Способ управления связью для радиотелефонной системы, включающей микроячейки

Способ управления связью для радиотелефонной системы, включающей микроячейки

Реферат

 

В радиотелефонной системе управляющий канал во всех ячейках в некоторой зоне может работать в режиме параллельного вещания. Базовая станция микроячейки может быть обеспечена приемником, который прослушивает сообщения по управляющему каналу зонтиковой ячейки в дополнение к прослушиванию по своему собственному управляющему каналу для управляющей информации и доступов к вызовам, что облегчает соответствующее назначение вызова к ячейке. Кроме того, микроячейка может использовать управляющий канал совместно с зонтиковой ячейкой, не создавая значительных взаимных помех между управляющими каналами. К тому же микроячейки могут коллективно использовать общий управляющий канал независимо от перекрытия со структурой макроячейки, что и является достигаемым техническим результатом. 6 с. и 15 з.п.ф-лы, 5 ил., 1 табл.

Настоящее изобретение относится к способу управления радиотелефонными системами связи, а более конкретно к способу управления беспроволочной системой связи.

Возрастающий темп роста внедрения средств дальней связи отражается на увеличении жесткости требования к пропускной способности сотовых систем. Ограниченный частотный диапазон, выделенный для существующих систем сотовой связи, требует использования сотовых систем, обладающих увеличенной пропускной способностью в сети связи и адаптируемостью к различным ситуациям, создаваемым в канале связи. И хотя введение цифровых сотовых систем увеличило пропускную способность системы, одного такого увеличения может оказаться недостаточным для удовлетворения дополнительных потребностей в пропускной способности и перекрытию радиосвязью. Для того чтобы удовлетворить возросшее требование к увеличению пропускной способности системы, возможно потребуется предпринять другие меры, например уменьшить размер ячеек (зон) в городских районах.

Помехи между каналами связи в ячейках, расположенных близко одна к другой, создают дополнительные проблемы, в частности при использовании ячеек относительно малых размеров. Таким образом необходимы методы минимизации помех между ячейками. Одним из известных способов является группирование ячеек в группы ("кластеры"). Внутри отдельных групп частоты для связи присваиваются отдельным ячейкам таким образом, что появляется возможность увеличить до максимума одинаковое расстояние между ячейками в различных группах, которые используют одни и те же частоты связи. Это расстояние может быть определено как расстояние "повторного использования" частоты. Так как это расстояние увеличивается, то помеха, действующая между ячейкой, использующей частоту связи, и удаленной ячейкой, использующей эту же частоту, снижается.

Базовые станции радиосвязи часто располагаются возле центра каждой ячейки, чтобы обеспечить перекрытие радиосвязью всей территории ячейки. Либо базовая станция радиосвязи может находиться возле центра трех соседних "секционированных зон", чтобы охватить эти ячейки. Выбор между секционированной и несекционированной системами основывается на различных экономических расчетах, подобных подсчетам затрат на оборудование для каждой базовой станции.

Локализованные микроячейки и пикоячейки могут быть выбраны в пределах макроячеек, чтобы осуществлять управление в зонах с относительно плотным сосредоточением пользователей подвижных средств, иногда называемых "горячими точками". Обычно микроячейки могут быть образованы для магистралей, подобных перекресткам или улицам, а несколько микроячеек могут обеспечивать перекрытие главных транспортных артерий, подобные магистральным шоссе. Микроячейки могут быть также образованы для больших зданий, аэропортов и торговых помещений. Пикоячейки аналогичны микроячейкам, но обычно охватывают территорию коридора конторы или этаж высотного здания. Термин "микроячейки" используется в данном случае, чтобы обозначать и микроячейки, и пикоячейки, а термин "макроячейки" используется, чтобы обозначить самый внешний слой структуры сотовой связи. "Зонтиковой ячейкой" может быть макроячейка или микроячейка, поскольку имеется ячейка, расположенная под зонтиковой ячейкой. Микроячейки допускают введение дополнительных каналов связи, которые образуются в пределах реальной потребности, тем самым увеличивая пропускную способность ячейки, одновременно сохраняя низкие уровни взаимной помехи.

Структура перспективных сотовых систем, вероятно, будет включать макроячейки, комнатные микроячейки, наружные (вне помещения) микроячейки, микроячейки общего пользования и микроячейки для ограниченного числа пользователей. Зонтик макроячейки может охватывать обычно зону радиусом свыше 1 км, обслуживая быстро передвигающихся пользователей, например пассажиров автомобилей. Станции микроячеек обычно представляют собой маломощные, небольшие базовые радиостанции, которые в первую очередь обслуживают медленно передвигающихся пользователей, например пешеходов. Каждую позицию микроячейки можно рассматривать как распределенную базовую станцию, которая имеет связь со станцией макроячейки по цифровым каналам радиосвязи или по волоконно-оптическим каналам связи.

При создании абонентской группы микроячеек требуется распределить диапазон частот между микроячейками. Это можно выполнить различными способами, а именно: микроячейки могут использовать повторно диапазон частот удаленных макроячеек, часть рабочего диапазона частот может быть выделена лишь для использования микроячейкой или микроячейка может "занимать" из диапазона частот, выделенного для макроячейки.

В выделенном диапазоне частот для микроячеек часть используемого диапазона частот резервируется непосредственно для микроячеек и недоступна для использования макроячейками. "Заем" из диапазона частот включает использование микроячейкой частот, выделенных для перекрытия макроячейкой.

Каждый из этих способов распределения каналов обладает преимуществами и недостатками. Повторное использование каналов удаленных макроячеек приводит к небольшому снижению пропускной способности структуры макроячейки. Однако повторное использование не всегда осуществимо из-за внутриканальной помехи, действующей между микроячейками и макроячейками.

При выделении диапазона частот микроячейке взаимная помеха между уровнями ячеек микроячеек и макроячеек снижена, ввиду того что любая внутриканальная помеха действует между микроячейками, а не между макроячейками и микроячейками. При выделении диапазона частот микроячейке этот диапазон частот выделяется из диапазона всей системы макроячейки в определенной местности, например в городе, и недоступен для использования макроячейкой. В результате в зоне, охватывающей лишь несколько микроячеек, пропускная способность снижается, потому что микроячейки охватывают лишь небольшую часть площади в зоне макроячейки, в то время как макроячейка с соответственно уменьшившимся диапазоном выделенных частот должна обслуживать зону значительного размера. Тем не менее, поскольку число микроячеек увеличивается и площадь, обслуживаемая только макроячейкой, уменьшается, то проблемы с пропускной способностью, связанные с выделением диапазона частот, могут быть разрешены и суммарное чистое увеличение пропускной способности всей системы может быть достаточно без применения блокирования в макроячейках.

Заимствование каналов у зонтиков макроячейки, подобное повторному использованию, становится возможной причиной появления помехи по совпадающим каналам между микроячейками и макроячейками. Кроме того, пропускная способность может снизиться, поскольку часто невозможно выполнить оптимальное распределение каналов. Например, возможны затруднения при обращении одновременно во все горячие точки, расположенные в пределах некоторой ячейки при заимствовании или распределении диапазона частот. Преимуществом заимствования спектра является то, что вся система макроячейки остается незатронутой, в отличие от случая распределения диапазона частот, поскольку заимствование осуществляется только из диапазона частот, выделенного для обслуживания макроячейкой, а не из диапазона частот всей системы. Тем самым остальные макроячейки могут использовать тот же самый диапазон частот, который заимствуется микроячейкой у охватывающей ее макроячейки.

К тому же в групповом варианте выделенный диапазон частот должен быть распределен между отдельными станциями микроячеек. Известные способы, используемые при распределении спектра, включают жестокое планирование рабочих частот, динамическое распределение каналов (ДСА) и адаптивное распределение каналов (АСА). Кроме того, должен быть выбран способ управления управляющим каналом. Один из возможных способов включает использование ячейкой или сектором в секционированной системе отдельного управляющего канала в той степени, пока повторное использование частоты возможно, принимая во внимание взаимные помехи.

С введением микроячеек возможно увеличение степени сложности при планировании распределения радиочастот сети связи. Процесс планирования в основном определяется структурой микроячеек. Например, размеры улиц, магазинов и зданий являются основными критериями при проектировании. Микроячейки вносят ряд проблем, включая повышенную чувствительность к изменениям транспортных потоков, к воздействию помех, действующих между микроячейками, и трудность определения предполагаемых транспортных нагрузок. Даже если для стационарной радиотелефонной системы связи можно было успешно составить план распределения рабочих частот, изменение параметров системы, подобных добавлению новой базовой станции для удовлетворения потребностей повышенного графика, может потребовать изменения планирования распределения каналов всей системы. По этим причинам введение микроячеек дает преимущества системе, в которой перераспределение каналов адаптируется как к условиям графика, так и к условиям взаимных помех.

Одним из основных вопросов, связанных с микроячейками, является минимизация работ по планированию распределения рабочих частот в системах FDMA (многостанционный доступ с частотным уплотнением каналов) и TDMA (многостанционный доступ с временным уплотнением) или работ по планированию мощностей в системе СDMA (с кодовым уплотнением). Характеристики распространения радиоволн, которые зависят от условий окружающей среды, например неравномерностей профилей поверхности местности, и от уровня помех, трудно прогнозировать в условиях использования микроячеек, что сильно затрудняет планирование распределения рабочих частот и мощностей или даже делает это невозможным. Одним из решений является использование способа АСА (адаптивного распределения каналов), который не требует составления графика стационарного распределения рабочих частот. В соответствии с возможным вариантом этого способа каждая станция ячейки может использовать любой канал в системе при назначении радиоканала для вызова. Каналы распределяются по вызовам в оперативном режиме (реальном масштабе времени), исходя из фактически создавшейся ситуации в графике и реально действующей помеховой ситуации. Однако такая система может оказаться неэкономичной, поскольку в среднем должно быть использовано больше канальных блоков.

Способ адаптивного распределения каналов может обеспечить и некоторые преимущества. Почти нет потерь в пропускной способности магистрального канала связи, поскольку каждая ячейка может использовать любой канал. Таким образом появляется возможность доступа к ячейкам посредством очень небольшого числа каналов без снижения пропускной способности сети связи. Кроме того, повторное использование канала определяется средним уровнем помехи в противоположность ситуации с наихудшими условиями.

Некоторые схемы реализации адаптивного распределения каналов помогают улучшить пропускную способность и избежать необходимость планирования частот. Хотя некоторые системы достаточно эффективны в достижении указанных целей, очень трудно было достичь обеих целей в полной мере в некоторой системе с предварительно выделенными управляющими каналами, т.е. в системе, имеющей заранее заданные частоты, на которых подвижная станция может ожидать появление управляющего канала (30-кГц ВЧ канал), по которому передаются управляющие сигналы. К системам, имеющим фиксированные управляющие каналы, следует отнести систему AMPS (усовершенствованная система обслуживания подвижных радиотелефонных станций), 15 - 54 (международный стандарт) и TACS (система связи с общим доступом). В подобных системах составление графика распределения частот все еще необходимо для управляющих каналов. Однако планирования распределения частот можно избежать, а пропускную способность увеличить исключением необходимости составления графика для ряда каналов речевой связи для каждой станции зоны, где ожидается, что нагрузка на каналы будет распределена неравномерно.

В многих системах для увеличения пропускной способности микроячейки могут быть ограничены по управляющему каналу, а не по речевым каналам. Например, в сотовом графике 7/21, обычно используемом в системе AMPS, частоты назначаются, чтобы гарантировать, что ячейки, использующие одну и туже частоту, разделены расстоянием повторного использования рабочей частоты, позволяющим поддержание уровня помех ниже значений, определенных заранее заданными критериями, например посредством соотношения сигнал/помеха (С/П). В системе макрозон 7/21 спектр каждой группы абонентов делится на 21 группу частот, причем каждая группа содержит число каналов, отличное от любой другой группы. В графике 7/21 имеется семь станций, по одной на три сектора. Каждому сектору назначается по одной группе частот. В зоне вне зоны действия семи стадий допустимо повторное использование, т.е. одни и те же частоты могут быть использованы снова в соседних группах.

В обычной сотовой системе 7/21 каждая базовая станция представляет центральный пункт, а каждая ячейка представляет собой сектор. Микроячейка, расположенная внутри зонтиковой ячейки, не может использовать ту же частоту, что и зонтиковая ячейка до тех пор, пока в зоне, расположенной внутри микроячейки, не будут более высокие потери при распространении сигнала. В результате диапазон частот микроячейки должен быть повторно использован удаленной макроячейкой путем заимствования из диапазона частот зонтиковой ячейки или путем выделения из рабочего диапазона частот сотовой системы.

При повторном использовании диапазона частот удаленной макроячейкой число макроячеек, частотный диапазон которых может быть повторно использован, определяется с учетом распространения радиоволн т.е. по местности, расположенной между ячейками, и критериев для уровня помех. Расстояние повторного использования рабочей частоты определяется из условия ограничения взаимных помех по совпадающему каналу до допустимого уровня. Например, в системе AMPS уровень рабочего сигнала больше уровня сигнала помехи примерно в 10 - 100 раз.

В дополнение к повторному использованию микроячейкой диапазона частот удаленной микроячейки, полагая, что диапазон частот не был выделен, обычно называемому "повторным распределением частот", имеются два других способа повторного использования канала, причем в одном случае для всей макросистемы, а в другом случае, когда выделенный спектр повторно используется внутри группы абонентов микросистемы. Если можно выделить спектр микроячейке лишь из двух удаленных макроячеек в результате действия помех, то зона микроячейки будет иметь только два управляющих канала. Количество каналов речевой связи зависит от того, сколько каналов речевой связи выделено для данных конкретных макроячеек. В системах, используемых в США ("сотовая полоса частот" с двумя операторами), приблизительно 400 каналов выделяется для одной системы. Макроячейка со средним размером площади зоны сектором в системе 7/21 имеет около 18 каналов речевой связи. Следовательно, в начале процесса распределения рабочих частот для зоны микроячейки выделяется 36 каналов речевой связи и два управляющих канала.

В системе, использующей одну базовую станцию на каждую зону (например, в системе 12/12), распределение взаимных помех может отличаться от распределения взаимных помех в системе 7/21. При определенных условиях эксплуатации в пределах микроячейки можно составить к примеру план повторного использования 12 центральных пунктов, поскольку должны быть достигнуты одинаковые показатели качества. Тридцать шесть каналов речевой связи с фиксированным распределением частот в графике повторного использования для двенадцати станций может привести в результате всего к трем каналам на одну станцию. Тридцать шесть каналов речевой связи могут быть распределены другой группе станций, расположенных рядом с первыми двенадцатью станциями, но только с двумя управляющими каналами. График повторного использования для двух станций в двумерной групповой зоне получается в случае, если в соседних ячейках используется одна и та же частота. В этом случае могут быть созданы лишь две ячейки. Таким образом критерии качества для вышеприведенного примера, когда требуется график повторного использования как минимум 12 зон, нельзя удовлетворить, чтобы достичь высокого качества радиосвязи. Соответственно в подобных системах число каналов микроячейки может быть ограничено числом управляющих каналов, т.е. определенная группа зон не сможет правильно функционировать, поскольку управляющие каналы будут подавлены внутриканальной помехой.

Возможное решение этой проблемы заключается в увеличении площади микроячеек, например за счет повышения мощности, причем настолько, чтобы две микроячейки обеспечивали достаточное перекрытие радиосигналом. Согласно этому варианту повторное использование спектра больше не требуется, учитывая, что обеспечиваемое перекрытие радиосигналом, а не пропускная способность является главным фактором при планировании зоны микроячейки. Однако эта задача может остаться неразрешимой, потому что взаимные помехи между микроячейками и макроячейками могут превысить допустимые уровни. Для того чтобы решить эту задачу, две микроячейки могут быть использованы во взаимосвязи с несколькими антеннами в распределенной антенной системе. Это позволяет расширить область перекрытия за пределы области группы микроячеек, не требуя высокой мощности передачи, потому что транспортные средства, передвигающиеся по периметру зоны, будут находиться ближе к одной из антенн по сравнению с одиночной антенной системой.

Данный тип реализации имеет определенные ограничения. Необходима прокладка ВЧ кабеля, что приводит к ослаблению сигналов. Если область системы с микроячейками большая, то мощность излучения от удаленной антенны может оказаться недостаточной. В свою очередь, это может потребовать установку в базовой станции дорогостоящего высокомощного усилителя. Кроме того, в то время как высокомощные передатчики базовых станций компенсируют потери в кабеле, подвижные станции также должны излучать сигнал большой мощности, чтобы компенсировать потери в кабеле. Следовательно, мало создать высокомощный усилитель для базовой станции для обеспечения передачи более высокой мощности, чем мощность, передаваемая от подвижной станции (переносной передатчик, работающий в системе АМР5, обеспечивает излучаемую мощность 0,6 Вт) по прямому каналу связи, принимая во внимание коэффициент усиления (4 - 7 дБ), пересчитанный к пространственно разнесенной антенне в типовой базовой станции. Недостатком подобных систем связи является то, что подвижные пользователи вынуждены передавать сигнал с относительно более высокой мощностью излучения, тем самым укорачивая срок службы аккумуляторов в подвижной станции и усложняя одну из задач формирования микроячеек. Более важным является то, что более мощные передатчики подвижных станций будут создавать помехи макроячейкам, использующим тот же спектр частот, если только микроячейки не будут использовать специально выделенный диапазон частот.

Как вариант, может быть использована система, использующая распределенные усилители мощности во взаимосвязи с волоконно-оптическими линиями связи. С помощью подобной системы удаленное устройство управления (контроллер) будет передавать световой сигнал, который должен усиливаться. Этот сигнал принимается в определенном месте, где он снова преобразуется в радиосигнал. Потери, обусловленные распространением по кабелю, в случае использования волоконно-оптических линий связи, могут быть сведены к минимуму, поскольку очень часто эти сигналы не требуют усиления, а в большинстве типовых решений вовсе не требуют усиления. К тому же волоконно-оптическая система является более универсальной и может быть легко развернута. Однако эта система при реализации требует дополнительных затрат, обусловленную средствами сопряжения с волоконно-оптическими линиями.

При развертывании антенной системы распределение диапазона частот для группы микроячеек и выбор мощности излучения для передатчика микроячейки должны осуществляться с учетом нескольких условий. Достаточное перекрытие радиосигналом, например до 98%, должно быть обеспечено в пределах зоны микроячейки. Кроме того, если диапазон частот, выделенный группе абонентов микроячейки, является повторно используемым диапазоном удаленной макроячейки, то уровень мощности излучения микроячеек должен быть достаточно низким, чтобы избежать взаимных помех от удаленной макроячейки, диапазон частот которой был использован повторно. Кроме того, мощность излучения сигнала управляющего канала в микроячейке должна быть более высокой, чем мощность излучения сигнала управляющего канала, охватывающей зонтиковую макроячейку, если подвижная станция находится под управлением станции микроячейки. В результате назначением подобной системы является выделение как можно большему числу подвижных станций управляющих каналов макроячейки с сохранением более надежной связи с этими управляющими каналами, чем с управляющими каналами зонтиковой макроячейки в пределах выделенной зоны для микроячейки с одновременной передачей на достаточно низком уровне мощности излучения, чтобы избежать взаимных помех удаленной макроячейки.

Снижение мощности излучения или помехи можно добиться в системе с ограниченным числом каналов речевой связи, в которой некоторые из подвижных станций в пределах микроячеек будут принимать более сильный сигнал от перекрывающей зону макроячейки. Число подвижных станций, принимающих сигнал с более высоким уровнем излучения от перекрывающей макроячейки, будет увеличиваться по мере уменьшения расстояния между зонтиковой ячейкой и микроячейкой. Следовательно, пропускная способность возможно не увеличивается, поскольку подвижные станции отслеживаются макроячейкой. Кроме того, если требования к мощности излучения подвижной станции повышаются, то срок службы аккумуляторов современных портативных станций должен соответственно уменьшаться, чтобы сохранить эквивалентный уровень работоспособности. К тому же блокирование полосы частот и интермодуляционные искажения могут возрасти с увеличением числа подвижных станций, расположенных внутри зоны микроячейки, при приближении к базовой станции микроячейки, кроме мощности излучения, управляемой макроячейкой. Мощность излучения подвижных станций регулируется зонтиковой макроячейкой и требуется еще большая мощность излучения, чтобы установить связь с зонтиковой макроячейкой, а не с микроячейкой.

В обычных системах может быть ограничено либо число управляющих каналов, либо число каналов речевой связи. Микросотовая система под управлением макросотовой системы может быть обеспечена в пределе двумя управляющими каналами, как показано в примере, описанном выше. Таким образом возникает потребность в применении схемы управления управляющими каналами для эффективного использования и распределения управляющих каналов.

Согласно настоящему изобретению управляющий канал может работать в режиме одновременного вещания, т.е. одна и та же информация может быть передана в одно и то же время на одной и той же частоте так, чтобы общим управляющим каналом может воспользоваться несколько ячеек. В соответствии с аспектами настоящего изобретения реализуется несколько схем одновременного вещания. В одном примере осуществления изобретения управляющий канал работает в режиме одновременного вещания для двух или более микроячеек так, что система становится полностью независимой от макрозоновой системы. Микроячейки могут быть также оборудованы устройствами дежурного приема, настраиваемые на частоту управляющего канала зонтиковой ячейки.

В другом примере осуществления изобретения управляющий канал зонтиковой ячейки работает в режиме одновременного вещания с управляющим каналом микроячейки. Таким образом микроячейка может иметь устройства дежурного приема и просто приема, настраиваемые на частоту управляющего канала макроячейки.

И еще в одном примере осуществления изобретения каждая микроячейка может включать устройство дежурного приема, которое настроено на частоту управляющего канала зонтиковой ячейки, и каждая микроячейка также может иметь свой собственный управляющий канал, частота которого отличается от частоты управляющего канала зонтиковой ячейки.

Система и способ в соответствии с настоящим изобретением включают установление связи между базовой станцией и подвижной станцией в системе радиотелефонной связи, имеющей не менее двух ячеек (зон). Не менее двух микроячеек или одна микроячейка и зонтиковая ячейка прослушивают по управляющему каналу при запросе вызова. При приеме запроса вызова соответствующей ячейке одновременно передают управляющую информацию по управляющему каналу. Одна и та же управляющая информация передается передающими ячейками одновременно на одной и той же частоте. В этом случае применения такое называется "одновременным вещанием". В одном примере осуществления изобретения управляющий канал может повторно использовать частоту радиовещания, присвоенную управляющему каналу зонтиковой ячейки, которая покрывает микроячейки. Зона радиосвязи микроячеек и зона радиосвязи зонтиковой ячейки могут перекрываться или могут по существу не иметь перекрытия. В другом примере осуществления изобретения управляющий канал может повторно использовать частоту радиовещания удаленной макроячейки и может быть общим (используемым одновременно) для не менее двух микроячеек.

Система и способ для установления связи в многоуровневой радиотелефонной системе, имеющей не менее одной микроячейки, включает прием запроса вызова от подвижной станции по второму управляющему каналу, выделенному микроячейке, причем первый и второй управляющие каналы используют одну и ту же частоту. Зона радиосвязи зонтиковой ячейки может частично перекрываться зоной радиосвязи микроячейки. Вызов, связанный с запросом вызова, может быть присвоен микроячейке, например, путем передачи команды подвижному средству через устройство первого управляющего канала, настроиться на доступный канал речевой связи микроячейки для управления процессом вызова. Присвоение осуществляется в соответствии с тем, в какой ячейке наивысшая мощность принимаемого сигнала или по другим критериям, например, по качеству канала связи или планируемой конфигурации ячеек. Более того, подвижное средство может получить команду через устройство управляющего канала настроиться на свободный канал речевой связи другой ячейки, которой должен быть присвоен вызов.

Настоящее изобретение будет описано более подробно со ссылкой на предпочтительные примеры осуществления изобретения, иллюстрируемые прилагаемыми чертежами, на которых представлено следующее: Фиг. 1 - сотовая структура, иллюстрирующая две сотовые группы абонентов, расположенные в сотовой подвижной радиотелефонной системе.

Фиг. 2 - иллюстрирует типовую многоуровневую сотовую систему, использующую зонтиковые макроячейки, микроячейки и пикоячейки.

Фиг. 3 - представляет пример осуществления системы для микроячейки и зонтиковой ячейки радиотелефонной системы в соответствии с настоящим изобретением.

Фиг. 4 - представляет другой пример осуществления системы для микроячейки и зонтиковой ячейки радиотелефонной системы в соответствии с настоящим изобретением.

Фиг. 5 - иллюстрирует способ синхронизации связи с соответствии с настоящим изобретением.

Хотя последующее описание приводится в контексте сотовых систем связи, включающих портативные и подвижные радиотелефоны и/или персональные сети связи, специалистам в данной области техники должно быть ясно, что настоящее изобретение может быть применимо в других системах связи.

Фиг. 1 иллюстрирует первую сотовую группу (абонентов) А и вторую сотовую группу В, составляющих часть известной сотовой подвижной радиотелефонной системы. Обычно все частоты, используемые в системе, применяются в каждой сотовой группе. Внутри отдельной сотовой группы частоты присваиваются различным зонам, чтобы обеспечить максимально возможные стандартные расстояния, определяемые как расстояния повторного использования частоты между ячейками, расположенными в различных группах, использующих одну и ту же частоту. На фиг. 1 ячейки А₁ и В₂ пользуются одной и той же частотой. Ячейки А₂ и В₂ используют одну и ту же частоту. И наконец, ячейки А₃ и В₃ используют одну и ту же частоту и т.д. Радиоканалы в ячейках А₁ и В₁, использующие одну и ту же частоту, называются параллельными каналами, потому что они используются одной и той же частотой. И хотя между такими параллельными каналами будет возникать некоторая помеха, уровень ее в системе, подобной той, которая приведена на фиг. 1, обычно находится в приемлемых пределах. Сотовая структура, изображенная на фиг. 1, может быть использована в случае относительно простого распределения частот и обеспечивает снижение взаимных помех, совпадающих по частоте каналами в условиях низкой интенсивности графика. Однако, как отмечено выше, ограничения для районов с высокой нагрузкой каналов связи приводят к ограничению в использовании данной структуры. Например, график в горячих точках может привести к блокированию.

На фиг. 2 показана примерная реализация многоуровневой сотовой системы. Зонтиковая макроячейка 10, представленная шестигранной формой, образует перекрывающую поверхность сотовой структуры. Каждая зонтиковая ячейка может включать перекрываемую структуру из микроячеек. Зона радиосвязи зонтиковой ячейки и расположенной под ней микроячейки могут перекрываться или могут по существу не иметь перекрытия. Зонтиковая ячейка 10 включает микроячейки 20, представленные зоной, ограниченной пунктирной линией, и микроячейки 30, представленные зоной, ограниченной пунктирной линией, совпадающей с участками, расположенными вдоль улиц города, и микроячейки 50, 50 и 60, которые занимают отдельные этажи здания. Перекресток двух городских улиц, перекрываемый микроячейками 30 и 40, может быть зоной концентрации напряженного графика и таким образом представляет собой горячую точку.

Короче говоря, управляющие каналы используются для установления вызовов, информируя базовую станцию о местоположении и параметрах, связанных с подвижными станциями, и информируя подвижные станции о местоположении и параметрах, связанных с базовыми станциями. Базовые станции работают в режиме дежурного приема запросов вызова подвижным станциям, а подвижные станции, в свою очередь, работают в режиме дежурного приема сообщений поискового вызова. Как только было принято сообщение о разрешении вызова, станция должна определить, какая ячейка должна ответить на вызов. Обычно это определяется по мощности сигнала подвижной станции, принимаемого от соседних ячеек. Далее назначенная ячейка получит команду, например от подвижного центра коммутации (MSC), настроиться на свободный канал речевой связи, который выбирается из множества каналов, доступных назначенной ячейке.

Частное планирование может быть минимизированно одновременным вещанием по управляющему каналу, при которой группа микроячеек транслирует одну и ту же информацию одновременно на одной и той же частоте. Это часто называется макроразнесением. В отличие от других способов, лишь управляющий канал коллективно используется базовыми станциями.

Макроразнесение применяется для повышения эффективности приема. При параллельном вещании по управляющему канату нет необходимости планировать управляющий канал. Кроме того, микросотовые системы могут быть ограничены в пропускной способности по количеству управляющих каналов, которые можно использовать, а не по числу каналов речевой связи, например в систему AMPS. Для того чтобы решить проблему управляющих каналов, согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения, один управляющий канал используется для передачи от нескольких ячеек. Другими словами, один управляющий канал может быть использован для параллельного вещания к и/или от нескольких базовых станций. Его можно использовать с несколькими или только с одной микроячейки, что было рассмотрено ранее при обсуждении ограничений для управляющего канала. Однако может существенно возрасти роль предварительного планирования связи, например для определения того, где находится микроячейка, наилучшим образом удовлетворяющая системным целям.

В микросотовой обстановке, особенно в том случае, когда она состоит из внутренних микроячеек, параллельное вещание по управляющему каналу может стать особенно выгодным. Например, проблемы связанные с планированием мощности, т.е. определение мощности сигнала, обеспечивающей исключение взаимных помех, могут быть уменьшены. Поскольку меньше управляющих каналов может быть использовано при параллельном вещании, то вероятность взаимных помех между управляющим каналом микроячейки и управляющим каналом макроячейки в режиме повторного использования частот макроячейки и микроячейки на краю внутренней микроячейки может быть снижена. К тому же при ограниченной пропускной способности канала теоретически параллельное вещание может уменьшить количество каналов, которые должны быть использованы как управляющие каналы. Однако в некоторых системах, например в системе AMPS, исходя из практики, это невозможно, так как постоянное число каналов уже было выделено для использования в качестве управляющих каналов.

В случае взятой для примера системы, требующей восемнадцать микроячеек для обслуживания горячей точки, используя схему повторного использования канала двенадцатью станциями связи, все двенадцать базовых станций внутри одной группы ячеек используют каналы, настроенные на различные частоты. А шесть из этих базовых станций используют совместно один и тот же диапазон частот с оставшимися шестью микроячейками (базовыми станциями), находящимися в другой неукомплектованной группе абонентов. Отдельный управляющий канал может быть использован для параллельного вещания от каждой базовой станции. Условия обеспечения пропускной способности, например установление доступов и поискового вывоза по управляющему каналу, могут привести к требованию использования двух управляющих каналов и назначению к примеру девяти микроячеек, допуская повторное использование каждого канала от двух удаленных макроячеек.

Для системы с фиксированным частотным планированием с тридцатью шестью речевыми каналами, использующей график повторного использования канала двенадцатью станциями, для каждой микроячейки может быть назначено три канала. Однако для упоминавшихся выше способов распределения каналов АСА или ДСА нет установленного числа каналов речевой связи, закрепленных за каждой микроячейкой. Каждая базовая станция будет иметь возможности через передающее устройство, приемное устройство и линии связи управлять не менее тремя каналами. Наилучшая пропускная способность может быть достигнута, если каждая базовая станция сможет манипулировать всеми ка