Произвольный доступ в системе мобильной связи
Система мобильной связи предусмотрена для значительного снижения времени, необходимого для обработки мобильно-инициированного вызова произвольного доступа. В течение установления вызова мобильная станция передает пакет произвольного доступа, который включает в себя заголовок и совокупность полей. Информация, предоставленная в этих полях, используется базовой станцией, чтобы способствовать более эффективному установлению вызова и более быстрому выделению канальных ресурсов. Система также предусмотрена для обнаружения, идентифицирования и приема множественных запросов произвольного доступа. Каждая мобильная станция передает один из множества различных символьных шаблонов заголовка в пакете запроса произвольного доступа. Приемник базовой станции включает в себя множество накопителей, каждый из которых настроен на различный символьный шаблон заголовка. Следовательно, приемник базовой станции может различать одновременные запросы произвольного доступа. 2 н. и 9 з.п.ф-лы, 7 ил.
Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится в основном к области мобильных телекоммуникаций и более конкретно к системе обработки множественных мобильно-инициированных вызовов произвольного доступа.
Уровень техники
Для следующего поколения мобильных коммуникационных систем потребуется обеспечивать широкий выбор телекоммуникационного обслуживания, включая цифровые голос, видео и данные в режимах коммутации пакетов и каналов. В результате ожидается значительное возрастание числа производимых вызовов, что приведет к гораздо более высокой плотности трафика на каналах произвольного доступа (КПД). К сожалению, эта более высокая плотность трафика также приведет к учащению конфликтов и сбоев доступа. Следовательно, новое поколение мобильных коммуникационных систем должно будет использовать гораздо более быстрые процедуры произвольного доступа с целью увеличения их скоростей успешного доступа и снижения времени обработки запроса доступа.
В большинстве мобильных коммуникационных систем, таких, например, как совместная европейская разработка, именуемая "Испытательной моделью кодового разделения" (ИМКР), и система, работающая в соответствии со стандартом МС-95 (IS-95) (ANSI J-STD-008), мобильная станция может получить доступ к базовой станции, определяя сначала, что КПД доступен для использования. Затем мобильная станция передает группу заголовков запроса доступа (например, один 127-элементный символ) с увеличивающимися уровнями мощности до тех пор, пока базовая станция не обнаружит запрос доступа. В ответ базовая станция по нисходящей линии связи запускает процесс управления мощностью мобильной станции. Как только выполняется первоначальное подтверждение установления связи между мобильной станцией и базовой станцией, мобильный пользователь передает сообщение произвольного доступа.
Конкретнее, в системе множественного доступа с кодовым разделением каналов (МДКР), основанной на ИМКР, мобильная станция будет пытаться получить доступ к приемнику базовой станции, используя процесс "нагнетания мощности", который увеличивает уровень мощности каждого последующего передаваемого заголовочного символа. Как только заголовок запроса доступа обнаружен, базовая станция активизирует цепь управления мощностью по замкнутой петле, функция которой состоит в управлении уровнем мощности, передаваемой мобильной станцией, с целью поддерживать мощность сигнала, принимаемого от мобильной станции, на желаемом уровне. Затем мобильная станция передает свои конкретные данные запроса доступа. Приемник базовой станции "сужает" принимаемые сигналы (распределенного спектра) с использованием согласованного фильтра и комбинирует с разнесением суженные сигналы, чтобы воспользоваться преимуществами многолучевого разнесения канала.
В системе МДКР МС-95 используется аналогичная методика произвольного доступа. Однако главное различие между процессами ИМКР и МС-95 состоит в том, что мобильные станции МС-95 передают полный пакет произвольного доступа. Если базовая станция не подтверждает запрос доступа, мобильная станция МС-95 повторно передает пакет запроса доступа на более высоком уровне мощности. Этот процесс продолжается до тех пор, пока базовая станция не подтвердит запрос доступа.
В системе множественного доступа с резервированием сегмента с расширением спектра (РС-МДРС) используется схема произвольного доступа типа сегментированного ALOHA. В общем, мобильная станция передает и повторно передает пакет произвольного доступа до тех пор, пока корректный прием пакета произвольного доступа не будет подтвержден базовой станцией. Передачи разделяются произвольными интервалами времени. Однако процесс произвольного доступа типа сегментированного ALOHA нестабилен по своей природе. Следовательно, для стабилизации подобной системы должна быть применена некоторого рода обратная связь. Кроме того, никак не обеспечивается различение множественных поступлений сигнала, что ведет к увеличению числа конфликтов и, неизбежно, повторных передач, что усугубляет проблему нестабильности.
Вышеописанные методики произвольного доступа сопряжены со значительными недостатками. Например, в системе ИМКР приемник базовой станции может одновременно обнаруживать только один произвольный доступ. Если в одно и то же время свои запросы доступа передают две мобильные станции, то либо два сообщения войдут в конфликт друг с другом и будут уничтожены, либо одно сообщение будет распознано, а другое проигнорировано. Следовательно, пропускная способность подобной системы относительно низка, ее коэффициент конфликтности высок, и среднее время, которое требуется для достижения успешного доступа, чрезмерно велико. Существует необходимость иметь систему, которая разрешила бы проблемы конфликтов и эффективно обрабатывала бы множественные запросы произвольного доступа, но, чтобы увеличить пропускную способность существующих систем, потребовалось бы увеличить число используемых кодов доступа (обычно ограничено), и на приемнике базовой станции потребовалось бы соответствующее число дополнительных согласованных фильтров.
Хотя существующие документы МС-95 и РС-МДРС указывают, что их приемники МДКР базовой станции могут демодулировать множественные сообщения произвольного доступа, поступающие в одном и том же сегменте, эти документы не конкретизируют, как этот процесс может быть реализован. Кроме того, документы МС-95 не указывают, как управлять мощностью передачи индивидуальных сигналов множественного доступа.
Помимо этого, вышеописанные процессы произвольного доступа МС-95 и ИМКР являются относительно медленными, поскольку до тех пор, пока запрос доступа можно будет обнаружить и подтвердить, должны будут произойти многочисленные циклы приращения нагнетания мощности, и повторные передачи в системе РС-МДРС вызывают нетерпимые задержки. Также достаточно трудно реализовать систему, которая может принимать множественные запросы произвольного доступа и управлять уровнем мощности каждого индивидуального сообщения запроса. Следовательно, по всем вышеописанным причинам эффективность использования КПД ИМКР, МС-95 и РС-МДРС очень низка, и помехи трафика, испытываемые пользователями этих систем, чрезмерны в силу неэффективного использования КПД и необходимости в многочисленных повторных передачах.
Еще один недостаток этих систем МДКР состоит в том, что они в основном не предназначены для разрешения проблем пакетных конфликтов. Следовательно, пропускная способность этих систем дополнительно падает из-за многочисленных неудачных попыток произвольного доступа и дополнительных сопряженных с этим неэффективностей.
Краткое содержание изобретения
Система мобильной связи обеспечена для значительного снижения времени, необходимого для обработки мобильно-инициированного вызова произвольного доступа. В течение установления вызова мобильная станция передает пакет произвольного доступа, который включает в себя заголовок и совокупность полей. Информация, предусмотренная в этих полях, используется базовой станцией, чтобы способствовать более эффективному установлению вызова и более быстрому выделению канальных ресурсов.
Система мобильной связи также предусмотрена для обнаружения, идентификации и приема множественных запросов произвольного доступа. Каждая мобильная станция передает один из совокупности различных символьных шаблонов заголовка в пакете произвольного доступа. Приемник базовой станции включает в себя совокупность накопителей, каждый их которых настроен на различный символьный шаблон заголовка. Следовательно, приемник базовой станции может различать и обрабатывать одновременные запросы произвольного доступа. Эту компоновку заголовочного символа также можно использовать в сочетании с процессами нагнетания мощности, например, такими как используемые в системах МС-95 и ИМКР, чтобы обеспечивать индивидуальное управление мощностью для мобильных станций, производящих множественные попытки произвольного доступа.
Краткое описание чертежей
Для более полного понимания настоящего изобретения приводится нижеследующее подробное его описание с соответствующими чертежами, на которых:
фиг.1 - диаграмма, которая иллюстрирует кадр данных произвольного доступа в соответствии с предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения;
фиг.2. - блок-схема сотовой коммуникационной системы;
Фиг.3 - блок-схема, которая иллюстрирует соответствующую секцию приемника произвольного доступа базовой станции в соответствии с предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения;
фиг.4 - блок-схема, которая иллюстрирует приемник, который может быть использован для осуществления способа демодулирования множественных запросов произвольного доступа, а также для обеспечения обработки управления мощностью для каждого запроса в соответствии со вторым вариантом осуществления настоящего изобретения;
фиг.5 - диаграмма, которая показывает восемь иллюстративных шаблонов подписи, которые совокупность мобильных станций могут использовать в качестве заголовков запроса произвольного доступа;
фиг.6 - блок-схема, которая иллюстрирует, как множественные запросы произвольного доступа могут быть корректно приняты и демодулированы в соответствии с еще одним вариантом осуществления настоящего изобретения;
фиг.7 - подробная блок-схема приемника базовой станции, представленного на фиг.6.
Предпочтительный вариант осуществления настоящего изобретения и его преимущества очевидны из описания и фиг.1-7, где одинаковые и соответствующие составные части на различных чертежах обозначены одинаковыми ссылочными номерами.
По существу, в течение фазы запроса доступа мобильно-инициированного вызова мобильная станция, которая готовится послать запрос доступа на приемник базовой станции, генерирует кадр данных запроса доступа, подлежащий передаче. Диаграмма, которая иллюстрирует такой кадр данных запроса доступа, представлена на фиг.1. Согласно предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения кадр данных запроса доступа состоит из заголовка, информации об идентичности мобильной станции, кодированной для прямого исправления ошибок (ПИО), требуемом типе обслуживания, требуемом эфирном времени, ″коротких" данных и символов обнаружения ошибок. Каждый кадр запроса доступа обычно имеет длину 10 мс. Альтернативно, можно использовать кадр более короткой длины (например, длиной 5 мс). Кадр запроса доступа, описанный здесь, можно охарактеризовать в широком смысле как "облегчающий" кадр запроса произвольного доступа.
До генерирования кадра данных запроса доступа предполагается, что мобильная станция уже получила информацию по синхронизации кадра из вещательного канала (ВК) базовой станции, а также оценку затенения и дистанционного ослабления, в отношении канала передачи (трассы передачи между мобильной и базовой станциями). Учитывая эту информацию, мобильная станция передает пакет данных запроса доступа в начале следующего кадра произвольного доступа, причем при адекватном уровне мощности, чтобы компенсировать затенение и дистанционное ослабление. На назначенной базовой станции кадр запроса доступа демодулируется с использованием приемника, в основе которого лежит согласованный фильтр. Если кадр запроса доступа должным образом принят и демодулирован, базовая станция подтверждает запрос и планирует соответственно обрабатывать последующие информационные передачи мобильной станции.
На фиг.2 показана соответствующая секция сотовой коммуникационной системы 10, которая включает в себя приемопередающую антенну 12 базовой станции, секцию 14 приемника-передатчика и совокупность мобильных станций 16 и 18. Хотя на фиг.2 показаны только две мобильные станции, это преследует лишь иллюстративные цели, и очевидным является, что настоящее изобретение предусматривает наличие более чем двух мобильных станций. До генерирования и передачи кадра запроса доступа мобильная станция (например, 16) получает синхронизацию или синхронизируется с приемником (14) назначенной базовой станции. Затем мобильная станция определяет время запуска для каждого кадра произвольного доступа из информации вещательного/пилотного канала базовой станции. Если базовая станция сконфигурирована измерять и передавать полный объем трафика, присутствующего на ее приемнике (например, представляя многопользовательские помехи), мобильная станция принимает и обнаруживает эту информацию и использует ее для вычисления уровня передачи сигнала, который необходим для преодоления помех. Путем измерения уровня и скорости измерения принимаемых вещательных/пилотных сигналов мобильная станция оценивает показатель доплеровского замирания и число значимых "лучей", существующих в канале передачи. Затем мобильная станция оценивает затенение и дистанционное ослабление канала передачи путем измерения потери на трассе по достаточному числу периодов замирания. Учитывая степень разнесения передачи, требуемую системой, мобильная система затем вычисляет уровень мощности передачи, требуемый для кадра запроса доступа, подлежащего приему на базовой станции, при заранее определенном коэффициенте сигнал/помеха.
Показанный на фиг.1 кадр запроса доступа включает в себя заголовок из L немодулированных символов. Согласно этому варианту осуществления каждый символ предпочтительно имеет длину 1023 элемента. Коэффициент расширения заголовка выбирают большим, чем коэффициент расширения оставшейся части кадра с целью иметь больший выигрыш за счет расширения, а также, чтобы снизить неопределенность на базовой станции. В силу различных пользовательских задержек распространения и вследствие того, что базовая станция должна принимать первый символ внутри заранее заданного окна, заголовочные символы выбирают более длинными, чем максимальная задержка распространения в системе. Заголовок может содержать уникальный шаблон подписи, который будет подробно описан ниже.
Кадр запроса доступа также включает в себя поле идентичности пользователя (ИД) длиной N символов. Мобильная станция произвольно отбирает символы, которые составляют поле ИД. Использование более длинной ИД пользователя будет уменьшать вероятность того, что одновременные запросы произвольного доступа от двух мобильных станций (например, 16 и 18) будут включать в себя одну и ту же произвольную ИД. Однако использование более длинного поля идентичности также увеличит полную длину кадра, которая в свою очередь может увеличить вероятность показателя кадровой ошибки (ИКО). Так что длина поля ИД должна выбираться с учетом этой характеристики.
Еще одним полем в кадре запроса доступа является номер (К) требуемого обслуживания. Длина номера требуемого обслуживания определяется числом возможных вариантов обслуживания, которые предоставляются системой. Сообщение коротких данных длиной Q символов также может передаваться в пакете запроса произвольного доступа, чтобы увеличивать эффективность передачи. Например, передача сообщения коротких данных может устранить необходимость заканчивать нормальный процесс установления вызова и уменьшает другие требуемые служебные сообщения, поскольку передаче подлежит весьма ограниченный объем данных.
В кадр запроса доступа также включается поле требуемого эфирного времени из М символов. Согласно этому варианту осуществления "требуемое эфирное время" задается как полное время, необходимое мобильной станции, чтобы передать полное сообщение. Уровень элемента, подлежащего включению в это поле, является конструкционным усмотрением, которое зависит главным образом от степени влияния на ИКО. Поле избыточности обнаружения ошибки (циклический избыточный код длиной Р символов) также включается в состав по конструкционному усмотрению, которое зависит от полной желательной длины кадра. За исключением заголовка информация, включенная в кадр запроса произвольного доступа, кодируется для прямого исправления ошибок (ПИО) с использованием известной методики кодировки. Хотя вариант осуществления, представленный на фиг.1, включает в себя конкретную информацию в каждом поле, кодированном для ПИО, это не предполагает ограничения объема изобретения. Например, любая информация, которую может использовать приемник базовой станции", чтобы быстрее и эффективнее устанавливать вызов произвольного доступа, может быть включена в качестве поля в представленную кадровую структуру. Также информация, включенная в эти поля, не обязательно должна быть кодирована для ПИО, чтобы быть охваченной концепцией настоящего изобретения.
Кадр запроса произвольного доступа, показанный на фиг.1, предпочтительно передают в начале следующего сегмента. Мобильная станция (16) устанавливает уровень мощности передачи для этого пакета равным уровню, пригодному для компенсации затенения и дистанционного ослабления канала передачи.
Согласно этому варианту осуществления можно предположить, что фактор релеевского замирания можно компенсировать в большей степени, используя на приемнике 14 базовой станции прием с разнесением и методики комбинирования.
На фиг.3 представлена блок-схема, которая иллюстрирует соответствующую секцию приемника 14 произвольного доступа базовой станции, в соответствии с предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения. Как показано на фиг.3, входной каскад приемника 14 базовой станции включает в себя совокупность антенн 12а-n. Выход каждой антенны присоединяется к соответствующему согласованному фильтру 13а-n. Выход каждого согласованного фильтра присоединяется к соответствующему накопителю 15а-n. Выход каждого накопителя 15а-n присоединяется к соответствующему детектору пикового сигнала (явно не показан). Более полная секция приемника будет подробно описана ниже.
Во время работы каждый согласованный фильтр 13а-n настраивается первоначально на конкретный заголовочный расширительный код базовой станции. Выход каждого согласованного фильтра рекурсивно накапливается по периоду символа Тс для продолжительности L заголовочных символов. Если заголовок включает в себя шаблон подписи (описанный ниже), накопление осуществляется путем использования банка накопителей, при том что каждый накопитель настроен на один из шаблонов подписи. Тип используемой методики рекурсивного накопления может быть либо когерентным, либо некогерентным накоплением, в зависимости от показателя замирания канала передачи. Предпочтительно используют когерентное накопление, поскольку это более выгодно для демодуляции МДКР и может быть использовано даже при умеренно высоких показателях замирания.
В конце заголовочного периода каждый накопитель 15а-n в секции приемника 14 базовой станции на выходе соответствующего согласованного фильтра 13а-n отслеживает каждый пик сигнала, который превышает заранее определенный порог обнаружения. Затем каждый накопитель регистрирует (обнаруживает и сохраняет) величину и относительную фазу каждого из этих пиковых сигналов и тем самым определяет число значимых лучей сигнала, доступных для демодуляции на приемнике. Секция рейк-приемника (явно не показана) демодулирует информационную часть кадра запроса произвольного доступа, используя одну из схем комбинирующей демодуляции: отбора равного усиления или максимального коэффициента. Для одного варианта осуществления предпочтительна схема комбинирующей демодуляции с отбором, поскольку она облегчает множественный прием произвольного доступа (обсуждаемый ниже). Для другого варианта осуществления может быть использована схема комбинирующей демодуляции с равным усилением или с максимальным коэффициентом, когда возможна идентификация каждой индивидуальной попытки доступа. Схемы демодуляции в этом варианте осуществления будут облегчать работу мобильных станций на более низких уровнях мощности передачи сигнала. Секция приемника 14 когерентно демодулирует принимаемые данные. Как показано на фиг.1, пилотные тональные сигналы вставляют в пакет запроса произвольного доступа на мобильной станции, чтобы облегчать процесс когерентной демодуляции на другом конце. Затем демодулированные данные декодируют и проверяют на наличие ошибок.
Если пакет запроса произвольного доступа корректно принят и демодулирован, базовая станция 14 передает сообщение подтверждения на мобильную станцию 16 и планирует обрабатывать пользовательский вызов, если ресурсы соответствующего канала доступны. Для коротких данных пакета (Q) базовой станции нужно только передать сообщение подтверждения.
Если во временном кадре планирования нет доступных канальных ресурсов, базовая станция передает сообщение “занято”, которое может инструктировать мобильную станцию, когда передавать новый запрос. Если базовая станция не передает сообщение подтверждения, мобильная станция может предположить, что попытка запроса была неудачной.
Благодаря тому что мобильная станция (например, 16, 18) передает кадр запроса произвольного доступа, например, подобный представленному на фиг.1, номер требуемого обслуживания (К), требуемого эфирного времени (М) и коротких данных (Q) можно выгодно использовать для облегчения передачи данных пакета, которые следуют за запросом доступа. Поскольку эти поля могут быть заранее определены и эта информация может быть заранее предоставлена приемнику базовой станции, приемник может конфигурироваться быстрее и эффективнее, чем предшествующие системы.
Также обеспечен способ регулирования поступлений запроса доступа на приемник 14, если начинают возникать конфликты, за счет того, что базовая станция вещает m-битный флаг занятости для использования мобильными станциями. Например, значение m может определяться числом конфликтов, обнаруженных базовой станцией. Базовая станция может, таким образом, регулировать скорость передач (и поступлений) запроса доступа путем выбора одного из 2m уровней и передачи этой информации в целях выделения на мобильные станции в сети.
На фиг.4 представлена блок-схема, которая иллюстрирует приемник 14, который может быть использован для реализации способа идентифицирования и демодулирования множественных запросов произвольного доступа. Чтобы дать возможность приемнику базовой станции различать множественные запросы произвольного доступа, можно использовать новый битовый или символьный шаблон заголовка. Каждая запрашивающая мобильная станция может передавать один из L различных битовых или символьных шаблонов заголовка (в дальнейшем именуемых “подписями”). Как показано на фиг.4, каждый из L накопителей настроен на обнаружение конкретной подписи (1), присоединенной с выхода согласованного фильтра. Эта компоновка заголовка подписи (описанная ниже) также может быть использована для нагнетания мощности, как это делается в системах МС-95 и ИМКР, чтобы различать множественные попытки доступа и обеспечить раздельную обработку управления мощностью для индивидуальных мобильных станций, производящих попытки произвольного доступа.
На фиг.5 представлена диаграмма, которая показывает восемь иллюстрированных шаблонов подписи, которые совокупность мобильных станций может использовать в качестве заголовков. Предпочтительно, как показано на фиг.5, используемые шаблоны подписи ортогональны друг другу. На приемнике базовой станции для каждого шаблона подписи предусмотрен один накопитель. Каждый накопитель суммирует сигналы, выводимые из согласованного фильтра.
Во время работы мобильная станция (16, 18 и т.д.), которая готовится передавать сообщение запроса произвольного доступа, произвольно отбирает одну из L подписей из ячейки внутренней памяти. Затем мобильная станция передает заголовок в соответствии с отобранным шаблоном подписи. Когда выход накопителя 126 (1-1), связанного с отобранной подписью, указывает на присутствие сигнала произвольного доступа на детекторе пика 128, активизируется соответствующий демодулятор (явно не показан). Способ комбинирования с максимальным коэффициентом может использоваться, чтобы комбинировать все лучи, обнаруживаемые из мобильной станции. Согласно этому варианту осуществления накопитель 126 предпочтительно является буферным устройством памяти, в котором выходные выборки (Sij) согласованного фильтра записываются в строки матрицы 126’. Ширина матрицы составляет длину одного символа (N), а высота матрицы равна L. Элементы матрицы складываются по “длине окна накопителя” L. Хотя это и не показано явно, отдельный накопитель используется как в синфазной (СФ), так и в квадратурной (KB) ветвях в приемнике 14 с тем, чтобы принятые сигналы могли когерентно накапливаться посредством известной методики. Как показано в этом иллюстрированном варианте, накопитель 126 используются с СФ-ветви приемника. С использованием структуры и способа, иллюстрируемых фиг.4, коэффициент мощности сигнала, помехи приемника можно увеличить в L раз по сравнению с предшествующими системами.
Конкретно, сигналы Sij перемножаются смесителями 136 (а-1) и суммируются на сумматоре 138. Число используемых подписей (1) предпочтительно основывается на объеме трафика по КПД, вероятности того, что две мобильные станции не выберут одну и ту же подпись в течение одного и того же заголовочного периода, и при ограничениях размера пакета, наложенного на КПД. Согласно этому варианту осуществления используется 8 подписей и соответствующих накопителей, что обеспечивает усиление сигнала на 9дБ для каждой передачи мобильной станции. Согласно варианту осуществления, представленному выше на фиг.3, шаблон подписи (а-n) вводится в соответствующий смеситель 17а-n, чтобы облегчить демодуляцию совокупности запросов произвольного доступа.
Если при демодулировании принятых данных возникает ошибка, можно использовать процедуру занято/флаг. Например, базовая станция может подтвердить получение пакета произвольного доступа от конкретной мобильной станции (которая передавала конкретный заголовок подписи). Базовая станция может инструктировать эту мобильную станцию использовать тот или иной код для последующих передач и удерживать другие мобильные станции от использования этого выделенного кода. Следовательно, ошибочные данные или неудачные попытки доступа могут быть обнаружены и повторно переданы быстрее, и вероятность дополнительных ошибок или конфликтов значительно снижается.
На фиг.6 представлена блок-схема, которая иллюстрирует, как множественные запросы произвольного доступа могут быть корректно приняты и демодулированы, в соответствии со вторым вариантом осуществления настоящего изобретения.
Предпочтительный способ использует вид приема с многолучевым и пространственным разнесением совместно с комбинирующими методиками отбора. В общем случае, комбинирующие способы отбора с разнесением используются, чтобы индивидуально анализировать и демодулировать все принимаемые лучи, которые выше заранее определенного порога. Следовательно, если на приемник 114 в одно и то же время поступает совокупность запросов доступа, все запросы будут обрабатываться одинаково, и вероятность того, что все запросы мобильных станций будут корректно приняты и демодулированы, будет тем самым увеличена.
Комбинирующий способ отбора использует как многолучевое разнесение (например, демодулирование множественных лучей), так и пространственное разнесение (например, множественные антенны). Таким образом, как показано на фиг.6, совокупность запросов доступа может быть корректно принята и демодулирована, поскольку процесс релеевского замирания в канале передачи, комбинированный с эффектами этих способов приема с разнесением, может базироваться на факте того, что некоторые запросы доступа могут быть слабее других на одной трассе разнесения, но сильнее на другой трассе.
На фиг.7 представлена подробная блок-схема приемника 114 базовой станции, частично представленного на фиг.6, который может быть использован для приема и демодуляции запросов произвольного доступа, производимых совокупностью мобильных станций, в соответствии со вторым вариантом осуществления настоящего изобретения. Приемник 114 включает в себя приемную антенну 122, подключенную ко входу согласованного фильтра 124. В течение заголовочного периода (длиной L символов) выход согласованного фильтра 124 накапливается в накопителе 126 по периодам в L символов, чтобы увеличить коэффициент принимаемой мощности сигнала/помехи. Согласно этому варианту осуществления накопитель 126 является предпочтительно буферным устройством памяти, в котором выходные выборки (Sij) согласованного фильтра записываются в строки матрицы 126’. Ширина матрицы составляет длину одного символа (N), а высота матрицы равна L. Элементы матрицы складываются по “длине окна накопителя” L. Хотя это и не показано явно, отдельный накопитель используется как в синфазной (СФ), так и в квадратурной (KB) ветвях в приемнике 114 с тем, чтобы принятые сигналы могли когерентно накапливаться посредством известной методики. Как показано в этом иллюстрированном варианте, накопитель 126 используют в ветви приемника. С использованием структуры и способа, представленных на фиг.7, коэффициент мощности сигнала/помехи приемника можно увеличить в L раз по сравнению с предыдущими системами.
Выход накопителя 126 подключен ко входу цепи 128 обнаружения пика. При обнаружении сигнала от накопителя 126 выход цепи 128 обнаружения пика присоединяется к узлу 130 оценки канала. Узел 130 оценки канала оценивает фазу и амплитуду обнаруженного пикового сигнала. С обнаружением совокупности пиков сигнала от накопителя 126 приемник присваивает каждый такой сигнал отдельному демодулятору 132а-n. Затем каждый отдельный сигнал от демодуляторов 132а-n обрабатывается так, как если бы он приходил от другой мобильной станции.
Продолжительность передачи запроса произвольного доступа относительно мала. Следовательно, предполагается, что эти запросы не оказывают никакой значительной дополнительной помехи на сигналы пользователя трафика. Однако приемник базовой станции может использовать узел 134 гашения помех, чтобы удалять любую существующую высокую помеху, уже оказывающую негативное влияние на пользователей трафика системы. Гашение помехи можно легко осуществлять в течение заголовочного периода, поскольку как фаза, так и полярность входящих сигналов известны. По приеме данных сообщения произвольного доступа приемник базовой станции может продолжить процесс гашения помехи.
Хотя в прилагаемых чертежах и в вышеприведенном подробном описании были проиллюстрированы и описаны предпочтительные варианты осуществления способа и устройства, заявленных в соответствии с настоящим изобретением, очевидным является, что изобретение не ограничено изложенными вариантами осуществления, но предусматривает возможность многочисленных перекомпоновок, модификаций и подстановок без изменения сущности изобретения, которая изложена в нижеследующей формуле изобретения.
1. Способ выполнения мобильной станцией процедуры произвольного доступа в системе мобильной связи, заключающийся в том, что получают синхронизацию с требуемой базовой станцией, выбирают шаблон подписи из множества шаблонов подписей, используя шаблон подписи формируют кадр запроса доступа, расширяют кадр запроса доступа с использованием расширительного кода и передают на упомянутую требуемую базовую станцию кадр запроса доступа, расширенный на этапе расширения.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что при выборе шаблона подписи этот выбор выполняют случайным образом из внутренней памяти мобильной станции.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что при формировании кадра запроса доступа, используя шаблон подписи, шаблон подписи вводят в заголовок кадра запроса доступа.
4. Способ демодулирования базовой станцией множества запросов произвольного доступа, заключающийся в том, что принимают первый запрос произвольного доступа, причем этот первый запрос произвольного доступа содержит первый шаблон подписи, подают первый запрос произвольного доступа на по меньшей мере один согласованный фильтр для того, чтобы получить суженный результат, используя множество различных шаблонов подписей накапливают суженный результат для выработки множества результатов накопления и обнаруживают по меньшей мере один пиковый сигнал во множестве результатов накопления.
5. Способ по п.4, отличающийся тем, что первый запрос произвольного доступа включает в себя первый кадр запроса произвольного доступа, имеющий заголовок, который содержит первый шаблон подписи.
6. Способ по п.4, отличающийся тем, что при подаче первого запроса произвольного доступа на по меньшей мере один согласованный фильтр для того, чтобы получить суженный результат, упомянутый первый запрос произвольного доступа подают на этот по меньшей мере один согласованный фильтр, используя конкретный заголовочный расширительный код.
7. Способ по п.4, отличающийся тем, что при накоплении суженного результата, используя множество различных подписей, для выработки множества результатов накопления выполняют рекурсивное накопление результатов.
8. Способ по п.4, отличающийся тем, что принимают второй запрос произвольного доступа, причем второй запрос произвольного доступа содержит второй шаблон подписи, а первый шаблон подписи отличается от второго шаблона подписи, при подаче первого запроса произвольного доступа на по меньшей мере один согласованный фильтр для того, чтобы получить суженный результат, дополнительно подают второй запрос произвольного доступа на этот по меньшей мере один согласованный фильтр для того, чтобы получить суженный результат, а при выполнении обнаружения по меньшей мере одного пикового сигнала во множестве результатов накопления дополнительно обнаруживают второй пиковый сигнал во множестве результатов накопления.
9. Способ по п.8, отличающийся тем, что прием первого запроса произвольного доступа и прием второго запроса произвольного доступа происходят, по существу, одновременно.
10. Способ по п.8, отличающийся тем, что первый пиковый сигнал и второй пиковый сигнал обнаруживают во множестве результатов накопления, по существу, одновременно.
11. Способ по п.8, отличающийся тем, что первый запрос произвольного доступа и второй запрос произвольного доступа разграничивают на основании, по меньшей мере частично, по меньшей мере первого пикового сигнала и второго пикового сигнала.
