Системы радиосвязи множественного доступа с временным разделением каналов

 

Способ действия системы радиосвязи множественного доступа с временным разделением каналов (МДВР), характеризующейся множеством временных интервалов и использующей полудуплексную передачу/прием данных, где по восходящей линии связи и по нисходящей линии связи между мобильной станцией (МС) и базовой станцией (БС) передача пользовательских данных осуществляется в отдельных МДВР - кадрах. Для повышения эффективности распределения ресурса радиосвязи и блока радиосвязи мобильной станции, в каждом МДВР - кадре по нисходящей линии связи распределяется для мобильной станции большее число временных интервалов, чем в каждом МДВР - кадре по восходящей линии связи. 3 с. и 3 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к системам радиосвязи множественного доступа с временным разделением каналов, а более конкретно к системам радиосвязи множественного доступа с временным разделением каналов, характеризующимся множеством временных интервалов.

Многие существующие беспроводные или мобильные телефонные сети связи используют схему художественного доступа с временным разделением каналов (МДВР) для распределения ресурсов радиосвязи между рядом мобильных станций и между рядом каналов. Например, в стандарте GSM Европейского института стандартов по телекоммуникациям (ЕИСП) заданная полоса частот во временной области делится на последовательность кадров, известных как МДВР (множественного доступа с временным разделением каналов) - кадры. Длина МДВР - кадра составляет 4,615 мс. Каждый МДВР - кадр, в свою очередь, делится на восемь последовательных временных интервалов равной длительности. В стандартном режиме передачи данных с коммутацией каналов при инициации вызова для него на время длительности вызова определяется двунаправленный канал трафика полной интенсивности (КТ/ПИ) путем резервирования двух временных интервалов (от 1 до 8) в каждой последовательности МДВР - кадров. Один из зарезервированных временных интервалов обеспечивает нисходящую линию связи из базовой станции (БС) к мобильной станции (МС), в то время, как другой интервал времени обеспечивает восходящую линию связи.

Режим передачи данных с коммутацией каналов в GSM предусматривает скорость передачи данных 9,6 Кбайт/с. Однако, из-за потребности в более высоких скоростях передачи данных, Европейским институтом стандартов по телекоммуникациям (ЕИСТ) был определен набор расширений системы GSM, известный, как GSM Фаза 2+. Одно из основных средств системы GSM Фазы 2+ известно, как Высокоскоростная система передачи данных по коммутируемым каналам (ВСПКК, определенная в системах GSM 02,34 и GSM 03,34), в которой достигается повышение скорости передачи данных путем использования более чем одного КТ/ПИ для одного соединения (то есть действительного резервирования двух или более последовательных временных интервалов в каждом МДВП - кадре).

Система GSM Фазы 2+ также определяет (см., например, GSM 01,60, 02,60, 03,60 и 03,64) новое средство, которое известно, как протокол общего обслуживания пакетной радиосвязи (ООПР). Протокол ООПР предусматривает динамическое распределение ресурсов радиосвязи, с распределением для передачи данных по восходящей линии связи и для передачи данных по нисходящей линии связи, которые реализуются отдельно и независимо друг от друга. Это означает, что, когда имеются данные, которые должны быть переданы, временной интервал выделяется только для связи конкретной МС и БС. Таким образом при отсутствии данных, которые требуется передать, не поддерживается ненужный КТ/ПИ. Кроме того, высокоскоростной канал передачи данных с пакетной коммутацией может быть обеспечен путем присвоения одной МС двух или более временных интервалов в каждой последовательности МДВП - кадров.

Согласно действующему в настоящее время стандарту GSM легко фиксировать два зарезервированных временных интервала, которые разделены во времени, для того, чтобы в МС можно было использовать один блок радиосвязи и для передачи данных, и для приема данных, потому что только один временной интервал в каждом МДВР - кадре может быть зарезервирован для какала восходящей линии связи и, аналогично, для канала нисходящей линии связи. Упомянутый блок радиосвязи может также использоваться для мониторинга условий радиосвязи в обслуживающей ячейке и в соседних ячейках. Однако, с введением протоколов ВСПКК и ООПР, в которых число зарезервированных временных интервалов в МДВР - кадре является переменным, существует возможность перекрытия во времени временных интервалов, если временные интервалы и для передачи данных по восходящей линии связи, и для передачи данных по нисходящей линии связи к абоненту зарезервированы в одном и том же МДВР - кадре. Связь в таком случае является дуплексной, и возникает необходимость обеспечивать отдельные блоки радиосвязи для передачи данных, приема данных и мониторинга, то есть всего три блока радиосвязи. Предпочтительный вариант, следовательно, состоит в использовании только полудуплексной связи, где передача данных по восходящей линии связи и передача данных по нисходящей линии связи осуществляются в чередующихся МДВР - кадрах. Таким образом, устраняется возможность перекрытия передачи данных по восходящей линии связи и передачи данных по нисходящей линии связи, как и потребность в раздельных блоках радиосвязи в МС. В настоящих предложениях предусматривается симметричное распределение ресурсов для восходящей линии связи и для нисходящей линии связи, где одно и то же число временных интервалов в чередующихся кадрах резервируется и для передачи данных по восходящей линии связи, и для передачи данных по нисходящей линии связи.

Согласно первому аспекту настоящего изобретения предусматривается способ действия системы радиосвязи множественного доступа с временным разделением каналов (МДВР), характеризующейся множеством временных интервалов и использующей полудуплексную передачу/прием данных, где передача пользовательских данных по восходящей линии связи и по нисходящей линии связи между мобильной станцией (МС) и базовой станцией (БС) осуществляется в отдельных МДВР - кадрах, при этом упомянутый способ содержит этап, на котором распределяют в каждом МДВР - кадре по нисходящей линии связи большее число временных интервалов для упомянутой мобильной станции, чем в каждом МДВР - кадре по восходящей линии связи.

Возможно также асимметричное распределение ресурсов, потому что объем данных, передаваемых по нисходящей линии связи, в общем, значительно больше объема данных, передаваемых по восходящей линии связи. Например, в случаях, где МС используется для обращения к Интернету. Настоящее изобретение дает ряд значительных преимуществ перед предложенным ранее симметричным распределением. Во-первых, поскольку МС осуществляет передачу за меньшее число временных интервалов, проще реализуется усилитель мощности блока радиосвязи. Уменьшается расход мощности, в соответствии с требованиями сокращения теплоотдачи. Во-вторых, сокращается потребляемая мощность, при этом увеличивая запасное и активное время работы МС, и облегчая выбор соответствующих батарей. В-третьих, уменьшается стоимость мобильной станции.

МДВР - кадры по восходящей линии связи и по нисходящей линии связи предпочтительно обеспечивать чередующимися МДВР -кадрами в выбранном диапазоне частот. Система радиосвязи МДВР может использовать протоколы ООПР или ВСПКК. Однако также могут использоваться другие подходящие протоколы.

В вариантах осуществления настоящего изобретения могут использоваться четыре временных интервала по нисходящей линии связи и два временных интервала по восходящей линии связи. Однако также может использоваться любая другая подходящая комбинация.

Согласно второму аспекту настоящего изобретения предусматривается система радиосвязи множественного доступа с временным разделением каналов (МДВР), характеризующаяся множеством временных интервалов и использующая полудуплексную передачу/прием данных, где по восходящей линии связи и по нисходящей линии связи между мобильной станцией (МС) и базовой станцией (БС) передача пользовательских данных осуществляется в отдельных МДВР - кадрах, при этом система содержит средство управления, которое способно распределять в каждом МДВР -кадре по нисходящей линии связи большее число временных интервалов для упомянутой мобильной станции, чем в МДВР - кадре по восходящей линии связи.

Согласно третьему аспекту настоящего изобретения предусматривается устройство мобильной связи, размещаемое для функционирования в системе радиосвязи множественного доступа с временным разделением каналов (МДВР), характеризующейся множеством временных интервалов, упомянутое устройство мобильной связи содержит блок радиосвязи, использующий полудуплексную передачу/прием данных, где по восходящей линии связи и по нисходящей линии связи между устройством мобильной связи и базовой станцией (БС) передача пользовательских данных осуществляется в отдельных МДВР - кадрах, при этом в каждом МДВР -кадре по нисходящей линии связи может быть распределено большее число временных интервалов для упомянутого устройства мобильной связи, чем в каждом МДВР - кадре по восходящей линии связи.

Далее будет рассмотрен пример, поясняющий настоящее изобретение согласно прилагаемый чертежам, в которых: На фиг.1 схематично показана мобильная телефонная сеть связи GSM и мобильная станция, взаимодействующая с сетью связи.

На фиг.2 схематично показана передача данных по восходящей линии связи и по нисходящей линии связи между базовой станцией сети связи GSM и мобильной станцией.

На фиг. 1 иллюстрируется ячейка 1 сотовой мобильной телефонной сети связи. Мобильная станция (или телефон) 2, расположенный в ячейке 1, взаимодействует с базовой станцией (БС) 3 упомянутой ячейки. Как было описано выше, если осуществляется вызов или передача данных из мобильной станции 2 к БС 3 или, наоборот, то резервируются "канал" нисходящей линии связи и "канал" восходящей линии связи для осуществления двунаправленной связи. Оба упомянутых канала поддерживаются в одном и том же диапазоне частот, и каждый состоит из множества временных интервалов, зарезервированных в каждом другом МДВР - кадре.

На фиг. 2 верхняя диаграмма иллюстрирует временные интервалы (2 и 3), зарезервированные для канала восходящей линии связи, то есть для передачи пользовательских данных от МС 2 к БС 3, передача данных МС, а нижняя диаграмма иллюстрирует временные интервалы (от 3 до 6), зарезервированные для канала нисходящей линии связи, то есть для приема пользовательских данных мобильной станцией МС 2, прием данных МС. МДВР - кадры (передающие и приемные кадры) каналов восходящей линии связи и нисходящей линии связи последовательно располагаются таким образом, чтобы кадры каналов восходящей линии связи и нисходящей линии связи чередовались. Таким образом, независимо от числа или расположения временных интервалов, зарезервированных для канала восходящей линии связи и канала нисходящей линии связи, упомянутые временные интервалы не будут перекрываться во времени. Таким образом, МС 2 может обеспечиваться одним блоком радиосвязи 4, осуществляющим и функцию приема данных, и функцию передачи данных.

Кроме того, число временных интервалов, зарезервированных в любом МДВР - кадре для канала нисходящей линии связи, в общем больше, чем число МДВР - кадров, зарезервированных для канала восходящей линии связи (хотя система может также работать в симметричном режиме распределения, где число временных интервалов, распределяемых для приема и передачи данных, одинаково). Это представляет новый класс множества временных интервалов для систем радиосвязи МДВР. В примере, иллюстрируемом на фиг.2, в каждом МДВР - кадре по восходящей линии связи два временных интервала распределяются для МС 2, а в каждом кадре по нисходящей линии связи распределяются четыре временных интервала. Как уже пояснялось выше, для нисходящей линии связи вообще требуются большие скорости передачи данных, чем для восходящей линии связи. Асимметричность распределения временных интервалов приводит к повышению эффективности распределения ресурса радиосвязи, а также к энергосбережению и другим полезным эффектам в МС 2.

Описанные выше варианты осуществления могут быть модифицированы в границах области настоящего изобретения. Согласно одной модификации, МДВР - кадры по восходящей линии связи и по нисходящей линии связи могут быть не непрерывными. Например, один кадр из четырех может быть распределен для передачи данных по восходящей линии связи и один кадр из четырех (или один кадр из двух) может быть распределен для передачи данных по нисходящей линии связи, если при этом по восходящей линии связи и по нисходящей линии связи кадры не перекрываются.

Настоящее изобретение касается пока передачи и приема пользовательских данных, но следует отметить, что передача и прием данных сигнализации может осуществляться в том же самом МДВР - кадре, что и передача или прием пользовательских данных.

Формула изобретения

1. Способ действия системы радиосвязи множественного доступа с временным разделением каналов (МДВР), характеризующейся множеством временных интервалов и использующей полудуплексную передачу/прием данных, где по восходящей линии связи и по нисходящей линии связи между мобильной станцией (МС) и базовой станцией (БС) передача пользовательских данных осуществляется в отдельных МДВР-кадрах, при этом упомянутый способ содержит этап, на котором распределяют в каждом МДВР-кадре по нисходящей линии связи большее число временных интервалов для упомянутой мобильной станции, чем в каждом МДВР-кадре по восходящей линии связи.

2. Способ по п. 1, в котором МДВР-кадры чередуются между кадрами передачи данных и кадрами приема данных.

3. Способ по п. 1 или 2, в котором система радиосвязи МДВР использует протокол общего обслуживания пакетной радиосвязи (ООПР).

4. Способ по п. 1 или 2, в котором система радиосвязи МДВР использует протокол высокоскоростной системы передачи данных по коммутирующим каналам (ВСПКК).

5. Система связи множественного доступа с временным разделением каналов (МДВР), характеризующаяся множеством временных интервалов и использующая полудуплексную передачу/прием данных, где по восходящей линии связи и по нисходящей линии связи между мобильной станцией (МС) 2 и базовой станцией (БС) 3 передача пользовательских данных осуществляется в отдельных МДВР-кадрах, при этом упомянутая система связи содержит средство управления, которое может в каждом МДВР-кадре по нисходящей линии связи распределять большее число временных интервалов для упомянутой мобильной станции (2), чем в каждом МДВР-кадре по восходящей линии связи.

6. Устройство мобильной связи, размещаемое для функционирования в системе радиосвязи множественного доступа с временным разделением каналов (МДВР), характеризующейся множеством временных интервалов, при этом упомянутое устройство мобильной связи (2) содержит блок радиосвязи (4), использующий полудуплексную передачу/прием данных, где по восходящей линии связи и по нисходящей линии связи между устройством мобильной связи (2) и базовой станцией (БС) 3 передача пользовательских данных осуществляется в отдельных МДВР-кадрах, при этом в каждом МДВР-кадре по нисходящей линии связи может быть распределено большее число временных интервалов для упомянутого устройства мобильной связи (2), чем в каждом МДВР-кадре по восходящей линии связи.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2