Способ и устройство для обнаружения дисбалансов прямой и обратной линии связи в цифровых сотовых системах связи

 

Изобретение относится к цифровым беспроводным системам связи. В соответствии со способом предпочтительно используется указание "максимума проб доступа" для определения, имеет ли место дисбаланс, вызванный сбоем обратной линии связи. Условие максимума проб доступа показывает, что беспроводное устройство пыталось осуществить доступ к базовой станции заранее определенное максимальное число раз. Способ предпочтительно использует указание потери пейджингового канала и истечения времени инициализации канала трафика для определения, имеет ли место дисбаланс линии связи, вызванный сбоем прямой линии связи. Если беспроводное устройство не потеряло пейджинговый канал, определяется, произошло ли истечение времени ИКТ. Если беспроводное устройство потеряло пейджинговый канал или оно не потеряло пейджинговый канал, но произошло истечение времени ИКТ, определяется причина для сбоя прямой линии связи. Имеются две возможные причины в этом случае: (1) либо беспроводное устройство находится на значительном расстоянии от базовой станции; либо (2) на пейджинговый канал воздействует значительная помеха. Способ обеспечиает определение причины и подает команду беспроводному устройству либо выполнить свободную передачу обслуживания на соседнюю базовую станцию, либо выйти из цифровой системы, что является техническим результатом. 3 н. и 5 з.п. ф-лы, 4 ил.

Это изобретение относится к цифровым беспроводным системам связи и, более конкретно, к способам для выявления дисбалансов прямой и обратной линии связи в цифровых беспроводных системах связи.

Беспроводные системы связи облегчают двухстороннюю связь между множеством абонентских мобильных радиостанций или "беспроводных устройств" и фиксированной сетевой инфраструктурой. Обычно беспроводные устройства взаимодействуют с фиксированной сетевой инфраструктурой через множество фиксированных базовых станций. Примерами таких систем являются такие мобильные сотовые телефонные системы, как системы множественного доступа с временным разделением (МДВР), системы множественного доступа с кодовым разделением (МДКР) и системы множественного доступа с частотным разделением (МДЧР). Целью этих цифровых беспроводных систем связи является предоставление каналов связи по требованию между беспроводными устройствами и базовыми станциями для того, чтобы соединять пользователей беспроводных устройств с фиксированной сетевой инфраструктурой (обычно системой с проводной линией связи).

Беспроводные устройства обычно взаимодействуют с базовыми станциями, используя дуплексную схему, которая дает возможность обмена информацией в обоих направлениях соединения. Передачи из базовой станции в беспроводное устройство называют передачами нисходящей линии связи. Передачи из беспроводного устройства в базовую станцию обычно называют передачами восходящей линии связи. В системах связи МДКР и МДЧР нисходящую линию связи обычно называют прямой линией связи, а восходящую линию связи обратной линией связи. Хорошо известной проблемой в сотовых системах связи является ухудшение функционирования системы, вызванное дисбалансами интенсивности сигнала в прямой и обратной линиях связи. Для уменьшения этой проблемы конструкторы сотовой системы связи пытаются гарантировать, чтобы потери сигнала на трассе распространения, допустимые в обратных линиях связи, были равны или приблизительно равны потерям, допустимым в прямых линиях связи. Одной важной задачей конструирования является сбалансировать прямую и обратную линии связи. К сожалению, из-за динамически изменяющихся состояний сети, как, например, нагрузки системы, несогласованностей диаграмм направленности антенны, различий в коэффициентах направленного действия антенны и других изменений канала, дисбалансы все же имеют место. В сотовых системах связи, как, например, МДКР и МДЧР, дисбалансы прямой и обратной линий связи часто вызывают ухудшение функционирования системы.

Таким образом, балансировка прямой и обратной линий связи является очень важной задачей проектирования в беспроводных цифровых системах связи. Если линии связи не сбалансированы, функционирование системы ухудшается. Например, при состояниях слабой обратной линии связи (т.е. обратная линия связи является более слабой, чем прямая линия связи) беспроводные устройства пытаются осуществить доступ к связанным с ними базовым станциям путем множества попыток доступа до тех пор, пока все попытки доступа не будут исчерпаны. Результатом использования множества попыток доступа является увеличение помех в канале обратной линии связи. При состояниях слабой прямой линии связи (т.е. прямая линия связи является более слабой, чем обратная линия связи) беспроводные устройства не способны принимать сообщения подтверждения по связанным с ними прямым линиям связи. В результате беспроводные устройства не будут уведомлять об услуге, инициировать вызовы и не будут отвечать на команды базовой станции.

К сожалению, дисбалансам в предшествующем уровне, относящемся к беспроводным системам связи, уделялось незначительное внимание. В результате беспроводные устройства предшествующего уровня техники работают неэффективно при дисбалансах в линии связи. Например, в состоянии слабой обратной линии связи беспроводные устройства предшествующего уровня техники могут оказаться блокированными в цифровом режиме работы, когда цифровая система фактически является недоступной для обслуживания. Это происходит, когда беспроводное устройство принимает сильный сигнал по пейджинговому каналу прямой линии связи, однако обратная линия связи является слабой. Несмотря на то, что беспроводное устройство не способно регистрировать или инициировать вызовы по обратной линии связи, оно полагает, что цифровое обслуживаие доступно из-за сильного сигнала пейджингового канала. Таким образом, даже, если альтернативная аналоговая система может быть доступна, мобильная станция оказывается блокированной в бесполезном цифровом режиме работы. Функционирование также ухудшается, когда обратная линия связи является более сильной, чем прямая линия связи. При этих условиях беспроводное устройство может взаимодействовать с базовой станцией, однако из-за относительно слабой прямой линии связи беспроводное устройство не может декодировать управляющую информацию, передаваемую базовой станцией. При любом сценарии вызовы теряются и скорости доставки вызова системы уменьшаются. Лучшее понимание проблем функционирования, создаваемых дисбалансами линии связи, может быть получено при кратком обзоре простых примеров прохождения вызова в системе связи МДКР.

ПРИМЕРЫ ПРОХОЖДЕНИЯ ВЫЗОВА МДКР И ПРОТОКОЛЫ УСТАНОВЛЕНИЯ СВЯЗИ ВЫЗОВА МДКР

Таблицы 1 и 2 изображают простые примеры прохождения вызова, которые изложены в спецификации Ассоциации промышлености средств связи (TIA), определяющей работу беспроводного устройства МДКР и оборудования базовой станции. Спецификация TIA "Стандарт совместимости беспроводное устройство - базовая станция для двухрежимной широкодиапазонной сотовой системы широкого спектра", TIA/TIA/IS-95, опубликованная в мае 1995 г. Ассоциацией промышленности средств связи, упоминается далее как спецификация IS-95. Как изложено в спецификации IS-95, таблицы 1 и 2 исходят из следующих условий:

- Все сообщения принимаются без ошибок.

- Прием сообщений не показывается (за исключением примеров передач обслуживания на границе зоны).

Подтверждения приема не показываются.

Необязательные процедуры аутентификации не показываются. Необязательные переходы личного длинного кода не показываются.

Таблица 1 изображает простой пример прохождения вызова, в котором беспроводное устройство инициирует вызов. Сообщения передаются из беспроводного устройства в базовую станцию с использованием канала доступа. Сообщения передаются из базовой станции в беспроводное устройство с использованием пейджингового канала. Как изображено в таблице 1, беспроводное устройство сначала обнаруживает вызов, инициируемый пользователем, а затем посылает сообщение "инициирования" через канал доступа МДКР. Канал доступа является разделенным на временные интервалы каналом произвольного доступа. Беспроводное устройство передает по каналу доступа, используя процедуру произвольного доступа. Множество параметров процедуры произвольного доступа выдаются базовой станцией в сообщении параметров доступа. Весь процесс передачи одного сообщения и приема (или сбоя приема) подтверждения для этого сообщения называется "попытка доступа". Каждая передача в попытке доступа называется "проба доступа". В пределах попытки доступа пробы доступа группируются в последовательности проб доступа. Каждая последовательность проб доступа содержит фиксированное число проб доступа. Первая проба доступа каждой последовательности проб доступа передается на определенном уровне мощности относительно номинального уровня мощности без обратной связи. Каждая последующая проба доступа передается на уровне мощности, который на определенную величину выше, чем предшествующая проба доступа.

Во время нормальной работы МДКР, когда пользователь беспроводного устройства инициирует телефонный вызов, беспроводное устройство посылает пробу доступа в базовую станцию. Если базовая станция надлежащим образом принимает пробу доступа, беспроводное устройство должно получить в ответ подтверждение из базовой станции. Когда беспроводное устройство принимает подтверждение, беспроводное устройство получает от базовой станции команду ожидать и прекратить передачу дополнительных проб доступа в базовую станцию. Это необходимо, так как слишком много проб доступа будут создавать нежелательную помеху в канале связи. Беспроводное устройство, таким образом, ждет до тех пор, пока ему не будет назначен канал связи базовой станцией. Как изображено в таблице 1, базовая станция информирует беспроводное устройство о назначении канала посылкой сообщения назначения канала через пейджинговый канал.

Когда беспроводное устройство принимает от базовой станции назначение канала, оно изменяет свои частоты приема и передачи в соответствии с назначенным каналом. Беспроводное устройство затем пытается инициировать связь по назначенному каналу путем установления канала трафика. Если иициализация канала трафика является успешной, беспроводное устройство затем запрашивает канал трафика. Беспроводное устройство затем начинает посылать преамбулу канала трафика. Как изображено в таблице 1, базовая станция запрашивает обратный канал трафика и посылает в беспроводное устройство команду подтверждения базовой станции, если обратный канал трафика был запрошен надлежащим образом. В этот момент беспроводное устройство и базовая станция начинают согласование услуги. В линии связи может произойти отказ в любой момент во время этого процесса согласования. Однако, если процесс согласования является успешным, связь устанавливается и телефонный разговор начинается.

Таблица 2 изображает простой пример прохождения вызова, в котором беспроводное устройство завершает вызов. Как изображено в таблице 2, во время нормальной работы, когда вызов инициируется базовой станцией, базовая станция посылает в беспроводное устройство сообщение вызова или сообщение вызова, разделенное на временые интервалы, через пейджинговый канал. Беспроводное устройство затем посылает в базовую станцию ответное сообщение на вызов через канал доступа. Базовая станция затем устанавливает канал трафика и начинает посылать нулевые данные канала трафика в беспроводное устройство. Базовая станция затем посылает сообщение назначения канала в беспроводное устройство через пейджинговый канал. Как описано выше со ссылкой на таблицу 1, когда беспроводное устройство принимает назначение канала от базовой станции, оно изменяет свои частоты приема и передачи в соответствии с назначенным каналом. Беспроводное устройство затем пытается инициировать связь по назначенному каналу путем установки канала трафика. Как указано ранее, если инициализация канала трафика является успешной, беспроводное устройство запрашивает канал трафика и обрабатывает первоначальный трафик. Вскоре после этого, если согласование связи является успешным, связь начинается с использованием пары прямого и обратного каналов. С учетом рассмотренных примеров прохождения вызова можно более полно описать проблемы, создаваемые при дисбалансах линии связи в сотовой системе связи.

СБОИ ДОСТАВКИ ВЫЗОВА ИЗ-ЗА ДИСБАЛАНСОВ ЛИНИИ СВЯЗИ

При некоторых состояниях сети прямая линия связи преднамеренно устанавливается с большей мощностью, чем обратная линия связи, для расширения зоны действия прямой линии связи МДКР. В зонах с соседними аналоговыми ячейками для двухрежимного беспроводного устройства можно принимать действующий сигнал по пейджинговому каналу МДКР, в то же время находясь в зоне действия аналоговой системы. Как описано выше, это приводит к блокировке беспроводного устройства в цифровом (в этом случае МДКР) режиме работы. Однако беспроводное устройство не сможет регистрировать или инициировать вызов внутри ячейки МДКР, так как оно находится за пределами рабочего диапазона своей обратной линии связи. Иначе говоря, при этих состояниях сети беспроводные устройства принимают ошибочное решение, что рассчитывают на действительную рабочую зону МДКР, когда в действительности ее нет. Беспроводное устройство не распознает проблему дисбаланса линии связи и оказывается блокированным в цифровом рабочем режиме вместо того, чтобы предпочтительно оставаться в аналоговом рабочем режиме.

В противоположность этому существуют состояния сети, когда обратная линия связи является более мощной, чем прямая линия связи. Например, в персональных системах связи (ПСС) обратной линии связи оказывается предпочтение из-за слабых характеристик кодирования линии связи, а также из-за обязательных ограничений усилителя высокой мощности (УВМ). Характеристики кодирования линии связи 13 Кбит/с могут привести к тому, что прямая линия связи становится менее мощной, чем обратная линия связи. Кодирование для систем ПСС со скоростью передачи 13 Кбит/с не является таким устойчивым или эффективным, каким является кодирование для систем со скоростью передачи 8 Кбит/с. Кроме того, УВМ имеет ограниченную величину мощности и поэтому не может привести к тому, что прямая линия связи при определенных обстоятельствах будет слабее, чем обратная линия связи. В результате вызовы завершаются безуспешно либо при установке вызова из-за характеристик затухания пейджингового канала, либо во время инициализации прямого канала трафика.

Другие факторы также способствуют состояниям дисбаланса линии связи. Дисбалансы линии связи могут быть вызваны изменениями коэффициентов усиления антенн базовой станции и рассогласованием диаграмм направленности антенн. Кроме того, большие потери на трассе расспространения в прямой линии связи относительно обратной линии связи могут привести к тому, что прямая линия будет слабее, чем обратная линия связи. Кроме того, межканальные помехи от соседних базовых станций могут привести к ослаблению прямых линий связи. В соответствии со спецификацией IS-95 каждая базовая станция МДКР непрерывно передает немодулированный расширенный спектру сигнал прямой последовательности, называемый пилот-сигналом. Канал пилот-сигнала базовой станцией в каждом активном прямом канале МДКР. Кроме того, для облегчения других функций беспроводного устройства каналы пилот-сигналов дают возможность беспроводным устройствам сравнивать интенсивности сигнала между базовыми станциями. К сожалению, пилот-сигналы соседних базовых станций могут создавать взаимные помехи, приводя в результате к ослаблению интенсивности прямого канала. Интерферирующие пилот-сигналы могут входить в список соседних базовых станций для беспроводного устройства или отсутствовать в таком списке.

Также состояния слабого прямого канала могут быть вызваны источниками помехи, которые являются внешними по отношению к системе МДКР. Наконец, слабые прямые линии связи могут иметь место из-за неадекватного распределения мощности канала трафика при инициализации. Состояния слабого прямого канала отличаются плохим качеством пейджингового канала, что может вызывать потери пейджинговых каналов, когда беспроводное устройство находится в состоянии доступа к системе. Состояния слабого прямого канала могут также привести к неудачам инициализации канала трафика, неудачам приема сообщений назначения канала и неудачам приема команд подтверждения базовой станции.

Независимо от того, пытается ли беспроводное устройство инициировать или завершить вызов, вызов может быть потерян из-за дисбалансов линии связи. В обоих случаях ухудшаются скорости доставки вызова. Кроме того, на рабочие характеристики системы отрицательно влияет то, что активные, т.е. происходящие в текущий момент вызовы (когда беспроводные устройства, имеющие активные каналы трафика, осуществляют текущие вызовы) сбрасываются вследствие дисбаланса линии связи. Таким образом, существует потребность в способе и устройстве, которое обнаруживает дисбалансы линии связи и выдает беспроводному устройству команду обрабатывать вызовы в соответствии с обнаружением.

Существует потребность в способе и устройстве, которые обеспечивают обнаружение дисбалансов линии связи в сотовой системе связи и соответствующую обработку вызовов. Существует потребность в средстве для определения того, теряются ли происходящие в текущий момент вызовы из-за состояний дисбаланса линии связи, и если это так, для осуществления соответствующего корректирующего действия. Настоящее изобретение раскрывает такие способ и устройство. Настоящее изобретение обеспечивает обнаружение дисбаланса линии связи в сотовой системе связи, определение относительных интенсивностей прямой и обратной линий связи и обработку вызовов (инициируемых, завершаемых и разъединяемых вызовов) в соответствии с этим определением.

Настоящее изобретение раскрывает новые способ и устройство для обнаружения дисбалансов прямой и обратной линий связи в цифровой сотовой системе связи и, соответственно, для обработки вызовов. Настоящее изобретение обеспечивает повышение скорости доставки вызова в цифровой сотовой системе связи посредством обнаружения дисбалансов прямой и обратной линий связи и определения, какая линия связи является более слабой, и обработки вызовов в соответствии с данным определением. Настоящее изобретение улучшает функционирование системы посредством определения, разъединяются ли происходящие в текущий момент вызовы из-за состояний дисбаланса линии связи. Если это так, то согласно настоящему изобретению предпринимаются корректирующие действия во время последующих доступов к системе.

В состоянии слабой обратной линии связи беспроводное устройство принимает указание высокой интенсивности принимаемого сигнала (УИПС) по прямой линии связи, но не способно осуществить связь, используя канал доступа. Каждый раз, когда беспроводное устройство пытается осуществить доступ к цифровой системе, оно использует все свои назначенные пробы доступа и при этом не может успешно завершить процесс доступа. В противоположность этому состояния слабой прямой линии связи отличаются низкой эффективностью пейджингового канала, что приводит к потере пейджингового канала. Беспроводное устройство i не способно инициировать или принимать вызовы, поскольку оно не может принимать управляющую информацию через пейджинговый канал.

Способ в соответствии с настоящим изобретением обеспечивает определение того, произошел ли сбой в прямой либо в обратной линии связи. Если сбой происходит в любой линии связи, заявленный способ определяет, обусловлен ли сбой состоянием дисбаланса линии связи. Если обнаруживаются дисбалансы линий связи, заявленный способ использует причину сбоя линии связи для определения того, какая линия связи слабее. На основе этого определения предпринимается корректирующее действие для установления или восстановления вызовов. Более конкретно, в одном из вариантов осуществления настоящего изобретения в соответствии с заявленным способом обнаруживают состояние слабой обратной линии связи путем определения, пыталось ли беспроводное устройство осуществить доступ к выбранной базовой станции предварительно определенное число раз (т.е. было ли передано максимальное число проб доступа мобильной станцией). Если это так, то предлагаемый способ обеспечивает переключение на работу во вторичной цифровой системе (или в аналоговой системе, если попытка для второй цифровой системы является безуспешной). В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения обнаруживают состояние слабой прямой линии связи путем обнаружения сбоев либо в пейджинговом канале, либо в канале трафика.

Если пейджинговый канал потерян, в соответствии с заявленным способом определяется, истекло ли время инициализации канала трафика (ИКТ). Если нет, мобильная станция возвращается в нормальный режим работы и дисбаланс линии связи не обнаруживается. Однако, если время ИКТ истекло, то беспроводное устройство определяет, что вызвало потерю пейджингового канала. Заявленный способ обеспечивает проверку интенсивности пилот-сигнала для определения, был ли потерян пейджинговый канал из-за того, что беспроводное устройство находится слишком далеко от базовой станции, или из-за значительной помехи в пейджинговом канале. Способ обеспечивает проверку для определения наличия другого сильного пилот-сигнала. Если это так, то в соответствии с заявленным способом беспроводному устройству подаются команды выполнить свободную передачу обслуживания и установить связь с каналом сильного пилот-сигнала. Если нет, то в соответствии с заявленным способом беспроводное устройство выполняет "новый выход из системы".

Предпочтительные и альтернативные варианты осуществления настоящего изобретения детально изложены ниже со ссылками на чертежи. Детальное описание признаков заявленного изобретения делает очевидным различные дополнительные отличия и изменения, понятные специалисту в данной области техники.

Фиг.1 - блок-схема, изображающая способ в соответствии с настоящим изобретением, по которому определяют, обусловлен ли сбой обратной линии связи слабой обратной линией связи.

Фиг.2 - блок-схема, изображающая способ в соответствии с настоящим изобретением, по которому определяют, обусловлен ли сбой прямой линии связи слабой прямой линией связи, что приводит в результате к потере пейджингового канала.

Фиг.3 - блок-схема, изображающая способ в соответствии с настоящим изобретением, по которому определяют обусловлен ли сбой прямой линии связи слабой прямой линией связи, что приводит в результате к истечению времени ИКТ.

Фиг.4 - упрощенная блок-схема типового беспроводного устройства.

Одинаковые ссылочные позиции и обозначения на различных чертежах использованы для указания на одинаковые элементы.

Приведенные в описании варианты осуществления и примеры следует воспринимать как отдельные примеры, а не ограничения настоящего изобретения.

Как описано выше, одной из важных функций, выполняемых настоящим изобретением, является анализ большого числа потенциальных причин сбоев доставки вызова в цифровой сотовой системе связи и определение, обусловлены ли сбои дисбалансами линии связи. При выполнении этого определения способ и устройство в соответствии с настоящим изобретением способствует обработке вызовов в беспроводном устройстве, улучшая скорости доставки вызова. Таблица 3 изображает некоторые ошибочные состояния или "симптомы" и возможные случаи, связанные со сбоями доставки вызова в цифровой сотовой системе связи.

Как изображено в таблице 3, имеются несколько потенциальных причин симптомов, упоминаемых как "максимум проб доступа (МПД)". Эти симптомы имеют место, когда беспроводное устройство пытается осуществить доступ к базовой станции максимальное число раз. По существу, симптом МПД имеет место, когда беспроводное устройство исчерпывает свое максимальное число проб, посылаемых в базовую станцию. Как описано выше, беспроводные устройства пытаются получить доступ к базовой станции посылкой попыток доступа, а более конкретно проб доступа, в базовую станцию, используя канал доступа. Каждая проба доступа содержит преамбулу канала доступа и тело сообщения канала доступа. В соответствии со спецификацией IS-95 беспроводное устройство осуществляет передачу по каналу доступа, используя процедуру случайного доступа.

Базовые станции управляют максимальным числом проб доступа (МПД), которые могут передаваться любым беспроводным устройством в любую выбранную базовую станцию. Базовая станция передает параметр МПД (дополнительно к другим важным системным параметрам) в "сообщении параметров доступа" через пейджинговый канал. В соответствии со спецификацией IS-95 весь процесс посылки одного сообщения и приема (или сбоя в приеме) подтверждения для этого сообщения упоминается как "попытка доступа". В пределах каждой попытки доступа пробы доступа группируются в последовательности проб доступа. Каждая последовательность проб доступа содержит определенное число проб доступа, все передаваемые по одному и тому же каналу доступа. Первая проба доступа каждой последовательности проб доступа передается на определенном уровне мощности относительно номинального уровня мощности без обратной связи. Каждая последующая проба доступа в пределах последовательности передается на уровне мощности, который на определенную величину выше, чем предыдущая проба доступа. Канал доступа, используемый для каждой последовательности, выбирается на псевдопроизвольной основе среди всех каналов доступа, связанных с текущим пейджинговым каналом беспроводного устройства.

Имеется максимальное число (обычно 15) последовательностей проб доступа ("MAX_RSP_SEQ" [для ответов] либо "MAX_REQ_SEQ" [для запросов], связанных с каждой попыткой доступа). Таким образом, в одном случае параметр МПД определяется умножением числа проб доступа в последовательности проб доступа на максимальное число последовательностей проб доступа, допустимых в попытке доступа. Например, в соответствии с IS-95, число проб доступа в последовательности определяется переменной "NUM_STEP". Число последовательностей проб доступа, допустимых в попытке доступа, определяется как "MAX_RSP_SEQ" (для ответов) или "MAX_REC_SEQ" (для запросов). Следовательно, например, в этом случае произведение NUM_STEP и MAX_REQ_SEQ определяет параметр МПД.

Однако предлагаемые способ и устройство не ограничиваются их использованием в сотовой системе связи стандарта IS-95. Другие системы, которые могут использовать различные способы доступа и различные параметры МПД, могут также использоваться в настоящем изобретении. Независимо от того, какой способ используется для связи параметра МПД с беспроводным устройством, беспроводное устройство будет хранить параметр МПД в регистре. После этого беспроводное устройство будет контролировать число осуществленных попыток доступа и формировать симптом МПД всякий раз, когда делается попытка максимального числа проб доступа.

Как изображено в таблице 3, имеется, по меньшей мере, три возможных причины симптома МПД. Беспроводное устройство могло бы использовать очень большое число проб доступа ввиду слабой обратной линии связи. В этом сценарии базовая станция может оказаться не способной принять пробы из-за слабой обратной линии связи. Альтернативно симптом МПД может быть вызван помехой обратной линии связи. Помеха обратной линии связи может быть вызвана внешними источниками или беспроводными устройствами. В любом случае помеха обратной линии связи может препятствовать приему сообщений базовой станцией по каналу доступа. Помеха обратной линии связи будет также препятствовать приему сообщений базовой станцией по обратному каналу трафика, допуская, что беспроводное устройство в конце концов успешно получит доступ к каналу.

Имеются по меньшей мере две причины, что беспроводное устройство не достигнет успеха в приеме команды подтверждения базовой станции через пейджинговый канал. Если мощность канала пилот-сигнала меньше, чем определенный порог Th1, и беспроводное устройство не смогло принять команду подтверждения пейджингового канала базовой станции, вероятно, обусловлено слабой прямой линией связи. В одном из вариантов осуществления Th1 равен - 100 дБ мВт в сотовых системах и равен - 103 дБ мВт в системах ПСС. В противоплоложность этому, если мощность канала пилот-сигнала больше чем Th1 (т.е. больше чем - 100 дБ мВт в сотовых системах или больше чем - 103 дБ мВт в системах ПСС) и беспроводное устройство не смогло принять команду подтверждения пейджингового канала базовой станции, вероятно, это обусловлено затуханием или помехами в прямой линии связи. Кроме того, характеристики затухания канала как прямой, так и обратной линии связи могут обусловить то, что беспроводное устройство не сможет принять сообщение назначения канала посредством пейджингового канала. Наконец, как изображено в таблице 3, недостаточные коэффициенты усиления канала трафика, проблемы затухания прямой линии связи канала и помеха от конкурирующих каналов пилот-сигналов могут препятствовать инициализации прямого канала трафика беспроводного устройства.

ОБНАРУЖЕНИЕ И ОБРАБОТКА ВЫЗОВОВ В УСЛОВИЯХ СЛАБОЙ ОБРАТНОЙ ЛИНИИ СВЯЗИ

Существуют состояния системы, при которых беспроводное устройство будет инициировать указание относительно высокой интенсивности принимаемого сигнала (УИПС), но при этом пользователь не сможет инициализировать вызов с использованием цифровой системы. Для целей настоящего изобретения УИПС определяется как принимаемая мощность канала пилот-сигнала, измеренная беспроводным устройством. Цифровые сотовые системы разворачиваются в зонах, имеющих дисбалансы потери на трассе распространения прямой и обратной линий связи, равные 20 дБ. При этих условиях беспроводное устройство не сможет инициировать или принимать телефонные вызовы. Каждый раз, когда беспроводное устройство пытается осуществить доступ к цифровой системе при этих условиях, оно израсходует все свои назначенные пробы доступа и при этом не достигнет успеха в процессе доступа. Некоторые из причин слабых обратных линий связи включают чрезмерные потери на трассе распространения, внешнюю помеху в обратной линии связи и неправильную конфигурацию системы (т.е. система назначает недостаточный или неточный параметр доступа мобильной станции). Другие причины включают чрезмерные проблемы многолучевого распространения (т.е. базовая станция имеет сложности в обнаружении сигнала обратной линии связи) и чрезмерные условия нагрузки.

Настоящее изобретение обеспечивает проверку многих возможных причин сбоев доставки вызова и разъединения вызова для определения того, происходит ли сбой из-за дисбаланса линии связи. Если сбой доставки вызова или разъединение вызова происходит из-за дисбаланса линии связи, настоящее изобретение обеспечивает беспроводному устройству возможность предпринять корректирующее действие для обработки вызова. Способ в соответствии с настоящим изобретением активируется всякий раз, когда происходит сбой доставки вызова или прерывание вызова. Способ, блок-схема которого изображена на фиг.1, активизируется всякий раз, когда сбой доставки вызова или прерывание вызова происходит из-за проблем в обратной линии связи. Способ, блок-схема которого изображена на фиг.2 (а также фиг.3), активизируется всякий раз, когда сбой доставки вызова или прерывание вызова происходит из-за проблем в прямой линии связи.

Как изображено на фиг.1, в одном из вариантов осуществления способа используется условие или симптом "максимума проб доступа" (или МПД) для обнаружения состояний слабой обратной линии связи. В этом случае, если беспроводное устройство обнаруживает условие МПД во время попыток инициирования вызова, попыток ответа на вызов или попыток регистрации, оно объявляет состояние сбоя обратной линии связи и пытается использовать альтернативный цифровой канал.

Согласно фиг.1 этап 102 инициируется каждый раз, когда доставка вызова оказывается безуспешной (или осуществляемый в текущий момент вызов сбрасывается) из-за сбоя обратной линии связи. Когда способ, изображенный на фиг.1, активизируется, беспроводное устройство обнаруживает, что произошел сбой обратной линии связи, однако не известно, произошел ли сбой из-за дисбаланса линии связи или по некоторой другой причине. Способ, изображенный на фиг.1, определяет, произошел ли сбой доставки вызова из-за условия "максимума проб доступа", вызванного слабой обратной линией связи. На этапе 104 способа определяется, существует ли условие "максимума проб доступа". Как описано выше со ссылкой на таблицу 3, беспроводное устройство хранит параметр МПД в регистре после приема его из базовой станции (или после того, как беспроводное устройство вычислит величину МПД на основе информации пробы доступа, посылаемой базовой станцией). Беспроводное устройство сравнивает число осуществленных попыток доступа и формирует условие МПД всякий раз, когда исчерпано максимальное число проб доступа.

В соответствии с заявленным способом, если беспроводное устройство обнаруживает условие максимума проб доступа при инициировании попыток вызова, поисковом вызове или регистрации, оно уведомляет о сбое обратной линии связи и переходит к альтернативной или "вторичной" цифровой системе. Например, как изображено на фиг.1, если результат принятия решения о МПД на этапе 104 является положительным (т.е. ветвь "да"), способ переходит к этапу 106. На этапе 106 беспроводное устройство пытается осуществить доступ ко "вторичной" цифровой системе, связанной с первичной системой. На этапе 108 принятия решения фиг.1 беспроводное устройство определяет, успешно ли оно запросило вторичную цифровую систему. Если это так, то способ переходит к этапу 110 для установления связи во вторичной системе. Если нет, то способ переходит к этапу 112 и устанавливает связь в аналоговой системе.

Способ в соответствии с настоящим изобретением осуществляется несколько иначе, когда он используется в системе ПСС. Вместо этого каждое беспроводное устройство ПСС программируется со списком каналов или "просмотра", который содержит список каналов, доступных для беспроводного устройства в любой данный момент времени. Более конкретно, после активизации каждое беспроводное устройство ПСС хранит предпочтительный роуминг или список "просмотра", содержащий информацию, которая помогает беспроводному устройству при выборе системы и запросе системы. Список просмотра особенно полезен для беспроводного устройства при роуминге. Различные средства могут использоваться для обеспечения мобильной станции предпочтительным списком просмотра. Например, список просмотра может вводиться посредством клавиатуры мобильной станции. Альтернативно список может вводиться с использованием обслуживающей программирующей станции или средство обеспечения обслуживания по радиоканалу (ООРК). После получения список просмотра сохраняется в беспроводном устройстве при включении питания беспроводного устройства. Список просмотра предпочтительно включает множество каналов (систем) и порядок сканирования, в котором беспроводное устройство сканирует каналы при поиске обслуживания.

Модифицированные системы МДКР будут иметь не только первичную и вторичную цифровые системы и поэтому будут использовать списки просмотра, аналогичные спискам просмотра ПСС. Заявленный способ будет использоваться аналогично в обеих системах, ПСС и модифицированных системах МДКР. Когда предлагаемый способ используется в системах ПСС или модифицированных системах МДКР на этапе 106 вместо доступа ко вторичной системе, беспроводное устройство пытается осуществить доступ к первому каналу в своем списке просмотра. Если эта попытка доступа завершается неудачно, беспроводное устройство должно пытаться осуществить доступ к каждому каналу в списке просмотра до получения успешного результата запроса канала или до исчерпания списка просмотра. На этапе 108 принятия решения беспроводное устройство определяет, успешно ли оно запросило канал в списке просмотра. Если это так, то способ переходит к этапу 110. Если нет, то способ переходит к этапу 112. На этапе 112 мобильной станции подается команда завершить попытки доступа в цифровой системе и начать попытки доступа в аналоговой системе, связаной с рабочей зоной мобильной станции. Аналоговая операция, таким образом, начинается на этапе 112.

Если вторичная система (или один из каналов в списке каналов беспроводного устройства ПСС) была успешно запрошена, процедура заканчивается на этапе 108 и повторяется передача во вторичной системе (или в следующем канале ПСС) на этапе 110. Таким образом, предлагаемый способ завершается на этапе 110 в этой ситуации.

Если на этапе 104 определено, что условие МПД не удовлетворяется, предлагаемый способ переходит к этапу 114. Как изображено на фиг.1, если максимальное число проб доступа не передано, обратная линия связи обусловила сбой по некоторой причине, отличной от состояния слабой обратной линии связи (т.е. по некоторой другой причине, отличной от дисбаланса линии связи). В этом случае беспроводное устройство будет предпринимать еще одну попытку доступа в первичной системе. Однако в соответствии со спецификацией IS-95 для того, чтобы начать дополнительную попытку связи, беспроводное устройство должно демодулировать наилучший пейджинговый канал. По этой причине, как изображено на фиг.1, беспроводное устройство входит в состояние "ожидания" на этапе 114 перед повторением передачи в первичной системе на этапе 116. Как для канала связи, так и для базовой станции "повторная передача" в первичной системе на этапе 116 возникает так, как если бы она была инициирована пользователем через пользовательский интерфейс беспроводного устройства. Однако попытка повторной передачи на этапе 116 является прозрачной для пользователя.

В соответствии с настоящим изобретением способ на этапе 118 осуществляет проверку того, была ли попытка повторной передачи успешной. Если попытка повторной передачи в первичной системе была успешной, то способ переходит с этапа 118 на этап 120, оставаясь в первичной системе. Однако, если попытка повторной передачи в первичной системе была безуспешной, способ обеспечивает попытку доступа ко вторичной системе (или альтернативным каналам из списка просмотра в системах ПСС) на этапе 106. Способ осуществляет переход с этапа 106, как описано выше.

Таким образом, если попытка доставки вызова завершается безуспешно из-за сбоя обратной линии связи, то в соответствии с настоящим изобретением определяется сбой обратной линии связи и осуществляется переключение на работу в альтернативной цифровой системе. Альтернативная цифровая система содержит вторичную систему в системах МДКР и альтернативные каналы в списке просмотра мобильной станции в системах ПСС. Если мобильная станция безуспешно завершает запрос альтернативного цифрового канала, она переключается на работу в аналоговой системе. Настоящий способ использует условие максимума проб доступа для выявления, существует ли дисбаланс в линии связи, а более конкретно, является ли обратная линия связи более слабой, чем прямая линия связи.

Следует заметить, что, если провайдеры услуг реализуют "регистрацию на таймерной основе", беспроводное устройство сможет обнаруживать состояния более слабой обратной линии связи значительно скорее и при этом минимизировать возможность оставаться в цифровой системе дольше, чем необходимо. Система регистрации на таймерной основе потребовала бы от беспроводного устройства регистрироваться в фиксированные, заранее определенные промежутки времени. По сравнению, например, со способами регистрации по "включению питания", в которых беспроводное устройство регистрируется во время включения питания. При этом при включении питания беспроводное устройство переключается с использования другого блока частот ПСС, другого класса полосы частот или альтернативного режима работы.

ОБНАРУЖЕНИЕ И ОБРАБОТКА ВЫЗОВОВ В СРЕДЕ СЛАБОЙ ПРЯМОЙ ЛИНИИ СВЯЗИ

Слабые прямые линии связи вызывают низкое качество пейджингового канала, что приводит к потере пейджингового канала, когда мобильная станция входит в состояние доступа к системе. В результате беспроводное устройство не может принять сообщение назначения канала, не может принять команду подтверждения базовой станции и не сможет инициализировать канал трафика. Как описано выше со ссылкой на таблицу 3, некоторые из причин состояния слабой прямой линии связи включают чрезмерные потери на трассе распространения, помехи от других ячеек (от базовых станций, которые находятся в списке соседей, и от базовых станций, которые не находятся в списке соседей), внешние источники помехи и неадекватное распределение мощности канала трафика при инициализации. Способ, изображенный на фиг.2 и 3, обеспечивает обнаружение, происходит ли сбой прямой линии связи из-за слабой прямой линии связи, и обработку вызовов соответствующим образом. В одном из вариантов осуществления способ использует условие "кодов выхода" в качестве механизма обнаружения.

Условие "кодов выхода" имет место каждый раз, когда беспроводное устройство выходит из системы, с которой оно пытается связаться. Например, в системе стандарта IS-95 условие "кодов выхода" имеет место, когда беспроводное устройство выполняет функцию "выхода из системы". В соответствии с IS-95, когда беспроводное устройство по некоторой причине теряет пейджинговый канал, беспроводное устройство переходит в состояние инициализации системы. Этот процесс обычно упоминается как "выход из системы". Причины выполнения функции выхода из системы меняются и зависят от состояния беспроводного устройства, когда оно теряет пейджинговый канал. Например, если беспроводное устройство находится в дежурном состоянии и не принимает "хороших" сообщений пейджингового канала в течение первого предварительно определенного периода времени (например, 3 секунды), беспроводное устройство выходит из системы с состоянием "коды выхода" "потерь системы в дежурном состоянии". Беспроводное устройство перейдет в состояние инициализации системы. Альтернативно, если беспроводное устройство находится в состоянии доступа к системе и не принимает хороших сообщений пейджингового канала в течение второго заранее определенного периода времени (например, 1 секунды), беспроводное устройство выйдет из системы с состоянием "коды выхода" "потерь пейджингового канала в состоянии доступа к системе". Беспроводное устройство опять перейдет в состояние инициализации системы.

Согласно фиг.2 способ, соответствующий изобретению, переходит на этап 130 всякий раз, когда доставка вызова завершается безуспешно из-за сбоя в прямой линии связи. При активизации способа, изображенного на фиг.2, беспроводное устройство определяет, что произошел сбой прямой линии связи, однако оно должно еще определить, произошел ли сбой из-за дисбаланса линии связи или по некоторой другой причине. Как изображено на фиг.2, способ переходит на этап 132, чтобы сначала определить, произошел ли сбой доставки вызова из-за потери пейджингового канала. Если сбой доставки вызова произошел не из-за потери пейджингового канала (т.е. выходная ветвь "нет" от этапа 132), способ выходит из этапа 132 и переходит к этапу 134. Этап 134 и его последующие этапы описываются более подробно ниже со ссылкой на фиг.3. Если сбой доставки вызова происходит из-за потери пейджингового канала (т.е. выходная ветвь "да" от этапа 132), способ выходит с этапа 132 и переходит к этапу 136.

В прямой линии связи может произойти сбой из-за слабой мощности пейджингового канала или слабой мощности пилот-сигнала канала. Мощность пейджингового канала может быть слабой из-за неправильной установки коэффициента усиления в базовой станции. Если это так, беспроводное устройство почти ничего не может сделать для установления связи с этой базовой станцией. Таким образом, в соответствии с предлагаемым способом измеряется отношение принимаемого пилот-сигнала к шуму на этапе 136, если определено (на этапе 132 решения), что беспроводное устройство потеряло пейджинговый канал. Более конкретно, на этапе 136 беспроводное устройство проверяет отношение энергии принимаемого пилот-сигнала к полной принимаемой энергии. Это отношение определяется в спецификации IS-95 как "интенсивность пилот-сигнала". Как определено в спецификации IS-95, интенсивность пилот-сигнала равна отношению (в дБ) между энергией пилот-сигнала, накопленной за один период (Е_с) элементарного сигнала псевдошума (ПШ), к спектральной плотности полной мощности в принимаемой ширине полосы частот (I_о).

В одном из вариантов осуществления способ обеспечивает определение того, является ли интенсивность пилот-сигнала меньшей, чем заранее определенная пороговая величина (Th2). Как изображено на фиг.2, на этапе 136 определяется, является ли интенсивность пилот-сигнала меньше, чем Th2. В одном из вариантов осуществления Th2 равна - 13 дБ. Это типовая величина, которая определяется эмпирически на основе полевых экспериментов. Могут использоваться другие пороговые величины в зависимости от окружающих условий конкретной системы. Если интенивность пилот-сигнала не меньше, чем Th2 (т.е. интенсивность пилот-сигнала является достаточно высокой), способ переходит к этапу 148, выполняет свободную передачу обслуживания и повторяет попытку связи с соседней базовой станцией, как описано ниже более подробно. Однако, если интенсивность пилот-сигнала меньше, чем Th2, она является недостаточной и способ переходит к этапу 138.

Если принимаемая мощность в канале пилот-сигнала является недостаточной (т.е. Е_с/I_с меньше, чем Th2), способ переходит к этапу 138 для определения того, имеется ли другой сильный канал пилот-сигнала для беспроводного устройства. Если имеется другой сильный канал, способ переходит к этапу 146. Однако, если другого сильного канала пилот-сигнала нет, способ переходит к этапу 140 для определения причины. Имеются только две возможности: (1) либо беспроводное устройство находится слишком далеко от базовой станции; (2) либо существует значительная помеха в канале пилот-сигнала (т.е. другие беспроводные устройства могут конкурировать в приеме данного канала пилот-сигнала. На этапе 140 в заявленном способе сравнивает УИПС мобильной станции с заранее определеной пороговой величиной. Если УИПС мобильной станции меньше, чем порог, энергия пилот-сигнала ниже, поскольку беспроводное устройство находится слишком далеко от базовой станции. В этом случае мобильная станция пытается осуществить доступ ко вторичной системе. Однако, если УИПС мобильной станции больше порога, отношение пилот-сигнала к шуму является низким вследствие помехи канала пилот-сигнала. В этом случае мобильная станция входит в дежурное состояние.

Согласно фиг.2 на этапе 138 в способе определяется, является ли УИПС для этой мобильной станции ниже заранее определенной пороговой величины Th1. На основе параметров типичного бюджета линии связи величина Th1 предпочтительно равна - 100 дБ мВт для цифровых сотовых систем и - 103 дБ мВт для систем ПСС. Однако эта величина изменяется и зависит от бюджета рабочей линии связи. Бюджет линии связи зависит от нескольких системных параметров, как, например, пороговой мощности сигнала малошумящего усилителя (МШУ) и коэффициента шума приемника. Если УИПС меньше, чем Тh1 (т.е. мобильная станция находится слишком далеко от базовой станции), способ переходит к этапу 142. На этапе 142 беспроводное устройство пытается осуществить доступ ко вторичной цифровой системе (при работе в системе МДКР). Как описано выше со ссылкой на фиг.1, ПСС и некоторые системы, используемые вне территории США будут пытаться осуществить доступ в каждый канал в списке просмотра мобильной станции до тех пор, пока список не будет исчерпан. Если беспроводное устройство не запрашивает никакую систему, оно будет инициировать аналоговую связь, используя аналоговую систему, если она имеется. Таким образом, если на этапе 142 попытка завершается безуспешно, беспроводное устройство переключается в аналоговый режим работы. Если на этапе 140 определено, что УИПС мобильной станции больше, чем Th1 (т.е. энергия канала пилот-сигнала ниже из-за воздействия помехи), способ переходит к этапу 144, на котором беспроводное устройство входит в дежурное состояние.

Как описано выше, в способе на этапе 138 определяется, имеется ли сильный канал пилот-сигнала. Если другой сильный канал пилот-сигнал имеется, то мобильная станция определяет, принадлежит ли канал пилот-сигнала базовой станции из "списка соседей" беспроводного устройства. Каждая базовая станция предпочтительно посылает в каждое беспроводное устройство список соседних базовых станций, определяемый как "список соседей". Одним из примеров системы, которая использует список соседей, является сотовая система связи МДКР стандарта IS-95. В системах ПСС список соседей обеспечивается сообщениями списка соседей и сообщениями расширенного списка соседей.

Беспроводным устройствам дается возможность только выполнять свободные передачи обслуживания на "соседние" базовые станции, т.е. на базовые станции, которые находятся в списке соседей мобильной станции. Если базовая станция находится в списке соседей мобильной станции, беспроводное устройство инициирует "свободную передачу обслуживания" и пытается осуществить доступ к новому каналу пилот-сигнала. Если нет, мобильная станция выполняет "новый выход из системы" и переходит в дежурное состояние. Более конкретно и согласно фиг.2 способ на этапе 146 определяет, является ли сильный канал пилот-сигнала соседним. Если канал пилот-сигнала является соседним, способ переходит к этапу 148, на котором беспроводное устройство выполняет "свободную передачу обслуживания" и повторяет передачу по новому каналу пилот-сигнала. Имеются два типа передач обслуживания в системе МДКР. Когда беспроводное устройство уже осуществляет связь с использованием канала трафика, оно может выполнять "мягкую" передачу обслуживания для переключения между двумя различными базовыми станциями. Мягкая передача обслуживания производится, когда беспроводное устройство осуществляет связь с первой и второй ячейками одновременно, и беспроводное устройство переключается на связь со второй ячейкой, когда оно перемещается из рабочей зоны первой ячейки. В противоположность этому свободная передача обслуживания производится, когда беспроводное устройство не находится в текущий момент в канале трафика. Свободная передача обслуживания производится при переключении между двумя каналами пилот-сигнала, как на этапе 148. Если канал пилот-сигнала не является соседним, способ переходит к этапу 150 и выполняет "новый выход из системы". В этот момент беспроводное устройство входит в дежурное состояние и не повторяет передачу в цифровой системе.

Согласно фиг.3 способ переходит к этапу 134, если обнаруживается сбой в прямой линии связи, а пейджинговый канал не потерян. Если не имеется потери пейджингового канала, в заявленном способе на этапе 160 проверяется случай истечения времени инициализации канала трафика (ИКТ). В соответствии со спецификацией IS-95 истечение времени ИКТ происходит всякий раз, когда беспроводное устройство не смогло инициализировать канал трафика в течение заданного интервала времени. Если время ИКТ истекло, проверяется дисбаланс линии связи, как описано выше со ссылкой на фиг.2 (т.е. проверкой интенсивности пилот-сигнала и УИПС). Однако, если время ИКТ не истекло, то дисбаланс отсутствует в прямой и обратной линиях связи. В прямой линии связи произошел сбой, однако сбой не вызван проблемой дисбаланса линии связи. Таким образом, если время ИКТ не истекло, согласно заявленному способу беспроводное устройство возвращается к "нормальной" работе на этапе 162.

Согласно фиг.3 в заявленном способе на этапе 160 определяется, существует ли условие истечения времени ИКТ. Если время ИКТ не истекло, способ переходит к этапу 162, на котором беспроводное устройство возобновляет нормальную работу. Однако, если время ИКТ истекло, то способ переходит к этапу 164, на котором проверяется интенсивность пилот-сигнала. Остальные этапы, изображенные на фиг.3, выполняются идентично этапам, описанным выше со ссылками на фиг.2. Более конкретно, на этапе 164 выполняется та же самая функция, что и на этапе 136. Аналогично этапы 166, 168, 170, 172, 174 и 176 фиг.3 выполняют те же самые функции, что и этапы 138, 140, 142, 146, 148 и 150 фиг.2. Единственным исключением является то, что вместо входа в дежурное состояние (например, этап 144 на фиг.2), если на этапе 168 определено, что УИПС больше, чем Тh1, то беспроводное устройство возвращается к нормальной работе на этапе 162. Кроме этого исключения, остальные этапы, показанные на фиг.3, работают, как описано выше со ссылкой на фиг.2.

Таким образом, способ, блок-схемы которого изображены на фиг.2 и 3, активизируется всякий раз, когда беспроводное устройство обнаруживает сбой прямой линии связи. Как изображено на фиг.2, способ сначала определяет, потерян ли в беспроводном устройстве пейджинговый канал. Если нет, способ переходит к этапу 160 (фиг.3) для определения, истекло ли время ИКТ. Если время ИКТ не истекло (и пейджинговый канал не был потерян), сбой прямой линии связи произошел не из-за дисбаланса линии связи. В результате способ переходит к этапу 162, на котором беспроводное устройство восстанавливает нормальную работу. Однако, если пейджинговый канал был потерян (как определено на этапе 132) или если истекло время ИКТ (как определено на этапе 160), способ переходит к определению причин состояний ошибки, как описано более подробно выше.

Как изображено на фиг.1-3, способ в соответствии с настоящим изобретением переключается на работу в другом имеющемся канале (либо через вторичную систему, как изображено на фиг.1, либо посредством свободной передачи обслуживания как изображено на фиг.2 и 3), когда определяется, что существует состояние дисбаланса линии связи. Хотя может показаться логичным переключиться на работу во вторичной системе или в другом канале, следует заметить, что спецификация IS-95 обычно запрещает беспроводным устройствам переключаться на другие каналы при обнаружении проблем в данном канале. Спецификация IS-95 предусматривает переход беспроводного устройства в состояние инициализации системы, в котором беспроводное устройство выбирает наилучший имеющийся канал МДКР. Поэтому для беспроводного устройства, совместимого со спецификацией IS-95, нетипичным является переключение на работу в других каналах при обнаружении проблем в первом канале. В соответствии со спецификацией IS-95 беспроводному устройству обычно разрешается переключаться в другой канал, только если система выдала ему команду на выполнение этого переключения. Однако IS-95 не предусматривает механизма для обработки сбоев доставки вызова, вызванных дисбалансом в прямой и обратной линиях связи. Заявленный способ дает возможность беспроводным устройствам обнаруживать состояния дисбаланса линии связи и переключаться на другие каналы, если существует состояние дисбаланса. Переключение канала предпочтительно выполняется способом, который не противоречит IS-95. Таким образом, настоящее изобретение обнаруживает механизм обработки сбоев доставки вызова, вызваных дисбалансами линии связи, который совместим со спецификацией IS-95.

Способ в соответствии с настоящим изобретением предпочтительно осуществляется микропроцессором или другим устройством обработки данных в беспроводном устройстве. Альтернативно настоящий способ может быть реализован, используя любое подходящее или желательное последовательное устройство, как, например, конечный автомат, дискретные логические схемы с запоминанием настоящего и следующего состояний или устройство логической микросхемы, программируемой в процессе эксплуатации.

Таким образом, настоящее изобретение раскрывает средство для определения, существует ли дисбаланс прямой или обратной линии связи, и средство для обработки вызовов на основе этого определения. В соответствии с настоящим изобретением уменьшаются помехи, улучшается пропускная способность системы и улучшается скорость доставки вызова в цифровой сотовой системе связи. Уменьшением количества попыток доступа, выполняемых беспроводными устройствами при дисбалансах линий связи, в настоящем изобретении уменьшаются помехи для других пользователей, осуществляющих связь в системе. В результате настоящее изобретение обеспечивает улучшение пропускной способности вызова. Настоящее изобретение особено полезно для использования в широкополосных беспроводных цифровых системах связи, как, например, сотовых системах МДКР, однако оно также находит применение в ПСС МДКР и других цифровых сотовых системах связи. Протоколы взаимодействия, описанные выше, являются одинаковыми в обеих системах: МДКР и ПСС и более полно описаны в хорошо известной спецификации IS-95. Единственным важным различием между сотовой системой МДКР и системой ПСС МДКР являются частотные диапазоны, используемые для связи.

Фиг.4 является упрощенной блок-схемой типового беспроводного устройства 400. Беспроводное устройство 400 содержит цифровой модем 402, память 404, периферийные устройства 406, кодек 408, подсистему 410 РЧ (радиочастоты) и ПЧ (промежуточной частоты), аналоговый широкополосный процессор 412, громкоговоритель 414 и микрофон 416. Цифровой модем 402 управляет подсистемой 410 РЧ и ПЧ, аналоговый широкополосный процессор 412, память 404 и периферийные устройства (которые включают такие устройства, как клавиатуры, кнопочные панели, дисплеи на жидкокристаллических диодах, звонящие устройства, микрофон 416 и громкоговоритель 414). Цифровой модем также содержит полные системы цифровой модуляции и демодуляции для сотовых стандартов как МДКР, так и УСМРС (усовершенствованной системы мобильной радиотелефонной связи).

Программное обеспечение беспроводного устройства 400 управляет большинством функциональных возможностей и активизирует особенности беспроводного устройства. Алгоритм дисбаланса линии связи является одной из нескольких подпрограмм, хранимых в памяти 404. Программное обеспечение выполняется встроенным микропроцессором внутри цифрового модема 402.

Описано несколько вариантов осуществления настоящего изобретения. Тем не менее, будет понятно, что различные модификации могут быть сделаны, не выходя за рамки сущности и объема изобретения. Например, настоящее изобретение может использовать множество системных параметров (если они становятся доступными) в качестве механизмов обнаружения дисбаланса линии связи. Как описано выше, в одном случае настоящее изобретение использует параметр "максимума проб доступа" для обнаружения дисбаланса слабой обратной линии связи. В описанном варианте осуществления настоящее изобретение использует параметр "кодов выхода" (потерю пейджингового канала или истечение времени ИКТ) для обнаружения дисбаланса слабой прямой линии связи. Однако настоящее изобретение не ограничивается этим. Любой другой системный параметр или средство, которое надежно обнаруживает дисбалансы линии связи, может использоваться в настоящем изобретении. Также каналы связи могут выборочно использовать способ и устройство в соответствии с настоящим изобретением для обнаружения дисбаланса линии связи для адресации отрицательных воздействий, связаных с дисбалансами линии связи. Некоторые каналы связи могут иметь очень надежные системы, имеющие системы резервирвания, доступные в случае сбоев линии связи, а другие каналы могут не иметь их. Настоящее изобретение, таким образом, является решением, которое может выборочно использоваться каналами связи.

Таким образом, следует понимать, что изобретение ограничивается не конкретным проиллюстрированным вариантом осуществления, а только объемом прилагаемой ниже формулы изобретения.

Формула изобретения

1. Способ обнаружения дисбалансов линии связи в цифровой сотовой системе связи, содержащей множество беспроводных устройств и множество базовых станций, в которой передачи от базовых станций к беспроводным устройствам выполняются с использованием прямых линий радиосвязи, передачи от беспроводных устройств к базовым станциям выполняются с использованием обратных линий радиосвязи, при этом каждая прямая линия связи включает канал управления и прямой канал трафика, а каждая обратная линия связи включает канал управления и обратный канал трафика, включающий этапы обнаружения сбоя линии связи в первой линии радиосвязи между беспроводным устройством и первой базовой станцией в процессе инициирования вызова, причем этап обнаружения сбоя линии связи включает определение, является ли сбой в первой линии радиосвязи сбоем обратной линии связи или сбоем прямой линии связи, определения, произошел ли сбой линии связи из-за дисбаланса линии связи в первой линии радиосвязи, подачи команды беспроводному устройству переключиться на вторую линию радиосвязи при наличии дисбаланса линии связи, определения, происходит ли сбой обратной линии связи из-за слабой обратной линии связи, причем этап определения, произошел ли сбой обратной линии связи из-за слабой обратной линии связи, включает определение, передано ли максимальное число проб доступа беспроводным устройством в первую базовую станцию, при этом значение максимального числа проб доступа передается в сообщении параметров доступа, которое посылается первой базовой станцией к беспроводному устройству по каналу управления, связанному с прямой линией связи первой базовой станцией, инициирования связи беспроводным устройством во вторичной системе связи, если максимальное число проб доступа передано беспроводным устройством в первую базовую станцию, и перехода беспроводным устройством в состояние ожидания, а затем повторного инициирования связи с первичной цифровой системой связи, если максимальное число проб доступа не передано беспроводным устройством в первую базовую станцию,

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что дополнительно включает этапы a) определения, успешно ли беспроводное устройство повторно инициировало связь с первичной цифровой сотовой системой связи, и сохранения связи в первичной цифровой сотовой системе связи, если связь была успешной, в противном случае - перехода к этапу (b), b) инициирования связи беспроводным устройством во вторичной системе связи и c) определения, успешно ли беспроводное устройство установило связь с вторичной системой связи, и инициирования беспроводным устройством связи в аналоговой системе связи, если связь с вторичной системой связи не была успешно установлена.

3. Способ обнаружения дисбалансов линии связи в цифровой сотовой системе связи, содержащей множество беспроводных устройств и множество базовых станций, в которой передачи от базовых станций к беспроводным устройствам выполняются с использованием прямых линий радиосвязи, передачи от беспроводных устройств к базовым станциям выполняются с использованием обратных линий радиосвязи, при этом каждая прямая линия связи включает канал управления и прямой канал трафика, а каждая обратная линия связи включает канал управления и обратный канал трафика, включающий этапы обнаружения сбоя линии связи в первой линии радиосвязи между беспроводным устройством и первой базовой станцией в процессе инициирования вызова, причем этап обнаружения сбоя линии связи включает определение, является ли сбой в первой линии радиосвязи сбоем обратной линии связи или сбоем прямой линии связи, определения, произошел ли сбой линии связи из-за дисбаланса линии связи в первой линии радиосвязи, подачи команды беспроводному устройству переключиться на вторую линию радиосвязи при наличии дисбаланса линии связи, определения, происходит ли сбой прямой линии связи из-за слабой прямой линии связи, причем этап определения, произошел ли сбой прямой линии связи из-за слабой прямой линии связи, включает этапы a) определения, был ли потерян канал управления, передаваемый первой базовой станцией, и перехода к этапу (b), если канал управления не был потерян, в противном случае - перехода к этапу (с), b) определения, произошло ли в беспроводном устройстве истечение времени инициализации канала трафика (ИКТ), и подачи команды беспроводному устройству возвратиться к нормальной работе, если истечение времени ИКТ не произошло, в противном случае - перехода к этапу (с), c) измерения интенсивности сигнала прямого канала, принимаемого беспроводным устройством от первой базовой станции, и перехода к этапу (i), если интенсивность сигнала прямого канала является достаточной, в противном случае перехода к этапу (d), если интенсивность сигнала прямого канала является недостаточной, d) определения, приняло ли беспроводное устройство достаточно сильный второй сигнал от второй базовой станции, и перехода к этапу (д), если был принят достаточно сильный второй сигнал, в противном случае - перехода к этапу (е), e) определения, является ли значение указания интенсивности принимаемого сигнала (УИПС), принятого беспроводным устройством, меньшим, чем заранее определенная пороговая величина, f) перехода беспроводным устройством в дежурный режим, если УИПС больше, чем пороговая величина, в противном случае - инициирования связи беспроводным устройством во вторичной системе, д) определения, является ли вторая базовая станция соседней базовой станцией по отношению к беспроводному устройству, h) выхода беспроводным устройством из цифровой системы связи, если вторая базовая станция не является соседней по отношению к беспроводному устройству, и i) выполнения беспроводным устройством свободной передачи обслуживания и инициирования связи со второй базовой станцией по второй линии радиосвязи, если вторая базовая станция является соседней по отношению к беспроводному устройству.

4. Способ по п.3, отличающийся тем, что интенсивность сигнала измеряется как отношение (в децибелах) энергии сигнала, принимаемой беспроводным устройством и накапливаемой за один период (Е_с) элементарного сигнала псевдошума (ПШ), к спектральной плотности полной мощности в принимаемой полосе частот (I₀).

5. Способ по п.4, отличающийся тем, что интенсивность сигнала является недостаточной, если Е_c/I₀ меньше, чем - 13 дБ.

6. Способ по п.4, отличающийся тем, что интенсивность сигнала является достаточной, если Е_c/I₀ больше или равно - 13 дБ.

7. Способ по п.3, отличающийся тем, что заранее определенная пороговая величина равна - 100 дБ мВт в системах МДКР и заранее определенная пороговая величина равна - 103 дБ мВт в системах ПСС.

8. Способ по п.3, отличающийся тем, что заранее определенная пороговая величина зависит от бюджета линии связи, связанного с линией связи между беспроводным устройством и первой базовой станцией.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4