кбіт/с біти символи елементи БС4 У типовому втіленні повідомлення КВД несе бажану для МС 6 швидкість передачі У іншому втіленні повідомлення КВД несе показник якості каналу (наприклад, С/І, виміряне у МС 6) МС 6 може одночасно приймати від одної або більше БС 4 у прямому каналі пілот-сигнали і виміряти їх відношення С/І Після ЦЬОГО МС 6 обирає найкращу БС 4, базуючись на кількох параметрах, які можуть включати попередні і поточні виміри С/І Інформація про бажану швидкість передачі форматується у повідомлення КВД, яке, згідно з кількома втіленнями, спрямовується до БС 4 У першому втіленні МС 6 передає повідомлення КВД, базоване на бажаній швидкості передачі Ця швидкість передачі є найвищою можливою швидкістю, яка забезпечує прийнятну якість при С/І, виміряному у МС 6 На основі вимірювання С/І МС 6 спочатку обчислює максимальну швидкість передачі, яка ще забезпечує прийнятну якість зв'язку, після чого квантує його у ВІДПОВІДНОСТІ з одною з існуючих у системі швидкостей і приймає и як бажану Після цього МС 6 надсилає до БС 4 індекс обраної швидкості передачі Типовий набір можливих швидкостей передачі з ВІДПОВІДНИМИ індексами наведено у табл 1 Згідно З другим втіленням, у якому МС 6 передає до обраної БС 4 показник якості прямого каналу, МС 6 передає індекс С/І, який відповідає квантованому значенню виміру С/І Виміри С/І можуть бути зведені у таблицю і пов'язані з індексом С/І Збільшення КІЛЬКОСТІ бітів, що репрезентують індекс С/І, забезпечує більш дрібне квантування вимірів С/І Крім того, така ВІДПОВІДНІСТЬ може бути ЛІНІЙНОЮ або заздалегідь спотвореною У лінійному випадку кожне шкрементування індексу відповідає збільшенню виміру С/І Наприклад, кожному кроку індексу може відповідати збільшення С/І на 2дБ У випадку попереднього спотворення кожному шкрементуванню індексу відповідають різні зростання С/І Таку ВІДПОВІДНІСТЬ можна використати, наприклад, для квантування вимірів С/І згідно з кривою кумулятивної функції розподілення С/І, наведеною на фіг 10 Винахід включає ІНШІ способи передачі даних для керування швидкістю передачі від МС 6 до БС 4 Згідно З винаходом для репрезентування цих даних можуть бути використана інша КІЛЬКІСТЬ біт У більший частині цього опису мається на увазі перше втілення, у якому для передачі даних про швидкість передачі використовується повідомлення КВД У типовому втіленні вимірювання С/І виконується на пілот-сигналах прямого каналу подібно до того, як це виконується у системах ПДКУ Спосіб і пристрій для вимірювання С/І описано у заявці 08/722 763 на патент США від 27/09/1996, включе 39 55482 ній сюди посиланням Взагалі, це вимірювання здійснюється згортанням прийнятого сигналу короткими ПШ кодами Виміри С/І можуть виявитись неточними, якщо умови проходження каналу змінюються за період між часом вимірювання С/І і фактичним часом передачі даних Згідно з винаходом, використання бітів АПК дозволяє МС 6 урахувати завантаження прямого каналу при визначенні бажаної швидкості передачі У іншому втіленні вимірювання С/І здійснюються для інформаційного прямого каналу Сигнал цього каналу спочатку згортається довгим і короткими ПШ кодами і розкривається кодом Уолша Результати таких вимірювань можуть бути більш точними, оскільки на передачу даних витрачається більша частка потужності Винахід включає також ІНШІ способи вимірювання С/І прямого каналу у МС 6 У типовому втіленні повідомлення КВД передається у першій половині часової щілини (фіг 7А) У типовій часовій ЩІЛИНІ тривалістю 1,667мс повідомлення КВД включає перші 1024 елементи, тобто 0,83мс щілини Другі 1024 елементи використовуються БС 4 для демодуляції і декодування повідомлення Передача повідомлення у ранній частині часової щілини дозволяє БС 4 декодувати це повідомлення у тій же ЩІЛИНІ, а передані дані у наступній ЩІЛИНІ згідно з бажаною швидкістю Невелика затримка обробки дозволяє системі зв'язку згідно з винаходом швидко адаптуватись до змін робочого довкілля У іншому втіленні бажана швидкість передачі передається до БС 4 через абсолютну і відносну оцінки У цьому втіленні абсолютна оцінка, яка включає бажану швидкість передачі, передається періодично і дає БС 4 точне значення швидкості передачі, якої вимагає МС 6 У кожній часовій ЩІЛИНІ МІЖ передачами абсолютної оцінки МС 6 передає відносну оцінку, яка вказує на те, що бажана швидкість передачі у наступній часовій ЩІЛИНІ перевищує, є нижчою або дорівнює швидкості передачі у попередній ЩІЛИНІ МС 6 періодично пере Фіг.1 40 дає абсолютну оцінку, що забезпечує встановлення відомого значення і усуває накопичення помилок відносних оцінок Використання абсолютних і відносних оцінок може знизити швидкість передачі повідомлень КВД до БС 4 Винахід передбачає також використання інших протоколів передачі вимог швидкості передачі XIV Зворотний канал доступу МС 6 використовує зворотний канал доступу для передачі повідомлень до БС 4 у фазі реєстрації У типовому втіленні цей канал створюється з використанням щілинної структури з випадковим доступом МС 6 до кожної щілини Канал доступу мультиплексовано у часі з КВД У типовому втіленні канал доступу несе повідомлення у капсулах каналу доступу Формат кадру каналу доступу є ідентичним передбаченому стандартом IS-95 за винятком того, що його тривалість становить 26,67мс, а не 20мс Схему типової капсули каналу доступу наведено на фіг 7Б У типовому втіленні кожна така капсула 712 містить заголовок 722, одну або більше капсул 724 повідомлень і біти 726 заповнення Кожна капсула 724 повідомлення містить поле 732 довжини, тіло 734 повідомлення і біти 736 парності КЦН XVII Зворотний канал НЕПП Згідно З винаходом МС 6 передає повідомлення НЕПП у каналі даних Повідомлення НЕПП генерується для кожного пакету, прийнятого з помилками у МС 6 Утиповому втіленні ці повідомлення передаються у форматі "пауза-серія" (див вже згаданий патент США 5 504 773) Згідно З винаходом замість протоколу, що передбачає НЕПП, може бути використаний протокол з використанням підтвердження (ПП) Наведений опис дозволить фахівцю застосувати винахід, зробивши, якщо це необхідно, бажані зміни у наведених втіленнях згідно з принципами винаходу Винахід не обмежується наведеними втіленнями і має більш широке поле застосування, визначене його основними концепціями 41 ДЖЕРЕЛС ДАНИХ 42 55482 НДКОПИЧУВАЧ ДАНИХ 46 50 44 ПАКЕТНИЙ ІНЕРФЕЙС МЕРЕЖІ ЗЕЛЄКТОРИ ЕЛЕМЕНТ КАНАЛЬН. ЕЛЕМЕНТ ккта ПРОЦЕСОР КЕРУВАННЯ ВИКЛИКОМ РЧ ВУЗОЛ ЧЕРГА ДАНИХ КАНАЛЬН. ПЛАНУВАЧ Фіг.2 ,-114 ДАНІ КОДЕР КОДЕР квд 42 РОЗРІДЖУЮЧИЙ ЕЛЕМЕНТ ПЕРЕУПОРЯД КОВУВАН ДОВГИЙ КОД-#>- СКРШБЛЕР 1 - КАНАЛ УОЛША Q - КАНАЛ УОЛША ' Г** НМХ)Г* ЗАГОЛОВОК Н М Х ) ,-140 FAB-*r повто W! РЮВАЧ ІМ і ДАНІ КАНАЛУ . КЕРУВАННЯ ПОТУЖНІСТЮ . І — ^150 U /-t52 повто ЕЛЕМЕНТ ПОКРИТТЯ УОЛШД РЮЄАЧ р СИМВОЛІВ >> ^154 ПІДСИЛЮВАЧ М+І N 156 ПІЛОТНІ ДАН! W0 ІНФОРМАЦІЙНІ ДАНІ Фіг.ЗА ' МОДУЛЬОВАНИЙ СИГНАЛ Фіг.ЗБ 43 55482 44 I = ПОРОЖНІЙ КАДР Т= ІНФОРМАЦІЙНИЙ КАДР С= КАДР СЯУЖВОВОГО КАНАЛУ ІНФОРМАЦІЙНИЙ ПРЯМИЙ КАНАЛ НАС 16 ЩІЛИН/КАДР 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 ІЗ 14 15 16 ЧВЕРТЬ ЩІЛИНИ 4 ЧВЕРТІ У КАДР! Фіг.4А Трс ;-*-Трс /-302a 3 4 0 ДАНІ І ЩІЛИНА ^ЗОба ПІЛОТ m ,^-зЫь Трс^-302Ь ЗОЙ кп кп ДАНІ пілот й 0b ^Oc 8 -2 3 ДАНІ ІНФОРМАЦІЙНИЙ ПРЯМИЙ КАНАЛ КАНАЛ КЕРУВАННЯ ПОТУЖНІСТЮ ПІЛОТ КАНАЛ ФІГ.4Б 304а й WM КАНАЛ КЕРУВАННЯ ПОТУЖНІСТЮ ІДІЛИНА n ФІГ.4В ПРОРІДЖЕНИЙ ПАКЕТ ІНФОРМАЦІЙНИЙ ПРЯМИЙ КАНАЛ ЧАС 410 кцн ФК ПОР ХВІСТ ДАНІ Фіг.4Д .430 ,-432 КЦН ^-434 ФК ^-436 ^-440 слж СЛУЖБ ДОВЖ ^446 ^-442 ДОВЖ ПОР ДАНІ ЗАПОВН ХВІСТ Фіг.4Е ^-462 /-464 а /-466л ЗАГОЛОВОК поввд ДОВЖ ,-470а /-464Ь у-АббЬ /-470b ЗМІСТ ід дов* ЗМІСТ -Повідомлення ПОВІД Повідомлення ,-474 ПО6Щ •;•< Капсула службового канапу Фіг.4Є ц дов* АДР ЗМІСТ Повідомлення • ЗАПОВН кцн 45 БС передає 55482 46 Щтинап+3 Щілина п f' БС передає пілотсигная \ пейдаєрне службсжону каналі -504 МС приймає /-514 БС {передає 1 -у БС може передата •іасіїіну паяеїу залишок пакету з бажаною швидкістю 512 МС вимірне С/І Дан! прямого канапу S БС готові МС приймає пакети прямого «анаяу [Діяииа п МС може прийняти залишок пакету Щілина п+І Щілина і Пнрадача вимога данил на базі С/І МС передає Щілина її \ Щілина п+і Щілина ім-2 Щілина п+-3 Щілина М — З а т р и м к а в один бік* ЕС приймає і декодує вимогу даних БС приймає • Щілина в Щілина я+1 Щілина п +2 щілина п+3 Щшииа Ловка затримка Фіг.5 дднї ВИХІД! ПОВІДОМЛЕННЯ КБД ВИХІД Q ФІГ.6 НАС 16-ЩІЛИННИЙ КДДР СТРУКТУРА ЩІЛИНИ 1 2 3 4 5 6 7 8 ПОВІДОМЛЕННЯ КВД ДАНІ ФІГ.7А 9 10 2 3 4 6 п 1 1 1 !5 1 ПІЛОГ 47 48 55482 пілот Кадр 1 доступу пілот пілот Кадр 2 доступу ПІЛОТ/КВД-КАНАЛ чйГАппипіґ КАПСУЛА З А Г О Л О В О К ПОВІДОМЛЕННЯ КАПСУЛА ПОВІДОМЛЕННЯ ФІГ.7Б ЩІЛИНА п МС передає Затримка є один б і к — ^ y-sa2 Щ І Л И Н А п+1 ЩІЛИНА я+2 Щ І Л И Н А IW МС ПЕРЕДАЄ • пілот-сигндл, НАДСИЛАЄ ВИМОГУ ВИСОКОЇ ШВИДКОСТІ МС ЗДІЙСНИЛА СПРОБУ ДОСТУПУ КІЛЬКА ЩІЛИН ТОМУ 1 БСДЕМОДУЛЮЄ ПРОБНИЙ СИГНАЛ і ПРИЙМАЄ ПОВІДОМЛЕННЯ ДОСТУПУ ВС приймав ! •4 ЩІЛИНА я ЄС ПРИЙМАЄ ВИМОГУ високої швидкості ПЕРЕДАЧІ ДЙНИХ ^ - ^ Щ І Л И Н А п+1 *4- ГіОіиа з а т р и м к а Щ І Л И Н А п+2 _ ^ / Щ І Л И Н А п+3 -306 ЄС ДАЄ ДОЗЄШ НА ПЕР£ДрЯУ ДДНМХ1 НДДDH/IPS БІТ КЕРУВАННЯ ПОІКШІСТЮ V СЛУЖБОВОМУ КАНАПІ БО передає ЩІЛИНА п Щ І Л И Н А п+2 Щ І Л И Н А п+1 Щ І Л И Н А п+3 мс npий^^AЄ і дєкоЙУЄ СЛУЖВШИЙ КАНАЛ; МС ОДЕРЖУЄ КЄ. РУБАННЯ ПОТУЖНІСТЮ МС приймає ЩІЛИНА п ЩІЛИНА 11+і ЩІЛИНА п+2 ЩІЛИНА n+З ЩІЛИНА п+5 Фіг.8 Фіг.9 / / / ( / / !0 S Є/t (дЕ) Фіг.10 ЗО 25 ЗО 35 ЩІЛИНА х 49 55482 Підписано до друку 05 05 2003 р 50 Тираж 39 прим ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)236-47-24