Способ и устройство для улучшения степени использования телекоммуникационных каналов в локально сконцентрированных, асинхронных, беспроводных телекоммуникационных системах

 

Для того чтобы избежать затрат, связанных с синхронизацией в локально сконцентрированных, асинхронных, беспроводных телекоммуникационных системах, в каждой телекоммуникационной системе для первого, создаваемого по гибридному, содержащему принцип множественного доступа с разделением частот методу множественного доступа телекоммуникационного соединения, включая предусмотренное, при необходимости, телекоммуникационное соединение с "фиктивным носителем" занимает с приоритетом свободную, еще не занятую частоту множественного доступа с разделением частот и каждое следующее за первым телекоммуникационным соединением телекоммуникационное соединение, включая телекоммуникационное соединение переключения, создают с приоритетом на той же частоте множественного доступа с разделением частот. 2 c. и 14 з.п. ф-лы, 8 ил.

Изобретение относится к способу улучшения степени использования телекоммуникационных каналов в локально сконцентрированных, асинхронных, беспроводных телекоммуникационных системах согласно ограничительной части пункта 1 формулы изобретения и к устройству для улучшения степени использования телекоммуникационных каналов в локально сконцентрированных, асинхронных, беспроводных телекоммуникационных системах согласно ограничительной части пункта 9 формулы изобретения.

Беспроводные телекоммуникационные системы указанного выше типа представляют собой системы связи с линией дальней связи между источником информации и абонентом связи для обработки сообщений и передачи сообщений, в которых 1) обработка сообщений и передача сообщений могут происходить в предпочтительном направлении передачи (симплексный режим) или в обоих направлениях передачи (дуплексный режим), 2) обработка сообщений является аналоговой или цифровой, 3) передача сообщений производится без проводов по линии дальней связи, например, в соответствии с различными стандартами радиосвязи, такими как DECT, GSM, WACS или PACS, IS-54, PHS, РDС и т.д. (см. IEEE Communications Magazine, январь, 1995, стр. 50-57; Д.Д.Фальконе и др. "Способы множественного доступа с временным уплотнением каналов в беспроводной персональной связи").

"Сообщение" является вышестоящим понятием, которое отражает как содержание (информацию), так и физическую реализацию (сигнал). При этом сигналы могут представлять, например, (1) изображения, (2) произносимые слова, (3) записанные слова, (4) кодированные слова или изображения.

К телекоммуникационным системам упомянутого выше типа относятся, например, системы DECT (Европейский стандарт на цифровую беспроводную связь) (см. (1) Nachrichtentechnik Elektronik 42 (1992), январь/февраль, 1, Берлин, DE; У. Пильгер. "Структура европейского стандарта на беспроводную цифровую связь", стр.23-29 вместе с ETS 300 175-1...9, октябрь, 1992; (2) telkom Report 16 (1993) 1, И.Х. Кох. "Цифровой комфорт для беспроводной телекоммуникации - стандарт DECT открывает новые области применения", стр.26 и 27; (3) tec 2/93 - Технический журнал фирмы Аском "Пути реализации универсальных мобильных телекоммуникационных систем", стр. 35-42) или системы GAP (GAP: Обобщенный профиль доступа; ETSI-Publication prETS300444, апрель, 1995, окончательный проект, ETSI, FR), которые могут быть построены согласно изображению на фиг. 1.

В соответствии со стандартом DECT/GAP согласно изображению на фиг.1 в базовой станции BS стандарта DECT/GAP через воздушный интерфейс DECT/GAP, выполненный для частотного диапазона между 1,88 и 1,90 ГГц, можно параллельно установить максимально 12 соединений по способу МДВР/МДЧР/ДРВ (множественный доступ с временным разделением каналов/множественный доступ с частотным разделением каналов/дуплекс с разделением по времени) с мобильными станциями МТ1. . .МТ12 стандарта DECT/GAP. Число 12 получается из числа "k" доступных для дуплексного режима системы стандарта DECT/GAP временных интервалов, соответственно, телекоммуникационных каналов (k=12). При этом соединения могут быть внутренними и/или внешними. При внутреннем соединении две зарегистрированных в базовой станции BS мобильных станции, например мобильная станция МТ2 и мобильная станция МТ3, могут связываться друг с другом. Для создания внешнего соединения базовая станция BS соединяется с телекоммуникационной сетью TKN, например, по проводам через телекоммуникационный соединительный блок ТАЕ, соответственно, через абонентскую установку NStA с проводной телекоммуникационной сетью или, согласно описанному в международной заявке WO 95/05040, беспроводным способом в качестве ретрансляционной станции с вышестоящей телекоммуникационной сетью. При внешнем соединении можно связываться с мобильной станцией, например, мобильной станцией МТ1, через базовую станцию BS, телекоммуникационный соединительный блок ТАЕ, соответственно, через абонентскую установку NstA с абонентом телекоммуникационной сети TKN. Если базовая станция BS имеет - как в случае использования аппаратуры Гигасет 951 (беспроводный телефон фирмы Сименс, см. telcom Report 16 (1993), 1, стр.26 и 27) - только одно подключение к телекоммуникационному соединительному блоку ТАЕ, соответственно, к абонентской установке NStA, то может быть создано только одно внешнее соединение. Если базовая станция BS имеет - как в случае использования аппаратуры Гигасет 952 (беспроводный телефон фирмы Сименс, см. telcom Report 16 (1993), 1, стр.26 и 27) - два подключения к телекоммуникационному соединительному блоку ТАЕ, соответственно, к абонентской установке NStA, то дополнительно к внешнему соединению с мобильной станцией МТ1 может быть создано другое внешнее соединение от подключенного к базовой станции BS проводного телекоммуникационного терминала ТКЕ. При этом принципиально также возможно, что вторая мобильная станция, например, мобильная станция МТ12 использует для внешнего соединения вместо телекоммуникационного терминала ТКЕ второе подключение. В то время как мобильные станции МТ1...МТ12 работают от батареи или аккумулятора, базовая станция BS, выполненная как беспроводная небольшая коммутаторная установка, через блок питания NAG подключается к питающей сети SPN.

На фиг. 2 показана (исходя из публикации Components 31 (1993), 1, стр. 215-218; С.Альтхаммер. "Высоко оптимизированные интегральные схемы для беспроводного телефона по стандарту DECT") принципиальная схема построения базовой станции BS и мобильной станции МТ. Базовая станция BS и мобильная станция МТ имеют блок радиосвязи FKT с антенной, предусмотренной для передачи и приема радиосигналов, устройство обработки сигналов SVE и устройство центрального управления ZST, которые соединены друг с другом, как показано на чертеже. Блок радиосвязи FKT содержит в основном известные устройства, как, например, передатчик SE, приемник ЕМ и синтезатор SYN.

В устройстве обработки сигналов SVE содержится, среди прочего, устройство кодирования/декодирования CODEC. Устройство центрального управления ZST содержит как в базовой станции BS, так и в мобильной станции МТ микропроцессор mР, содержащий выполненный согласно многоуровневой модели OSI/ISO программный модуль PGM, блок управления сигналом SST и цифровой сигнальный процессор DSP, которые соединены между собой, как показано на чертеже. Из определенных в многоуровневой модели уровней изображены только первые четыре уровня, существенных для базовой станции BS и мобильной станции МТ. Блок управления сигналом SST выполнен в базовой станции BS как контроллер TSC времени переключения, а в мобильной станции МТ - как контроллер ВМС пакетного режима. Основное отличие блоков управления сигналом TSC и ВМС состоит в том, что предназначенный для базовой станции блок TSC управления сигналом по сравнению с предназначенным для мобильной станции блоком ВМС управления сигналом дополнительно выполняет функции коммутатора (функции переключения).

Принцип действия указанных выше схемных составляющих описан, например, в указанной выше публикации Components 31 (1993), 1, стр.215-218.

Описанное схемное построение по фиг.2 дополняется для базовой станции BS и мобильной станции МТ согласно их функциям в системе DECT/GAP по фиг.1 дополнительными функциональными блоками.

Базовая станция BS через устройство SVE обработки сигналов и телекоммуникационный соединительный блок ТАЕ, соответственно, абонентскую установку NStA соединена с телекоммуникационной сетью TKN. Дополнительно базовая станция BS может иметь также пульт управления (функциональные блоки, показанные на фиг.2 пунктиром), который состоит из выполненного в виде клавиатуры устройства ввода ЕЕ, выполненного в виде дисплея индикаторного устройства АЕ, выполненного в виде ручного аппарата с микрофоном MIF и телефоном ПК переговорного устройства SHE, а также звуковой сигнал вызова TRK.

Мобильная станция МТ содержит описанный выше для базовой станции пульт управления с относящимися к этому пульту управления указанными выше элементами управления.

На фиг.3 показана сотовая мультисистема CMI (беспроводная многоячеечная интеграция) стандарта DECT/GAP, в которой, как указано выше, имеется несколько описанных выше телекоммуникационных систем стандарта DECT/GAP, каждая из которых содержит базовую станцию BS и одну или несколько мобильных станций МТ, сконцентрированных в любом географическом местоположении, например в административном здании с множеством больших поэтажных офисов, на манер системы "горячих точек" (активных областей). Вместо "замкнутого" географического местоположения, например административного здания, возможно также "открытое" географическое местоположение точки со стратегическим телекоммуникационным значением, например площади в больших городах с большим потоком транспорта, большим количеством учреждений и большим потоком людей, для установки сотовой мультисистемы CMI стандарта DECT/GAP. При этом часть расположенных в больших офисных помещениях базовых станций BS в отличие от показанных на фиг.1 и 2 базовых станций BS может быть выполнена согласно WO 94/10764 в виде базовых станций с разнесенными антеннами. При этом концентрация телекоммуникационных систем стандарта DECT/GAP настолько велика (полное радиоперекрытие географического местоположения), что отдельные телекоммуникационные системы стандарта DECT/GAP работают в одной и той же местности с использованием перекрывающих друг друга сотовых радиодиапазонов стандарта DECT/GAP.

При этом одна и та же местность в зависимости от степени перекрытия может означать, что a) первая базовая станция BS1 первой телекоммуникационной системы TKS1 работает в первом радиодиапазоне FBI и вторая базовая станция BS2 второй телекоммуникационной системы TKS2 работает во втором радиодиапазоне FB2 и обе они могут устанавливать телекоммуникационные соединения по меньшей мере с одной мобильной станцией МТ1,2; b) третья базовая станция BS3 третьей телекоммуникационной системы TKS3 и четвертая базовая станция BS4 четвертой телекоммуникационной системы TKS4 работают в общем третьем радиодиапазоне FB3 и могут устанавливать телекоммуникационные соединения по меньшей мере с одной мобильной станцией МТ3,4.

Если телекоммуникационные системы TKS стандарта DECT/GAP в больших офисных помещениях являются, как указывалось выше, асинхронными, т.е. базовые станции BS не синхронизированы, то временные базы этих телекоммуникационных систем TKS в течение короткого времени расходятся. Какие последствия это в конце концов оказывает на имеющиеся в распоряжении систем каналы и тем самым на эффективность использования частот системы, показано на фиг.5 и 6.

На фиг. 4, на основании публикации в Nachrichtentechnik Elektronik 42 (1992), январь/февраль, 1, Берлин, DE; У. Пильгер. "Структура европейского стандарта на беспроводную цифровую связь", стр.23-29 вместе с ETS 300 175-1. . . 9, октябрь, 1992, показана структура множественного доступа с временным разделением каналов (МДВР) телекоммуникационной системы стандарта DECT/GAP. Система стандарта DECT/GAP в отношении способа множественного доступа является гибридной системой, в которой по принципу МДЧР можно осуществлять передачи сообщений радиосвязи на десяти частотах между 1,88 и 1,9 ГГц по принципу МДВР, согласно фиг.4, в заданной временной последовательности от базовой станции BS к мобильной станции МТ и от мобильной станции МТ к базовой станции BS (дуплексный режим). При этом временная последовательность определяется мультикадром MZR, который возникает каждые 160 мс и имеет 16 временных кадров ZR с длительностью каждого кадра 10 мс. В этих временных кадрах ZR к базовой станции BS и мобильной станции МТ раздельно передается информация, которая затрагивает определенные в стандарте DECT каналы С, М, N, P, Q. Если во временном кадре ZR передается информация для нескольких из этих каналов, то передача происходит согласно списку приоритетов: М>С>N и Р>N. Каждый из 16 временных кадров ZR мультикадра MZR подразделяется на 24 временных интервала ZS с длительностью 417 мкс каждое, из которых 12 временных интервалов ZS (временные интервалы 0...11) предназначены для направления передачи "базисная станция BS --> мобильная станция МТ", а другие 12 временных интервалов ZS (временные интервалы 12....23) - для направления передачи "мобильная часть МТ --> базовая станция BS". В каждом таком временном интервале ZS передается информация согласно стандарту DECT с длиной в 480 битов. Из этих 480 битов 32 бита передают в качестве информации синхронизации в поле SYNC и 388 битов в качестве полезной информации в поле D. Остальные 60 битов передают в качестве дополнительной информации в поле Z и в качестве защитной информации в поле "защитный интервал". Передаваемые в качестве полезной информации 388 битов поля D разделяются в свою очередь на 64 бита поля А, 320 битов поля В и 4 бита слова "X-CRC". Поле А длиной в 64 бита складывается из заголовка длиной в 8 битов и блока данных с данными для каналов С, Q, M, N, Р длиной в 40 битов и слова "A-CRC" длиной в 16 битов.

На фиг.5, исходя из фиг.3 и 4, показаны произвольно смещенные относительно друг друга временные кадры ZR-A и ZR-B и временные интервалы ZS-A, ZS-B для направления передачи "базовая станция BS --> мобильная станция МТ" двух систем "А" и "В" стандарта DECT/GAP, которые работают в одной и той же местности сотовой мультисистемы стандарта DECT/GAP. Временные кадры ZR-A, ZR-B и временные интервалы ZS-A, ZS-B обеих систем "А", "В" смещены относительно друг друга так, что занятый системой "А" временной интервал ZS-A блокирует две позиции для потенциальных временных интервалов ZS-B системы "В". В наиболее неблагоприятном случае это может привести к тому, что если система "А" уже заняла 50% ее каналов, т.е. 6 временных интервалов из имеющихся в распоряжении 12 временных интервалов; например, согласно верхнему ряду прямоугольников на фиг. 5, прежде чем система "В" попытается занять свой первый канал, она не найдет свободного канала (временного интервала). Однако этот случай на практике является нереальным, поскольку это означало бы, что система "В" практически не будет участвовать в радиообмене, если перед занятием первого канала системой "В" система "А" уже заняла 50% ее каналов.

Более приближенная к практике ситуация, исходя из фиг.3 и 4, показана на фиг. 6. Как и в случае фиг.5, две системы "С" и "D" стандарта DECT/GAP расположены в сотовой мультисистеме стандарта DECT/GAP так, что обе системы "С", "D" работают в одной и той же местности, и вследствие отсутствия синхронизации имеющихся в этих системах базовых станций временные кадры ZR-C, ZR-D и временные интервалы ZS-C, ZS-D расходятся. Однако в отличие от ситуации согласно фиг.5 более приближенно к практике предполагается, что участие в радиообмене распределено равномерно между обеими системами "С", "D" и занятие каналов происходит - в отличие от ситуации по фиг.5 - попеременно обеими системами. Если занятие каналов (временных интервалов) обеими системами "С", "D" происходит согласно изображенным на фиг.6 заштрихованным прямоугольникам, то получается в целом восемь каналов (временных интервалов), которые могут быть заняты обеими системами. При этом степень использования каналов на одну треть меньше, чем у синхронизированных систем "С", "D" стандарта DECT/GAP.

Это уменьшение степени использования каналов по сравнению со сравнимыми синхронизированными системами является основанием для требования о синхронизации базовых станций этих систем при локальной концентрации беспроводных телекоммуникационных систем, например, систем стандарта DECT/GAP согласно фиг.1 и 2.

Кроме того, требование синхронизации базовых станций внутри сотовой мультисистемы стандарта DECT/GAP по фиг.3 основывается и на том, что для работы сотовой мультисистемы стандарта DECT/GAP для обеспечения мобильной связи по аналогии с мобильными системами радиосвязи, например, согласно стандарту GSM (Глобальная система мобильной связи, см. Informatik Spektrum 14 (1991), июнь, 3, Берлин, DE; А. Манн. "Стандарт GSM - основа для европейских цифровых мобильных сетей связи", стр.137-152) условием является реализация конкретных, соответствующих системам признаков обслуживания, как например, "роуминг" (возможность перемещения мобильной части в радиодиапазоне сотовой мультисистемы), переключение (передача дуплексной радиосвязи "базовая станция" <--> "мобильная станция" внутри одного радиодиапазона/одной ячейки (внутрисотовое переключение) и в области наложения (перекрытия) двух радиодиапазонов/ячеек радиосвязи (межсотовое переключение). Для этого необходима соответствующая координация происходящих в системе DECT/GAP по фиг.1 и 2 функциональных циклов. Для того чтобы при этом иметь возможность максимально отказаться от координации извне, т.е. от проводной местной телефонной сети, согласно стандарту DECT предусмотрен способ динамического распределения каналов (способ DAC). Например, при установлении связи согласно стандарту DECT производится поиск той частоты и того временного интервала, которые обеспечивают наименьшие взаимные помехи. Величина взаимных помех зависит, прежде всего, от того, что:
(a) на другой базовой станции уже происходит сеанс связи или
(b) мобильная станция вследствие перемещения переходит в состояние прямой видимости для ранее находившейся в тени базовой станции.

Происходящему при этом повышению взаимных помех можно противодействовать с помощью способа множественного доступа с временным разделением каналов, лежащего в основе системы стандарта DECT/GAP. Согласно способу множественного доступа с временным разделением каналов для собственно передачи требуется только один временной интервал; остальные одиннадцать временных интервалов можно использовать для измерений. За счет этого можно выбрать альтернативную пару частота/временной интервал, на которую можно переключить соединение. Это происходит в рамках адаптивного распределения каналов согласно стандарту DECT (см. Nachrichtentechnik Elektronik 42 (1992), январь/февраль, 1, Берлин, DE; У. Пильгер. "Структура европейского стандарта на беспроводную цифровую связь", стр. 28, глава 3.2.6) с помощью "переключения соединения" (внутрисотовое переключение).

Для того чтобы иметь возможность наряду с "внутрисотовым переключением" осуществлять часто встречающееся, в частности в сотовых системах DECT/GAP, "межсотовое переключение", предусмотренная для таких сотовых систем DECT/GAP мобильная станция в каждый момент активного телекоммуникационного соединения должна быть в состоянии поменять базовую станцию в связи с изменением радиодиапазона/ячейки внутри множественного радиодиапазона (установить телекоммуникационное соединение с другой базовой станцией, если мобильная станция находится в области пересечения двух радиодиапазонов/ячеек радиосвязи) и при этом осуществить передачу действующего телекоммуникационного обслуживания без перерыва на другую базовую станцию.

Для этого стандарт DECT согласно публикации в Nachrichtentechnik Elektronik 42 (1992), январь/февраль, 1, Берлин, DE; У. Пильгер. "Структура европейского стандарта на беспроводную цифровую связь", стр. 28, глава 3.2.6) предусматривает, что мобильная станция самостоятельно при ухудшении качества передачи существующего телекоммуникационного соединения на основании определяющих качество передачи параметров (напряженности поля сигнала, значений CRC (циклического избыточного кода) и т.д.) параллельно существующему соединению создает второе телекоммуникационное соединение. В этой процедуре "межсотового переключения" используется тот факт, что мобильная станция в рамках динамического, децентрализованного распределения каналов (способ DCA) постоянно информирована о статусе имеющихся в распоряжении в данной местности каналов, так что второе соединение устанавливается на основании занесения в список каналов.

Переключение (передача обслуживания) без перерыва на другую базовую станцию с помощью указанной выше процедуры возможно только тогда, когда мобильная станция находится в мультисистеме стандарта DECT/GAP с синхронизированными базовыми станциями. В такой синхронной сотовой системе мобильная станция может дополнительно к уже существующему телекоммуникационному соединению с одной базовой станцией (первоначальной базовой станцией) установить, по меньшей мере, одно другое соединение с другой базовой станцией, не теряя при этом синхронности с первоначальной базовой станцией.

Такая синхронная сотовая мультисистема DECT/GAP может быть реализована согласно публикации в ntz, том 48 (1995), 1, стр.47-49 "Техника DECT для европейского рынка" за счет дополнительного проводного соединения между базовыми станциями (см. указанную выше публикацию, от стр. 48, последний абзац до стр. 49, первый абзац и фиг.2).

Кроме того, согласно опубликованной заявке на патент Германии Р 195 36 587. 9 можно синхронизировать сотовую мультисистему DECT/GAP c помощью принимаемой по радиоканалу информации временного сигнала, например сигнала DCF77 (см. пункт 1 формулы изобретения в совокупности с описанием фиг.3).

Кроме того, согласно опубликованной заявке на патент Германии Р 195 19 966. 9 можно синхронизировать сотовую мультисистему DECT/GAP, которая через шину S₀ соединена с коммутационной системой (например, РАВХ, DOVst) с помощью шины S₀ (см. пункт 1 формулы изобретения в совокупности с фиг.2 и 3). Кроме того, этот способ можно объединять с указанным выше способом передачи информации временного сигнала (см. пункт 2 формулы изобретения совместно с описанием фиг.3 в опубликованной заявке на патент Германии Р 195 36 587. 9).

Во всех вышеуказанных способах синхронизации сотовой мультисистемы DECT/GAP необходимы либо дополнительные затраты в блоке радиосвязи базовой станции в системе DECT/GAP для приема информации о временном сигнале, либо дополнительные системные затраты для синхронизации с помощью шины S₀.

Лежащая в основе изобретения задача состоит в том, чтобы избежать необходимых согласно указанному выше уровню техники затрат на синхронизацию для локально сконцентрированных асинхронных беспроводных телекоммуникационных систем.

Эта задача решается тем, что в заявленном способе улучшения степени использования телекоммуникационных каналов в локально сконцентрированных, асинхронных, беспроводных телекоммуникационных системах, в частности, телекоммуникационных системах стандарта DECT/GAP (Европейский стандарт на цифровую беспроводную связь / Обобщенный профиль доступа), в котором в телекоммуникационных системах с помощью беспроводной передачи телекоммуникационных сигналов согласно гибридному способу множественного доступа, включающему в себя способ множественного доступа с частотным разделением каналов (МДЧР), создают беспроводные телекоммуникационные соединения между первыми телекоммуникационными приборами и вторыми телекоммуникационными приборами, в соответствии с изобретением перед созданием первых телекоммуникационных соединений на частотах, заданных согласно способу МДЧР, и для заданных временных кадров измеряют уровни телекоммуникационных сигналов, уровни измеряют до тех пор, пока измеренные на первых частотах телекоммуникационных сигналов и для первых временных кадров первые уровни не превысят заданные опорные уровни, создают первые телекоммуникационные соединения с приоритетом на первых частотах телекоммуникационных сигналов в первых временных кадрах, первые частоты и информацию о созданном в первых временных кадрах телекоммуникационном соединении запоминают в первых телекоммуникационных приборах и следующие за первыми телекоммуникационными соединениями вторые телекоммуникационные соединения между первыми телекоммуникационными приборами и вторыми телекоммуникационными приборами создают с приоритетом на запомненных первых частотах и с учетом информации в первых временных кадрах.

При этом гибридный способ множественного доступа, включающий способ МДЧР, является способом множественного доступа с временным разделением каналов и множественного доступа с частотным разделением каналов (МДВР/МДЧР), причем временные кадры разделяют на временные интервалы согласно способу МДВР, первые телекоммуникационные соединения с приоритетом создают на первых частотах телекоммуникационных сигналов в первых временных интервалах первых временных кадров, следующие за первыми телекоммуникационными соединениями вторые телекоммуникационные соединения с приоритетом создают на запомненных первых частотах и во вторых временных интервалах первых временных кадров.

Кроме того, первые телекоммуникационные соединения создают на частотах телекоммуникационных сигналов и во временных кадрах, если не определяются первые частоты телекоммуникационных сигналов.

При этом телекоммуникационные системы предпочтительно локально концентрируют в активную область, причем телекоммуникационные сигналы предпочтительно содержат информацию о фиктивном канале-носителе или информацию управления переключением соединения.

Телекоммуникационные системы предпочтительно являются телекоммуникационными системами стандарта DECT/GAP с базовым станциями стандарта DECT/GAP в качестве первых телекоммуникационных приборов и с мобильными станциями стандарта DECT/GAP в качестве вторых телекоммуникационных приборов либо телекоммуникационные системы являются телекоммуникационньми системами стандарта GSM с базовыми станциями стандарта GSM в качестве первых телекоммуникационных приборов и с мобильными станциями стандарта GSM в качестве вторых телекоммуникационных приборов.

Вышеуказанная задача решается в заявленном устройстве для улучшения степени использования телекоммуникационных каналов в локально сконцентрированных, асинхронных, беспроводных телекоммуникационных системах, в частности телекоммуникационных системах стандарта DECT/GAP, в котором телекоммуникационные системы имеют первые телекоммуникационные приборы, выполненные с возможностью установления связи с помощью беспроводной передачи телекоммуникационных сигналов согласно гибридному способу множественного доступа, включающему в себя МДЧР, со вторыми телекоммуникационными приборами телекоммуникационных систем, первые телекоммуникационные приборы имеют приемопередающие устройства для телекоммуникационных сигналов, воздушные интерфейсы и устройства центрального управления, которые выполнены и соединены друг с другом так, что с помощью беспроводной передачи телекоммуникационных сигналов согласно гибридному способу, включающему в себя МДЧР, создают беспроводные телекоммуникационные соединения со вторыми телекоммуникационными приборами, в соответствии с изобретением приемопередающие устройства имеют измерительные средства, которые выполнены так, что перед созданием первых телекоммуникационных соединений на частотах, заданных согласно способу МДЧР, и для заданных временных кадров измеряются уровни телекоммуникационных сигналов, устройства центрального управления имеют средства сравнения, которые сравнивают измеренные уровни с заданным опорным уровнем, устройства центрального управления имеют средства управления, с помощью которых в зависимости от результатов сравнения измерительные средства для измерения уровней управляются до тех пор, пока первые уровни, измеренные на первых частотах телекоммуникационных сигналов и для первых временных кадров, не превысят заданные опорные уровни, приемопередающие устройства, воздушные интерфейсы и устройства центрального управления выполнены так, что первые телекоммуникационные соединения с приоритетом создаются на первых частотах телекоммуникационных сигналов в первых временных кадрах, устройства центрального управления имеют запоминающие устройства, в которых запоминаются первые частоты и информация о созданном в первых временных кадрах первом телекоммуникационном соединении, приемопередающие устройства, воздушные интерфейсы и устройства центрального управления выполнены так, что следующие за первыми телекоммуникационными соединениями вторые телекоммуникационные соединения между первыми телекоммуникационными приборами и вторыми телекоммуникационными приборами создаются с приоритетом на запомненных первых частотах и с учетом информации в первых временных кадрах.

Лежащая в основе изобретения идея состоит в том, что сконцентрированные в одном географическом местоположении (например, в "закрытом" или "открытом" местоположении) и работающие в одной местности беспроводные, асинхронные телекоммуникационные системы вышеописанного вида
1) для первого создаваемого в соответствующей телекоммуникационной системе согласно гибридному способу множественного доступа, включающего в себя МДЧР, включая, при необходимости, телекоммуникационное соединение "фиктивного канала-носителя" с приоритетом - как в стандарте DECT (см. ETS 300 175-3; октябрь, 1992, главы 5.5 и 5.7), занимают свободную, еще не занятую частоту МДЧР,
2) все другие телекоммуникационные соединения, следующие в соответствующей телекоммуникационной системе за первым телекоммуникационным соединением, включая телекоммуникационные соединения переключения (передачи обслуживания) с приоритетом, создаются на той же частоте МДЧР.

Если все телекоммуникационные системы следуют этому алгоритму/способу, то соответственно одна частота режима МДЧР занимается только одной телекоммуникационной системой (оптимальное использование каналов и максимально возможная эффективность использования частот), за счет чего одновременно для этой частоты осуществляется синхронизация.

Изобретение относится в целом ко всем локально сконцентрированным, асинхронным беспроводным телекоммуникационным системам, имеющим вышеописанные свойства и особенности, в которых посредством беспроводной передачи телекоммуникационных сигналов согласно гибридному способу множественного доступа, включающему в себя МДЧР, создаются беспроводные телекоммуникационные соединения. Таким образом, к этим названным телекоммуникационным системам относятся также системы, определяемые в рамках универсальной мобильной системы связи как третье поколение систем, основанных на принципах множественного доступа с временным разделением каналов (МДВР), множественного доступа с частотным разделением каналов (МДЧР) и множественного доступа с кодовым разделением каналов (МДКР).

Пример выполнения изобретения поясняется с помощью фиг.7 и 8, на которых изображено следующее:
Фиг.7 - загрузка каналов двумя системами стандарта DECT/GAP, работающими в одной и той же местности мультисистемы стандарта DECT/GAP;
Фиг. 8 - принципиальные схемы базовой станции стандарта DECT/GAP и мобильной станции стандарта DECT/GAP системы по фиг.7.

На фиг.7 представлены, исходя из фиг.3-6, два произвольно сдвинутых относительно друг друга временных кадра ZR1, ZR2, соответственно, ZR3, ZR4 и два временных интервала ZS1, ZS2, соответственно, ZS3, ZS4 для направления передачи "базовая станция --> мобильная станция" двух телекоммуникационных систем TKS1, TKS2, соответственно, TKS3, TKS4 стандарта DECT/GAP по фиг.3, которые работают в одной и той же местности сотовой мультисистемы DECT/GAP. Временные кадры ZR1, ZR2, соответственно, ZR3, ZR4 и временные интервалы ZS1, ZS2, соответственно, ZS3, ZS4 обеих систем TKS1, TKS2, соответственно, TKS3, TKS4 так сдвинуты относительно друг друга, что занятый системой TKS1, соответственно, TKS3 временной интервал ZS1, соответственно, ZS3 блокирует две позиции для потенциальных временных интервалов ZS2, соответственно, ZS4 системы TKS2, соответственно, TKS4.

Для предотвращения этого в базовых станциях BS1, BS2, соответственно, BS3, BS4 систем TKS1, TKS2, соответственно, TKS3, TKS4 осуществляются следующие действия в рамках цикла работы базовой станции.

Перед созданием первого телекоммуникационного соединения в соответствующей системе TKS1, TKS2, соответственно, TKS3, TKS4 на частотах, заданных согласно МДЧР, и в течение, по меньшей мере, одного временного кадра ZR1, ZR2, соответственно, ZR3, ZR4, который в случае фиг.4 соответствует 10 мс, измеряют уровень сигналов системы DECT/GAP. Это измерение производят в каждой системе DECT/GAP до тех пор, пока не будет обнаружена частота МДЧР, на которой не занят ни один временной интервал из временных интервалов ZS1, ZS2, соответственно, ZS3, ZS4. Затем в любом временном интервале на этой частоте МДЧР создают с приоритетом первое телекоммуникационное соединение.

Если не обнаружен ни один "свободный" временной интервал, то системы DECT/GAP работают, как показано на фиг.2-6, т.е. при определенных обстоятельствах возникают взаимные блокировки каналов работающими в одной и той же местности системами DECT/GAP.

Затем запоминается номер частоты МДЧР, относящейся к первому телекоммуникационному соединению, и номер временного интервала, относящегося к первому телекоммуникационному соединению. После этого все последующие телекоммуникационные соединения соответствующей системы DECT/GAP TKS1, TKS2, соответственно, TKS3, TKS4 создаются соответствующими базовыми станциями BS1, BS2, соответственно, BS3, BS4 с приоритетом соответственно в других временных интервалах на той же частоте МДЧР.

С помощью того же метода выбирают позиции определенных в стандарте DECT "фиктивных каналов-носителей" (см. ETS 300 175-3, главы 5.5 и 5.7; октябрь, 1992) и создают соединения переключения соединений (передачи обслуживания).

С помощью этого метода одновременно уменьшается проблема, которая возникает вследствие того, что временные кадры отдельных систем DECT/GAP на основании отсутствия синхронизации постоянно изменяют свое относительное положение по отношению друг к другу. Это смещение отдельных временных баз ведет к тому, что временные интервалы, которые при создании соединения были "свободными", после определенного времени могут смещаться, перекрываясь друг с другом, что приводит к разрушению данных и тем самым к помехам передачи.

Если все системы DECT/GAP следуют этому алгоритму/методу, то согласно фиг. 7 (темные и светлые прямоугольники) одна система DECT/GAP занимает только одну частоту МДЧР и тем самым одновременно устанавливается синхронизация временных интервалов на этой частоте.

На фиг.8 показана, исходя из фиг.2 и с учетом фиг.3, принципиальная схема базовых станций BS1, BS2, соответственно, BS3, BS4, модифицированных для выполнения описанных выше функциональных этапов. Блок радиосвязи FKT дополнительно имеет измерительные средства ММ для измерения уровней принимаемых через воздушный интерфейс ANT, PGM системы DECT/GAP несущих сигналов DECT/GAP. Эти измерительные средства ММ через аналого-цифровой преобразователь соединены со средствами сравнения VGM в устройстве центрального управления ZST. Средства сравнения VGM соединены с запоминающим устройством SP и с микропроцессором mР. В свою очередь микропроцессор mP через средства управления STM устройства центрального управления ZST соединен с измерительными средствами ММ в блоке радиосвязи FKT.

Формула изобретения

1. Способ улучшения степени использования телекоммуникационных каналов в локально сконцентрированных, асинхронных, беспроводных телекоммуникационных системах, в частности, телекоммуникационных системах стандарта DECT/GAP (Европейский стандарт на цифровую беспроводную связь /Обобщенный профиль доступа), в котором в телекоммуникационных системах с помощью беспроводной передачи телекоммуникационных сигналов согласно гибридному способу множественного доступа, включающему в себя множественный доступ с частотным разделением каналов (МДЧР), создают беспроводные телекоммуникационные соединения между первыми телекоммуникационными приборами и вторыми телекоммуникационными приборами, отличающийся тем, что перед созданием первых телекоммуникационных соединений на частотах, заданных согласно способу МДЧР, и для заданных временных кадров измеряют уровни телекоммуникационных сигналов, уровни измеряют до тех пор, пока измеренные на первых частотах телекоммуникационных сигналов и для первых временных кадров первые уровни не превысят заданные опорные уровни, создают первые телекоммуникационные соединения с приоритетом на первых частотах телекоммуникационных сигналов в первых временных кадрах, первые частоты и информацию о созданном в первых временных кадрах телекоммуникационном соединении запоминают в первых телекоммуникационных приборах и следующие за первыми телекоммуникационными соединениями вторые телекоммуникационные соединения между первыми телекоммуникационными приборами и вторыми телекоммуникационными приборами создают с приоритетом на запомненных первых частотах и с учетом информации в первых временных кадрах.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что гибридный способ множественного доступа, включающий способ МДЧР, является способом множественного доступа с временным разделением каналов и множественного доступа с частотным разделением каналов (МДВР/МДЧР), причем временные кадры разделяют на временные интервалы согласно способу МДВР, первые телекоммуникационные соединения с приоритетом создают на первых частотах телекоммуникационных сигналов в первых временных интервалах первых временных кадров, следующие за первыми телекоммуникационными соединениями вторые телекоммуникационные соединения с приоритетом создают на запомненных первых частотах и во вторых временных интервалах первых временных кадров.

3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что первые телекоммуникационные соединения создают на частотах телекоммуникационных сигналов и во временных кадрах, если не определяются первые частоты телекоммуникационных сигналов.

4. Способ по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что телекоммуникационные системы предпочтительно локально концентрируют в активную область.

5. Способ по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что телекоммуникационные сигналы содержат информацию о фиктивном канале-носителе.

6. Способ по любому из пп.1-5, отличающийся тем, что телекоммуникационные сигналы содержат информацию управления переключением соединения.

7. Способ по любому из пп.1-6, отличающийся тем, что телекоммуникационные системы являются телекоммуникационными системами стандарта DECT/GAP с базовыми станциями стандарта DECT/GAP в качестве первых телекоммуникационных приборов и с мобильными станциями стандарта DECT/GAP в качестве вторых телекоммуникационных приборов.

8. Способ по любому из пп.1-6, отличающийся тем, что телекоммуникационные системы являются телекоммуникационными системами стандарта GSM с базовыми станциями стандарта GSM в качестве первых телекоммуникационных приборов и с мобильными станциями стандарта GSM в качестве вторых телекоммуникационных приборов.

9. Устройство для улучшения степени использования телекоммуникационных каналов в локально сконцентрированных, асинхронных, беспроводных телекоммуникационных системах, в частности телекоммуникационных системах стандарта DECT/GAP, в котором телекоммуникационные системы имеют первые телекоммуникационные приборы, выполненные с возможностью установления связи с помощью беспроводной передачи телекоммуникационных сигналов согласно гибридному способу множественного доступа, включающему в себя МДЧР, со вторыми телекоммуникационными приборами телекоммуникационных систем, первые телекоммуникационные приборы имеют приемопередающие устройства для телекоммуникационных сигналов, воздушные интерфейсы и устройства центрального управления, которые выполнены и соединены друг с другом так, что с помощью беспроводной передачи телекоммуникационных сигналов согласно гибридному способу, включающему в себя МДЧР, создают беспроводные телекоммуникационные соединения со вторыми телекоммуникационными приборами, отличающееся тем, что приемопередающие устройства имеют измерительные средства, которые выполнены так, что перед созданием первых телекоммуникационных соединений на частотах, заданных согласно способу МДЧР, и для заданных временных кадров измеряются уровни телекоммуникационных сигналов, устройства центрального управления имеют средства сравнения, которые сравнивают измеренные уровни с заданным опорным уровнем, устройства центрального управления имеют средства управления, с помощью которых в зависимости от результатов сравнения измерительные средства для измерения уровней управляются до тех пор, пока первые уровни, измеренные на первых частотах телекоммуникационных сигналов и для первых временных кадров, не превысят заданные опорные уровни, приемопередающие устройства, воздушные интерфейсы и устройства центрального управления выполнены так, что первые телекоммуникационные соединения с приоритетом создаются на первых частотах телекоммуникационных сигналов в первых временных кадрах, устройства центрального управления имеют запоминающие устройства, в которых запоминаются первые частоты и информация о созданном в первых временных кадрах первом телекоммуникационном соединении, приемопередающие устройства, воздушные интерфейсы и устройства центрального управления выполнены так, что следующие за первыми телекоммуникационными соединениями вторые телекоммуникационные соединения между первыми телекоммуникационными приборами и вторыми телекоммуникационными приборами создаются с приоритетом на запомненных первых частотах и с учетом информации в первых временных кадрах.

10. Устройство по п.9, отличающееся тем, что гибридный способ множественного доступа, включающий способ МДЧР, является способом МДВР/МДЧР, причем приемопередающие устройства, воздушные интерфейсы и устройства центрального управления выполнены так, что временные кадры разделены на временные интервалы согласно способу МДВР, первые телекоммуникационные соединения с приоритетом создают на первых частотах телекоммуникационных сигналов в первых временных интервалах первых временных кадров, следующие за первыми телекоммуникационными соединениями вторые телекоммуникационные соединения с приоритетом создают на запомненных первых частотах и во вторых временных интервалах первых временных кадров.

11. Устройство по п.9 или 10, отличающееся тем, что приемопередающие устройства, воздушные интерфейсы и устройства центрального управления выполнены так, что первые телекоммуникационные соединения создают на частотах телекоммуникационных сигналов и во временных интервалах временных кадров, если не имеется первых частот телекоммуникационных сигналов.

12. Устройство по любому из пп.9-11, отличающееся тем, что телекоммуникационные системы локально сконцентрированы в активную область.

13. Устройство по любому из пп.9-12, отличающееся тем, что телекоммуникационные сигналы содержат информацию о фиктивном канале-носителе.

14. Устройство по любому из пп.9-12, отличающееся тем, что телекоммуникационные сигналы содержат информацию управления переключением соединения.

15. Устройство по любому из пп.9-14, отличающееся тем, что телекоммуникационные системы являются телекоммуникационными системами стандарта DECT/GAP с базовыми станциями стандарта DECT/GAP в качестве первых телекоммуникационных приборов и с мобильными станциями стандарта DECT/GAP в качестве вторых телекоммуникационных приборов.

16. Устройство по любому из пп.9-14, отличающееся тем, что телекоммуникационные системы являются телекоммуникационными системами стандарта GSM с базовыми станциями стандарта GSM в качестве первых телекоммуникационных приборов и с мобильными станциями стандарта GSM в качестве вторых телекоммуникационных приборов.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8