Система радиосвязи

 

Использование: изобретение относится к системам радиосвязи, в частности к системам передвижной сотовой радиосвязи, и может быть использовано с устройствами, расположенными на подвижном автотранспорте, или, например, передвигающимся пешеходом. Сущность: система радиосвязи включает базовую станцию, которая связана с рядом подвижных станций посредством первого набора каналов для передачи звука и второго набора каналов для передачи данных, причем первый набор каналов выполнен в виде групп каналов, имеющих одинаковую полосу частот с возможностью работы каждой группы на отдельной частоте в режиме множественного доступа с частотным разделением, а все каналы одной группы выполнены с возможностью работы на одной несущей частоте с использованием множественного доступа с кодовым разделением (МДКР). Каждый канал второго набора выполнен с возможностью работы на несущих частотах каналов первого набора с использованием МДКР, а полоса частот каналов второго набора соответствует полосе частот, занятой по крайней мере несколькими группами каналов первого набора. 3 з.п.ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к системам радиосвязи, частности к системам передвижной сотовой радиосвязи, и может быть использовано с устройствами, расположенными на подвижном автотранспорте, или, например, передвигающимся пешеходом.

Системы подвижной сотовой радиосвязи могут использовать различные методы множественного доступа для соединения большого числа пользователей с базовой станцией. Известны методы множественного доступа с кодовым разделением, основанные на расширении спектра с прямой последовательностью, содержащие базовые станции, связанные с рядом подвижных станций посредством первого набора каналов для передачи звука, причем первый набор каналов выполнен в виде ряда групп каналов, имеющих одинаковую полосу частот, и с возможностью работы каждой группы на отдельной частоте в режиме множественного доступа с частотным разделением (МДЧР), а каждый из каналов одной группы выполнен с возможностью работы на одной несущей частоте с использованием множественного доступа с кодовым разделением (МДКР) (см. патенты США N 5117501, кл. H 455/11.1, 1988; 5124985, кл. H 370/95.3, 1989).

Такие методы повышают эффективность работы для данной плотности станций сотовой связи по сравнению с другими, более традиционными системами. Это преимущество в основном возникает за счет усреднения помех, появляющихся при обслуживании относительно большого числа пользователей в одной соте или в одном сотовом секторе.

Такое выполнение системы приводит к значительному увеличению числа пользователей, одновременно работающих в одной соте. Преимущества определяются тем, что любой индивидуальный пользователь занимает небольшую часть полосы пропускания, соты/сектора, при этом усреднение помех в отношении большего числа пользователей. При существующем уровне технологии полоса частот около 1 МГц вполне применима для подвижных средств, что позволяет обслуживать большое количество (несколько десятков) пользователей звуковых сообщений и получить преимущества, связанные с увеличением пропускной способности.

На фиг.1 представлена диаграмма каналов известной гибридной узкополосной системы с МДЧР-МДКР, которая включает ряд групп каналов, где передача в группы осуществляется на своей частоте от F1 до F10. Каждая группа содержит восемь каналов, которые отличаются друг от друга посредством МДКР, и каждый канал передается с использованием своего кода МДКР. Для примера, восемь каналов, от C1 до C8, представлены как группа, работающая на частоте F1.

В представленной системе каждый код расширения может расшириться до полосы частот 1 МГц, причем общая полоса частот 10 МГц используется для всех групп, от F1 до F10 группы, представленной на фиг. 1.

На фиг. 2 показана диаграмма каналов известной широкополосной системы с МДКР, содержащей восемь каналов, от C9 до C16, которые распространяются на всю полосу частот 10 МГц, занимаемую частотами от F1 до F10 группы, представленной на фиг. 1. В известных системах это обычно считается единственным способом эффективного обеспечения широкополосных информационных передач, а переход к этому методу для всех каналов с целью облегчения передачи данных потребует замены существующих подвижных устройств.

Недостатком известных систем является невозможность совмещения передачи данных и звуковых сообщений.

Требования пользователей услуг, связанных с передачей данных, значительно превышают условия передачи звука. Например, одна цифровая сеть интегрального обслуживания, работающая на скорости 64 кбит/с, требует в несколько десятков раз большей пропускной способности, чем звуковой шифратор, работающий на малых скоростях. Для ряда абонентов, требующих подобных возможностей, система расширения на 1 МГц является недостаточной, поскольку обеспечивает только небольшое число пользователей на одну несущую частоту.

Задачей изобретения является создание системы радиосвязи, обеспечивающей одновременно передачу широкополосных сигналов, например до 10 МГц, и звуковой информации, которую передают через группы каналов, имеющих узкую полосу частот. Это снижает энергопотребление, стоимость и упрощает систему. Кроме того, это ускорит применение ручных звуковых терминалов.

В соответствии с изобретением система радиосвязи включает базовую станцию, связанную с рядом подвижных станций для передачи звука с использованием первого набора каналов и для передачи данных с использованием второго набора каналов, причем каждый из каналов первого набора имеет одну и ту же полосу частот, а весь набор включает группу каналов, где каждая группа каналов может работать на отдельной частоте, т.е. в режиме МДЧР, и где все каналы в группе работают на одной номинальной несущей частоте и передаются с использованием МДКР, причем каждый канал в группе отличается от любого другого канала в этой группе за счет своего собственного кода, причем полоса частот, используемая для указанного второго набора, соответствует полосе частот, которую занимает в сумме как минимум часть каналов в группах первого набора.

Полоса частот, занимаемая каналами второго набора, условно может быть той же полосой частот, которую занимают в сумме все группы первого набора.

В соответствии с одним вариантом реализации изобретения может иметься ряд каналов второго набора, каждый из которых занимает отдельную полосу частот, так что в сумме они занимают полосу частот, соответствующую полосе частот, занимаемой каналами третьего набора, где для взаимного различения используется МДКР.

Устройство для реализации системы, согласно изобретению, может содержать базовую станцию с рядом модуляторов МДКР по одному на каждый канал ряда групп каналов, где каналы каждой группы работают на одной и той же несущей частоте, причем входы модуляторов соединены с мультиплексором, управляемым коммутационным узлом, а выходы модуляторов связаны с рядом повышающих преобразователей частот, один на каждый модулятор, которые подсоединены к передающему распределителю сигналов, связанному с передающей антенной, при этом расширение полосы частот методом МДКР одного из модуляторов, используемого для одной группы каналов передачи данных, соответствует полосе частот, занимаемой в сумме всеми другими группами каналов, причем базовая станция имеет также приемное устройство.

На фиг. 1 изображена диаграмма, показывающая каналы известной гибридной узкополосной системы множественного доступа с частотным разделением (МДЧР-МДКР); на фиг. 2 - диаграмма, показывающая каналы известной широкополосной системы с МДКР; на фиг. 3 - диаграмма, показывающая каналы системы в соответствии с одним вариантом реализации изобретения, использующим широкополосный МДКР для передачи данных и узкополосный гибрид МДКР-МДЧР для передачи звука; на фиг. 4 - диаграмма, показывающая каналы системы, представляющей собой развитие системы, представленной на фиг. 3; на фиг. 5 - блок-схема базовой станции для использования в системе в соответствии с изобретением.

На фиг. 3 показаны каналы системы в соответствии с изобретением, где каналы от C17 до C20, занимающие всю полосу частот 10 МГц, используются для передачи данных, тогда как 10 групп каналов, где каждая группа содержит 4 канала, что дает в сумме 40 каналов, используются для передачи звука, но каждый звуковой канал имеет полосу частот только 1 МГц. Как показано на фиг. 3, каналы от C21 до C24 передаются на частоте P1 и взаимно отличаются посредством МДКР с использованием особого кода для каждого канала. В этом случае пользователи звука остаются на узкополосных каналах, тогда как широкополосная передача данных используется с расширением на всю полосу от F1 до F10. Таким образом, пользователи звука могут работать без воздействия со стороны пользователей передачи данных, если звуковая система и система данных не делят между собой имеющуюся полосу частот.

На фиг. 4, где числовые обозначения не обязательны, показано развитие системы согласно фиг. 3.

Например, если несколько несущих частот 10 МГц дополнительно спектрально распределены, то можно получить дополнительные широкополосные системы МДКР, как это видно на фиг. 4.

В этом случае имеются три уровня МДКР. Наименьший может быть, например, 1 МГц, следующий - 10 МГц, а наибольший - 40 МГц. Следует обратить внимание на то, что нет теоретических ограничений на количественное использование указанных признаков. Кроме того, не столь важен выбор величины частот нижнего (с наименьшей скоростью) уровня, которая будет использована при операции "покрытия" для более высокого уровня.

На фиг. 5 базовая станция подвижной сотовой радиосистемы содержит передающую антенну 1, питаемую от передающего, распределителя сигналов 2. Передающий распределитель сигналов 2 связан с рядом повышающих преобразователей частот 3, 4, 5, 6 и 7, которые в свою очередь соединены с выходами группы модуляторов 8, 9, 10, 11 и 12. Каждая группа модуляторов 8, 9, 10, 11 и 12 работает на своей частоте, а разные каналы в группе отличаются использованием специального кода для каждого канала. В этом примере группы 8, 9, 10 и 11 используются для передачи речи, и поэтому им предоставлена полоса частот с малым расширением, например 1 МГц, тогда как группа 12 используется для передачи данных и ей соответственно предоставлена полоса частот со значительно большим расширением, например 10 МГц.

Дополняющая система приемника содержит приемную антенну 13 и понижающие преобразователи частот 14, 15, 16, 17 и 18, которые питают демодуляторы 19, 20, 21, 22 и 23. Было бы предпочтительно, если бы демодуляторы располагались группами 19, 20, 21, 22 и 23 и если бы каждая группа работала на своей частоте, причем группы от 19 до 22 использовались бы для передачи звука (речи), а группа 23 - для передачи данных.

Входы модуляторов 8, 9, 10, 11 и 12 и выходы демодуляторов 19, 20, 21, 22 и 23 соединены с мультиплексором 24, управляемым из коммутационного центра (на чертеже не показан) по стрелке 25. Между приемной антенной 13 и понижающими преобразователями установлен делитель 26 мощности.

Благодаря системе, соответствующей изобретению, становится доступен более широкий спектр частот, что обеспечивает требования пользователей по более эффективному применению широкополосных сообщений. Вышеописанная система с "покрытием" обеспечивает гибкую эволюцию подвижных систем связи для достижения новых возможностей с использованием широкополосной передачи данных на основе тех же спектральных распределений, что и при существующей передаче звука, причем без нарушения последней.

Формула изобретения

1. Система радиосвязи, содержащая базовую станцию, связанную с рядом подвижных станций посредством первого набора каналов для передачи звука, выполненного в виде ряда групп каналов, имеющих одинаковую полосу частот с возможностью работы каждой группы на отдельной частоте в режиме множественного доступа с частотным разделением (МДЧР), а все каналы одной группы выполнены с возможностью работы на одной несущей частоте с использованием множественного доступа с кодовым разделением (МДКР), отличающаяся тем, что базовая станция дополнительно связана с упомянутым рядом подвижных станций вторым набором каналов для передачи данных, каждый канал из которых выполнен с возможностью работы на несущих частотах каналов первого набора с использованием МДКР, а полоса частот каналов второго набора соответствует полосе частот, занятой по крайней мере несколькими группами каналов первого набора.

2. Система по п.1, отличающаяся тем, что полоса частот каналов второго набора соответствует полосе частот, занятой всеми группами каналов первого набора.

3. Система по п.1, отличающаяся тем, что второй набор каналов выполнен в виде ряда групп каналов, каждая из которых занимает свою полосу частот, а полоса частот, занятая всеми группами каналов второго набора, соответствует полосе частот третьего набора каналов, использующих МДКР для взаимного отличия.

4. Аппаратура для осуществления системы по п.1, отличающаяся тем, что базовая станция включает в себя ряд модуляторов МДКР, по одному на каждый канал связи, соединенных входами с питающим мультиплексором, связанным с управляющим коммутационным центром, а выходами - с соответствующими повышающими преобразователями частот для их питания, соединенными посредством передающего распределителя сигналов с передающей антенной, а также ряд модуляторов для передачи данных, соединенных входом с питающим мультиплексором, а выходами - с соответствующими повышающими преобразователями частот, связанными с упомянутым передающим распределителем сигналов, при этом базовая станция содержит также приемное устройство.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5