Способ управления мощностью абонентской станции в системе связи с кодовым разделением каналов

Изобретение относится к системам связи. Технический результат заключается в повышении надежности мобильной системы связи. Способ включает динамическое управление мощностью передатчика абонентской станции (АС), учитывающее уровень помех в месте размещения базовой станции (БС) и информационную нагрузку на БС путем оценки качества канала связи и учета приоритета абонентов сети. 2 ил.

 

Данное изобретение относится к системам связи, в частности, способам управления мощностью передачи абонентских станций в системе мобильной сотовой связи с кодовым разделением каналов.

Известны способы управления мощностью передатчика абонентских станций (см. патенты США US №4901307, Н04J 13/00, 1990 г.; US №5056109 Н04L 27/30, 1991 г.).

В известных способах управление мощностью передатчика абонентской станции осуществляется по измеренному уровню мощности сигнала, принятого от базовой станции. Измеряют уровень мощности сигнала на приеме абонентской станции (АС) и с учетом уровня мощности передачи базовой станции (БС) на линии связи базовая станция - абонентская станция и чувствительности приемника абонентской станции, трансивер абонентской станции вычисляет потери на трассе в канале передачи между ним и базовой станцией. Далее трансивер абонентской станции определяет соответствующую мощность передатчика, которая необходима для передачи сигналов между абонентской станцией и базовой станцией на основании измеренных потерь на трассе, скорости передачи данных и чувствительности приемника базовой станции, изменяют мощность передатчика абонентской станции.

Недостатком известных способов управления мощностью передатчика абонентской станции является то, что в них не учитывают использование раздельных диапазонов частот, которое имеет большое значение при управлении мощностью передатчиков абонентских станций. Использование раздельных диапазонов частот является причиной того, что затухание и замирания в приемном и передающем трактах независимы друг от друга. Абонентская станция не может просто измерить величину потерь на трассе в передающем тракте относительно БС (тракт БС-АС) и принять эту же величину в качестве потерь на трассе в приемном тракте относительно БС (тракт AC-БС).

Наиболее близким по технической сущности к заявленному является способ управления мощностью передачи в сотовой системе подвижной радиотелефонной связи многостанционного доступа с кодовым разделением каналов (патент РФ RU №2127951 С1, 6Н04 В 7/26, Н04L 27/30, 1992 г.). В известном способе мощностью передатчика абонентской станции управляют сигналом от базовой станции. При приеме сигнала от каждой абонентской станции, с которой установлена связь, в приемнике базовой станции измеряют мощность этого сигнала. Измеренную мощность сигнала сравнивают с требуемым уровнем мощности сигнала для абонентской станции. Формируют команду регулировки мощности и передают ее данной абонентской станции по каналу передачи данных или по речевому каналу. В соответствии с командой регулировки мощности от базовой станции на абонентской станции увеличивают или уменьшают мощность передатчика на заранее установленную величину, номинально на 1 дБ.

Команду на регулировку мощности передают передатчиком базовой станции с относительно высокой скоростью, равной примерно одной команде за миллисекунду. Скорость передачи команды регулировки мощности должна быть настолько высокой, чтобы отслеживать релеевское замирание в приемном тракте канала связи.

Недостатком прототипа является относительно низкая надежность связи, обусловленная отсутствием учета постоянно изменяющейся сигнально-помеховой обстановки в месте расположения базовой станции, а в ряде случаев увеличением нагрузки на базовую станцию, превосходящую ее пропускную способность.

Целью изобретения является разработка способа управления мощностью АС сети мобильной связи с кодовым разделением каналов, обеспечивающего повышение надежности мобильной системы связи за счет динамического управления мощностью передатчика АС, учитывающего уровень помех в месте размещения БС и информационную нагрузку на БС, путем оценки качества канала связи и учета приоритета абонентов сети.

Для достижения сформированной цели в известном способе, заключающемся в том, что предварительно задают параметры канала связи, формируют и передают информационный сигнал от абонентских станций (АС) к базовой станции (БС), сравнивают на БС параметры принятого информационного сигнала с предварительно заданными параметрами канала связи, по результатам сравнения на БС формируют управляющий сигнал на регулировку мощности АС, который передают от БС на АС, где в соответствии с принятым управляющим сигналом регулируют мощность АС, в качестве параметров канала связи предварительно задают минимальное k_min и максимальное k_max значения коэффициента ошибок, минимальный и максимальный пороги для количества вызывающих абонентов, присваивают каждой АС уровень приоритета р_i, где i=1, 2, ... - номер уровня приоритета. После формирования на АС информационного сигнала дополнительно формируют тестовый сигнал, объединяют его с информационным и передают объединенный сигнал на БС, где из принятого объединенного сигнала выделяют тестовый сигнал. Формируют на БС проверочный сигнал, который сравнивают с принятым тестовым сигналом, по результатам сравнения вычисляют коэффициент ошибок k_t, где t=1, 2, ... - номер АС, от которой принят тестовый сигнал, сравнивают значение вычисленного коэффициента ошибок k_t с заданными минимальным k_min и максимальным k_max значениями коэффициента ошибок, причем при k_t<k_min формируют управляющий сигнал на уменьшение мощности АС, а при k_t>k_min - на увеличение, причем в процессе работы сети связи на БС измеряют количество вызовов N_выз, которое сравнивают с предварительно заданными минимальным и максимальным порогами, при вызовы от абонентской станции с наименьшим приоритетом не обслуживают, а на эту абонентскую станцию передают сигнал "занято".

Благодаря новой совокупности существенных признаков за счет непрерывного контроля качественных параметров канала связи (коэффициент ошибок в канале связи), учета изменяющейся сигнально-помеховой обстановки (уровня помех) в месте размещения БС, загрузки базовой станции и введения обслуживания по приоритетам предлагаемый способ позволяет повысить надежность мобильной системы связи.

Проведенный анализ уровня техники позволил установить, что аналоги, характеризующиеся совокупностью признаков, тождественными всем признакам заявленного технического решения, отсутствуют, что указывает на соответствие заявленного устройства условию патентоспособности "новизна".

Результаты поиска известных решений в данной и смежных областях техники с целью выявления признаков, совпадающих с отличительными от прототипа признаками заявленного объекта, показали, что они не следуют явным образом из уровня техники. Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию патентоспособности "изобретательский уровень".

Заявленный способ поясняется чертежами:

фиг.1 - система сотовой связи;

фиг.2 - временные диаграммы, поясняющие способ управления мощностью передатчика абонентской станции.

Система сотовой связи, показанная на фиг.1, состоит из базовой станции 1, абонентских станций 2_N, где N - номер абонентской станции, и трактов передачи: от абонентской станции к базовой 3 и от базовой станции к абонентской станции 4.

Способ осуществляется следующим образом. Предварительно задают параметры, характеризующие канал связи. В качестве таких параметров задают максимальный (k_max) и минимальный (k_min) коэффициенты ошибок. Кроме того, для базовой станции задают пороговые значения количества вызывающих абонентов - минимальный и максимальный . Каждой абонентской станции присваивают уровень приоритета р_i, где i=1, 2, ... - уровень приоритета. Присвоение приоритетов осуществляет администратор сети связи в соответствии с перечнем предоставляемых абоненту услуг связи, а для ведомственных сетей мобильной связи - в соответствии со служебным положением абонента. База данных с присвоенными абонентам приоритетами находится на базовой станции.

На абонентской станции формируют одновременно информационный (фиг.2а) и тестовый (фиг.2б) сигналы. После чего их объединяют в один общий групповой поток (фиг.2в). Методы объединения известны и описаны, например, в книге В.А.Григорьева, С.В.Григорьева "Зарубежная связь" (СПб.: ВАС, 2004, с.235, 244). Объединенный групповой поток передают от абонентской станции к базовой.

На базовой станции принимают переданный абонентской станцией групповой сигнал (фиг.2г) и выделяют из него тестовый сигнал (фиг.2д). Методы выделения известны и описаны, например, в книге В.А.Григорьева, С.В.Григорьева "Зарубежная связь" (СПб.: ВАС, 2004, с.235, с.244). На базовой станции формируют проверочный сигнал, идентичный тестовому (фиг.2е). Формирование осуществляется по тем же правилам, что и для тестового сигала на абонентской станции.

Принятый тестовый сигнал сравнивают со сформированным проверочным и выделяют сигнал ошибки (фиг.2ж). Вычисляют текущий коэффициент ошибок k_t, где t=1, 2, ... - номер абонентской станции, от которой принят тестовый сигнал, для чего считают количество сигналов ошибки в единицу времени (например за 1 с). Сравнивают его с заданными максимальным (k_max) и минимальным (k_min) коэффициентами ошибок.

Если выполняется неравенство k_t<k_min, то на базовой станции формируют управляющий сигнал на уменьшение мощности передатчика абонентской станции. Если же выполняется неравенство k_t>k_min, то на базовой станции формируют управляющий сигнал на увеличение мощности передатчика абонентской станции. Сформированный управляющий сигнал передают от базовой станции к абонентской. На абонентской станции осуществляют прием управляющего сигнала, после чего регулируют мощность передатчика абонентской станции в соответствии с принятой от базовой станции командой.

На базовой станции постоянно измеряют количество поступающих вызовов N_выз в единицу времени (информационную нагрузку). Если количество поступающих вызовов больше заранее заданного порогового значения , т.е выполняется неравенство то базовая станция приостанавливает обслуживание абонентских станций с наименьшим приоритетом. При этом от базовой станции в направлении на абонентские станции с наименьшим приоритетом передают сигнал "занято". После того, как станет выполняться неравенство базовая станция вновь начинает обслуживать все абонентские станции. В результате, за счет снятия с базовой станции части информационной нагрузки, поступающей от абонентов с наименьшим приоритетом, повышается надежность обслуживания абонентов с наибольшим приоритетом.

Способ управления мощностью абонентских станций сети связи с кодовым разделением каналов, заключающийся в том, что предварительно задают параметры канала связи, формируют и передают информационный сигнал от абонентских станций (АС) к базовой станции (БС), сравнивают на БС параметры принятого информационного сигнала с предварительно заданными параметрами канала связи, по результатам сравнения на БС формируют управляющий сигнал на регулировку мощности АС, который передают от БС на АС, где в соответствии с принятым управляющим сигналом регулируют мощность АС, отличающийся тем, что в качестве параметров канала связи предварительно задают минимальное k_min и максимальное k_max значения коэффициента ошибок, минимальный и максимальный пороги для количества вызывающих абонентов, присваивают каждой АС уровень приоритета p_i, где i=1, 2, ... номер уровня приоритета, после формирования на АС информационного сигнала дополнительно формируют тестовый сигнал, объединяют его с информационным и передают объединенный сигнал на БС, где из принятого объединенного сигнала выделяют тестовый сигнал, формируют на БС проверочный сигнал, аналогичный тестовому, который сравнивают с принятым тестовым сигналом, по результатам сравнения вычисляют коэффициент ошибок k_t, где t=1, 2, ... номер АС, от которой принят тестовый сигнал, сравнивают значение вычисленного коэффициента ошибок k_t с заданными минимальным k_min и максимальным k_max значениями коэффициента ошибок, при k_t<k_min формируют управляющий сигнал на уменьшение мощности АС, а при k_t>k_min - на увеличение, причем в процессе работы сети связи на БС измеряют количество вызовов N_выз, которое сравнивают с предварительно заданными минимальным и максимальным порогами, при вызовы от АС с наименьшим приоритетом не обслуживают и передают на нее сигнал "занято".