Способ и устройство, предназначенные для мультиплексирования множества каналов обратной связи обратной линии связи в беспроводных сетях с множеством несущих

Способ и устройство, предназначенные для мультиплексирования множества каналов обратной связи обратной линии связи в беспроводных сетях с множеством несущих

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к интегрированным системам с множеством несущих и, в частности, к мультиплексированию множества каналов обратной связи обратной линии связи в прямой линии связи, таких как каналы управления мощностью обратной линии связи, блокировки управления скоростью передачи данных (DRCLock) и ARQ, в беспроводных сетях с множеством несущих. Каналы управления мощностью обратной линии связи выполняют команды управления мощностью через прямую линию связи, чтобы управлять мощностью передачи подвижных терминалов. Канал DRCLock передает по обратной связи в передатчик, что приемник “блокирован” относительно переданного сигнала канала DRC. Каналы ARQ передают по обратной связи подтверждение приема (ACK) или отрицательное подтверждение приема (NACK), указывающее, успешно ли приемник декодировал принятый пакет.

Уровень техники

В мире сотовых телекоммуникаций специалисты в этой области техники часто используют понятия 1G, 2G и 3G. Понятия относятся к поколению используемой сотовой технологии. 1G относится к первому поколению, 2G - ко второму поколению и 3G - к третьему поколению.

1G относится к аналоговой телефонной системе, известной как телефонные системы AMPS (усовершенствованная мобильная телефонная служба). 2G совместно используется, чтобы относиться к цифровым сотовым системам, которые широко распространены по всему миру, и включают в себя CDMAOne, глобальную систему мобильной связи (GSM) и множественный доступ с временным разделением каналов (TDMA). Системы 2G могут поддерживать большее число пользователей в насыщенной области, чем могут системы 1G.

3G совместно относится к цифровым сотовым системам, используемым в настоящее время. Эти системы связи 3G являются концептуально подобными друг другу с некоторыми существенными различиями.

Ссылаясь на фиг.1, проиллюстрирована архитектура 1 беспроводной сети связи. Абонент использует подвижную станцию (MS) 2, чтобы осуществлять доступ к услугам сети. MS 2 может быть портативным устройством связи, таким как карманный сотовый телефон, устройством, установленным в транспортном средстве или устройством связи фиксированного местоположения.

Электромагнитные волны для MS 2 передают с помощью базовой приемопередающей системы (BTS) 3, известной как узел В. BTS 3 состоит из устройств радиосвязи, таких как антенны и аппаратура, предназначенная для передачи и приема радиосигналов. Контроллер 6 BS (BSC) 4 принимает передачи из одной или более BTS. BSC 4 обеспечивает управление и администрирование радиопередач из каждой BTS 3 с помощью обмена сообщениями с BTS и центром коммутации мобильной связи (MSC) 5 или внутренней сетью IP. BTS 3 и BSC 4 являются частью BS 6 (BS) 6.

BS 6 обменивается сообщениями с базовой сетью с коммутацией каналов (CSCN) 7 и базовой сетью с коммутацией пакетов (PSCN) 8 и передает в них данные. CSCN 7 обеспечивает традиционные передачи речи, а PSCN 8 обеспечивает приложения Интернет и услуги мультимедиа.

Часть центра коммутации мобильной связи (MSC) 5 CSCN 7 обеспечивает коммутацию для традиционных передач речи в MS 2 и из MS 2 и может запоминать информацию, чтобы поддерживать эти функциональные возможности. MSC 2 может быть соединена с одной или более BS 6, а также с другими сетями общего пользования, например, коммутируемой телефонной сетью общего пользования (PSTN) (не изображена) или цифровой сетью с интегрированными услугами (ISDN) (не изображена). Визитный регистр местонахождения (VLR) 9 используют, чтобы извлекать информацию для управления передачами речи визитному абоненту и от визитного абонента. VLR 9 может быть в MSC 5 и может обслуживать более одного MSC.

Идентификационные данные пользователя назначают в опорный регистр местонахождения (HLR) 10 CSCN 7 для целей записи, такой как информация об абоненте, например, электронный последовательный номер (ESN), номер каталога мобильной связи (MDR), информация о профиле, текущее местоположение и период аутентификации. Центр аутентификации (АС) 11 управляет аутентификацией информации, связанной с MS 2. АС 1 может быть в HLR 10 и может обслуживать более одного HLR. Интерфейс между MSC 5 и HLR/АС 10, 11 является стандартным интерфейсом 18 IS-41.

Часть 12 узла обслуживания пакетных данных PSCN 8 обеспечивает маршрутизацию для трафика пакетных данных в MS 2 и из MS 2. PDSN 12 устанавливает, поддерживает и заканчивает сеансы уровня линии связи в 2 MS 2 и может взаимодействовать с одной или более BS 6 и одним или более PSCN 8.

Сервер 13 аутентификации, санкционирования и учета (ААА) обеспечивает функции аутентификации, санкционирования и учета протокола Интернет, связанные с трафиком пакетных данных. Собственный агент (НА) 14 обеспечивает аутентификацию регистраций IP MS 2, переадресует пакетные данные в компонент PDSN 8 внешнего агента (FA) 15 и из него и принимает информацию условия для пользователей из ААА 13. НА 14 также может устанавливать, поддерживать и заканчивать защищенные передачи в PDSN 12 и назначать динамический адрес IP. PDSN 12 взаимодействует с ААА 13, НА 14 и Интернет 16 через внутреннюю сеть IP.

Имеются несколько типов схем множественного доступа, а именно множественный доступ с частотным разделением (FDMA), множественный доступ с разделением времени (TDMA) и множественный доступ с кодовым разделением (CDMA). В FDMA пользовательские передачи разделены с помощью частоты, например с помощью использования каналов 30 кГц. В TDMA пользовательские передачи разделены с помощью частоты и времени, например, с помощью использования каналов 30 кГц с 6 интервалами времени. В CDMA пользовательские передачи разделены с помощью цифрового кода.

В CDMA все пользователи находятся в одном и том же спектре, например 1,25 МГц. Каждый пользователь имеет уникальный идентификатор цифрового кода, и цифровые коды разделяют пользователей, чтобы предотвратить взаимное влияние.

Сигнал CDMA использует много элементарных посылок, чтобы передать один бит информации. Каждый пользователь имеет уникальный шаблон элементарной посылки, который, по существу, является кодовым каналом. Для того чтобы восстановить бит, большое число элементарных посылок интегрируют в соответствии с известным пользовательским шаблоном элементарной посылки. Другие пользовательские кодовые шаблоны появляются случайно, и их интегрируют способом, который отменяет себя сам, и, следовательно, они не нарушают решения декодирования бит, принятые в соответствии с подходящим пользовательским кодовым шаблоном.

Входные данные объединяют с быстрой расширяющей последовательностью и передают как расширенный поток данных. Приемник использует ту же самую расширяющую последовательность, чтобы извлечь исходные данные. Фиг.2А иллюстрирует процесс расширения и процесс сужения. Как проиллюстрировано на фиг.2В, множество расширяющих последовательностей могут быть объединены, чтобы создать уникальные надежные каналы.

Код Уолша является одним типом расширяющей последовательности. Каждый код Уолша равен по длине 64 элементарным посылкам и является точно ортогональным всем другим кодам Уолша. Коды являются простыми для генерирования и достаточно малыми, чтобы быть запомненными в памяти, предназначенной только для чтения (ROM).

Короткий PN код является другим типом расширяющей последовательности. Короткий PN код состоит из двух PN последовательностей (I и Q), каждая из которых равна по длине 32768 элементарным посылкам, и генерируют одинаковым образом, но по-разному отводят в 15-битовые сдвиговые регистры. Две последовательности шифруют информацию в каналах фазы I и Q.

Длинный PN код является другим типом расширяющей последовательности. Длинный PN код генерируют в 42-битовом регистре, и он равен по длине более 40 дням или приблизительно 4 Х 10 элементарным посылкам. Из-за его длины длинный PN код не может быть запомнен в ROM в терминале и, вследствие этого, его генерируют как последовательные элементарные посылки.

Каждая MS 2 кодирует свой сигнал с помощью PN длинного кода и уникального смещения, и маски открытого длинного кода, вычисленного с использованием ESN длинного PN кода из 32 бит и 10 бит, установленных системой. Маска открытого длинного кода создает уникальный сдвиг. Маски закрытого длинного кода могут быть использованы, чтобы улучшить секретность. Когда интегрированы в течение короткого периода как 64 элементарные посылки, MS 2 с разными смещениями длинного PN кода будут казаться практически ортогональными.

Связь CDMA использует прямые каналы и обратные каналы. Прямой канал используют для сигналов из BTS 3 в MS 2, а обратный канал используют для сигналов из MS в BTS.

Прямой канал использует свой специфичный назначенный код Уолша и специфичное смещение PN для сектора, причем один пользователь может иметь множество типов каналов одновременно. Прямой канал идентифицируют с помощью его несущей частоты РЧ (RF) CDMA, уникального смещения PN короткого кода сектора и уникального кода Уолша пользователя. Прямые каналы CDMA включают в себя канал пилот-сигнала, канал синхронизации, пейджинговые каналы и каналы трафика.

Канал пилот-сигнала является “структурным маяком”, который не содержит поток символов, а вместо этого является последовательностью синхронизации, используемой для захвата системы, и в качестве устройства измерения во время передач обслуживания. Канал пилот-сигнала использует код Уолша 0.

Канал синхронизации переносит поток данных информации об идентификации и параметрах системы, используемой MS 2 во время захвата системы. Канал синхронизации использует код Уолша 32.

Могут быть от одного до нескольких пейджинговых каналов в соответствии с требованиями пропускной способности. Пейджинговые каналы переносят страницы, информацию о параметрах системы и команды установки вызовов. Пейджинговые каналы используют коды Уолша 1-7.

Каналы трафика назначают отдельным пользователям, чтобы переносить трафик вызова. Каналы трафика используют любые остальные коды Уолша, зависящие от общей пропускной способности, которая ограничена шумом.

Обратный канал используют для сигналов из MS 2 в BTS 3, и он использует код Уолша и смещение длинной PN последовательности, специфичное для MS, причем один пользователь может передавать в множестве типов каналов одновременно. Обратный канал идентифицируют с помощью его несущей частоты RF CDMA и уникального смещения PN длинного кода отдельной MS 2. Обратные каналы включают в себя каналы трафика и каналы доступа.

Отдельные пользователи используют каналы трафика во время фактических вызовов, чтобы передавать трафик в BTS 3. Обратный канал трафика, по существу, является маской специфичного для пользователя открытого или закрытого длинного кода, и имеется столько обратных каналов трафика, сколько имеется терминалов CDMA.

MS 2, еще не вовлеченная в вызов, использует каналы доступа, чтобы передавать запросы регистрации, запросы установки вызовов, ответы на страницы, другие ответы и другую сигнальную информацию. Канал доступа, по существу, является смещением открытого длинного кода, уникального для сектора BTS 3. Каналы доступа спарены с пейджинговыми каналами, причем каждый пейджинговый канал имеет до 32 каналов доступа.

Связь CDMA предоставляет многие преимущества. Некоторыми из преимуществ являются кодирование речи и мультиплексирование с переменной скоростью, управление мощностью прямой линии связи, использование приемников с множеством выводов и мягкая передача обслуживания.

CDMA дает возможность использования вокодеров с переменной скоростью, чтобы сжимать речь, уменьшать скорость передачи в битах и существенно увеличивать пропускную способность. Кодирование речи с переменной скоростью обеспечивает полную скорость передачи в битах, низкие скорости передачи данных во время речевых пауз, увеличенную пропускную способность и естественный звук. Мультиплексирование дает возможность смешивания речевых данных, сигнальных данных и пользовательских вторичных данных в кадрах CDMA.

С помощью использования управления мощностью прямого канала BTS 3 постоянно уменьшает интенсивность каждого пользовательского потока элементарных посылок основной полосы частот прямого канала. Когда конкретная MS 2 испытывает ошибки в прямой линии связи, запрашивают больше энергии и подают быстрое повышение энергии, после чего энергию опять уменьшают.

Управление мощностью обратного канала использует совместно три способа, чтобы выровнять все уровни сигнала терминала в BTS 3. Управление мощностью обратного канала без обратной связи отличается тем, что MS 2 регулирует мощность вверх или вниз на основании принятого сигнала BTS 3 (AGC). Управление мощностью обратного канала с обратной связью отличается тем, что BTS 3 регулирует мощность вверх или вниз на 1 децибел со скоростью 800 раз в секунду. Управление мощностью обратного канала с внешним контуром отличается тем, что BSC 4 регулирует точку установки BTS 3, когда BSC имеет проблему упреждающей коррекции ошибок (FER), прослушивая MS 2. Фиг.3 иллюстрирует три способа управления мощностью обратного канала.

Фактическая выходная величина мощности РЧ передатчика MS 2 (TXPO), включая объединенные эффекты управления мощностью с обратной связью из AGC приемника и управление мощностью с обратной связью с помощью BTS 3, не может превышать максимальную мощность MS, которая обычно равна +23 dbm. Управление мощностью обратного канала выполняют в соответствии с уравнением “TXPO=-(RXdbm)-C+TXGA”, где “TXGA” - сумма всех команд управления мощностью с обратной связью из BTS 3 с начала вызова, а “C” равно +73 для систем 800 МГц и +76 для систем 1900 МГц.

Использование приемника с множеством выводов дает возможность MS 2 использовать объединенные выходные сигналы трех корреляторов трафика, или “контактов с множеством выводов”, в каждом кадре. Каждый контакт с множеством отводов может независимо восстанавливать конкретное смещение PN и код Уолша. Контакты могут быть направлены на задержанные многомаршрутные отражения разных BTS 3, причем устройство поиска постоянного проверяет пилот-сигналы.

MS 2 управляет мягкой передачей обслуживания. MS 2 постоянно проверяет доступные пилот-сигналы и сообщает в BTS 3 относительно пилот-сигналов, которые она видит в текущий момент. BTS 3 назначает максимум до шести секторов, а MS 2 соответственно назначает свои контакты. Все сообщения посылают с помощью ослабления и пачек без подавления шума. Каждый конец линии связи выбирает наилучшую конфигурацию на основе последовательных кадров, причем передача обслуживания является прозрачной для пользователей.

Система cdma2000 является широкополосной системой третьего поколения (3G) с расширенным спектром с радиоинтерфейсом, которая использует потенциал усовершенствованной службы технологии CDMA, чтобы облегчить функциональные возможности данных, такие как доступ к Интернету и интрасети, приложения мультимедиа, высокоскоростные деловые операции и телеметрия. Центральный момент cdma2000, как и других систем третьего поколения, заключается в экономии сети и проектировании радиопередачи таким образом, чтобы преодолеть ограничения конечной величины доступности радиоспектра.

Фиг.4 иллюстрирует уровень 20 архитектуры протокола канала передачи данных для беспроводной сети cdma2000. Уровень 20 архитектуры протокола канала передачи данных включает в себя верхний уровень 60, уровень 30 линии связи и физический уровень 21.

Верхний уровень 60 включает в себя три подуровня: подуровень 61 служб передачи данных, подуровень 62 служб передачи речи и подуровень 63 служб сигнализации. Службы 61 передачи данных являются службами, которые доставляют любой вид данных от имени подвижного конечного пользователя, и включают в себя приложения пакетных данных, такие как услуга IP, приложения данных каналов, такие как услуги асинхронного факса и эмуляции B-ISDN и SMS. Службы 62 передачи речи включают в себя доступ к PSTN, службы передачи речи между подвижными станциями и телефонию Интернет. Сигнализация 63 управляет всеми аспектами работы подвижной станции.

Подуровень 63 служб сигнализации обрабатывает все сообщения, которыми обмениваются MS 2 BS 6. Эти сообщения управляют такими функциями, как установка и завершение вызова, передачи обслуживания, активизация признака, конфигурирование системы, регистрация и аутентификация.

В MS 2 подуровень 63 служб сигнализации также является ответственным за поддержание состояний процесса вызова, а именно состояния инициализации MS 2, состояния ожидания MS 2, состояния доступа к системе, и управление MS 2 в состоянии канала трафика.

Уровень 30 линии связи подразделен на подуровень 32 управления доступом к линии связи (LAC) и подуровень 31 управления доступом к среде (МАС). Уровень 30 линии связи обеспечивает механизмы поддержки и управления протоколом для служб передачи данных и выполняет функции, необходимые для преобразования потребностей передачи данных верхнего уровня 60 в конкретные функциональные возможности и характеристики физического уровня 21. Уровень 30 линии связи может быть рассмотрен как интерфейс между верхним уровнем 60 и физическим уровнем 20.

Разделение подуровней МАС 31 и LAC 32 мотивировано необходимостью поддерживать широкий диапазон служб верхнего уровня 60 и требованием обеспечить высокоэффективные услуги передачи данных с малым временем ожидания через широкий диапазон производительности, а именно, от 1,2 кбит/с до более чем 2 Мбит/с. Другими мотивациями являются необходимость поддержки доставки высокого качества обслуживания (QoS) услуг передачи данных с коммутацией каналов и с коммутацией пакетов, таких как ограничения на допустимые задержки и/или BER (коэффициент ошибочных битов) и увеличивающийся спрос на усовершенствованные услуги мультимедиа, причем каждая услуга имеет разные требования QoS.

От подуровня 32 LAC требуют обеспечить надежную функцию управления передачей последовательной доставки через двухточечную линию 42 радиопередачи. Подуровень 32 LAC управляет двухточечными каналами связи между элементами верхнего уровня 60 и обеспечивает структуру, чтобы поддерживать широкий диапазон различных протоколов уровня 30 двухточечной надежной линии связи.

Подуровень 32 LAC обеспечивает правильную доставку сообщений сигнализации. Функции включают в себя гарантированную доставку, когда требуется подтверждение приема, негарантированную доставку, когда не требуется подтверждение приема, обнаружение дублированного сообщения, управление адресом, чтобы доставлять сообщение в отдельную MS 2, сегментацию сообщений на фрагменты подходящего размера для передачи через физическую среду, повторную сборку и проверку правильности принятых сообщений и аутентификацию глобальных притязаний.

Подуровень 31 МАС облегчает комплексные функциональные возможности мультимедиа, множества служб беспроводных систем 3G с функциональными возможностями управления QoS для каждой активной службы. Подуровень 31 МАС обеспечивает процедуры, предназначенные для управления доступом услуг пакетных данных и канальных данных к физическому уровню 21, включая управление соединением между множеством служб от одного пользователя, а также между конкурирующими пользователями в беспроводной системе. Подуровень 31 МАС также выполняет преобразование между логическими каналами и физическими каналами, мультиплексирует данные из множества источников в один физический канал и обеспечивает приемлемую надежную передачу через уровень линии радиосвязи с использованием протокола линии радиосвязи (RLP) 33 для наилучшего уровня надежности. Протокол пачек служебных радиосигналов (SRBP) 35 является элементом, который обеспечивает протокол без установления соединения для сообщений сигнализации. Управление 34 мультиплексированием и QoS является ответственным за осуществление уровней согласованного QoS с помощью разрешения конфликтных запросов от конкурирующих служб и соответствующего установления приоритетов запросов доступа.

Физический уровень является ответственным за кодирование и модуляцию данных, переданных через эфир. Физический уровень 20 регулирует цифровые данные из верхнего уровня таким образом, что данные могут быть надежно переданы через канал мобильной радиосвязи.

Физический уровень 20 преобразует пользовательские данные и сигнализацию, которые подуровень 31 МАС доставляет через множество транспортных каналов, в физические каналы и передает информацию через радиоинтерфейс. В направлении передачи функции, выполняемые с помощью физического уровня 20, включают в себя кодирование канала, перемежение, шифрование, расширение и модуляцию. В направлении передачи функции являются обратными, для того чтобы восстанавливать переданные данные в приемнике.

Фиг.5 иллюстрирует обзор обработки вызова. Обработка вызова включает в себя обработку пилот-сигнала и сигнала синхронизации, обработку сигнала пейджингового канала.

Обработка пилот-сигнала и сигнала синхронизации относится к обработке пилот-сигналов и сигналов синхронизации MS 2, чтобы захватить систему CDMA и синхронизироваться с ней. Обработка сигнала пейджингового канала относится к мониторингу с помощью MS 2 пейджингового канала или прямого общего канала управления (F-CCCH), чтобы принимать дополнительные служебные сообщения и сообщения, адресованные подвижной станции, из BS 6 в состоянии ожидания. Обработка сигнала канала доступа относится к посылке с помощью MS 2 сообщений в BS 6 в канале доступа или усовершенствованном канале доступа в состоянии доступа к системе, причем BS 6 постоянно прослушивает эти каналы и отвечает в MS либо в пейджинговом канале, либо в F-CCCH. Обработка сигнала канала трафика относится к взаимодействию BS 6 и MS 2 с использованием специализированных прямого и обратного каналов трафика при управлении MS 2 в состоянии канала трафика, причем специализированные прямой и обратный каналы трафика переносят пользовательскую информацию, такую как речь и данные.

Фиг.6 иллюстрирует состояние инициализации MS 2. Состояние инициализации включает в себя подсостояние определения системы, обработку пилот-сигнала, захват канала синхронизации, подсостояние изменения синхронизации и состояние ожидания подвижной станции.

Определение системы является процессом, с помощью которого MS 2 принимает решение, из какой системы получить обслуживание. Процесс мог бы включать в себя решения, такие как аналоговая в сравнении с цифровой, сотовая в сравнении с PSC и оператор А связи в сравнении с оператором В связи. Пользовательский процесс выбора может управлять определением системы. Провайдер услуг с использованием процесса переадресации также может управлять определением системы. После того, как MS 2 выбирает систему, она должна определить, в каком канале в этой системе искать службу. Обычно MS 2 использует список каналов с установленными приоритетами, чтобы выбрать канал.

Обработка пилот-сигнала является процессом, посредством которого MS 2 сначала получает информацию относительно синхронизации системы с помощью поиска используемых пилот-сигналов. Пилот-сигналы не содержат информацию, но MS 2 может выровнять свою собственную синхронизацию с помощью корреляции с пилот-сигналом. Когда эта корреляцию закончена, MS 2 синхронизирована с каналом синхронизации и может считывать сообщения канала синхронизации, чтобы дополнительно уточнять свою синхронизацию. MS 2 разрешено искать до 15 секунд в одном канале пилот-сигнал до того, как она сообщает о неудаче и возвращается к определению системы, чтобы выбрать либо другой канал, либо другую систему. Процедура поиска не является стандартизированной, причем время получения системы зависит от осуществления.

В состоянии ожидания MS 2 принимает один из пейджинговых каналов и обрабатывает сообщения в этом канале. Дополнительные служебные сообщения и сообщения конфигурации сравнивают с запомненными последовательными номерами, чтобы гарантировать, что MS 2 имеет самые последние параметры. Сообщения в MS 2 проверяют, чтобы определить предполагаемого абонента.

Подуровень 34 управления мультиплексированием и QoS имеет как функцию передачи, так и функцию приема. Функция передачи объединяет информацию из различных источников, таких как службы 61 передачи данных, службы 63 сигнализации или службы 62 передачи речи, и формирует SDU физического уровня и SDU PDCHCF для передачи. Функция приема разделяет информацию, содержащуюся в SDU физического уровня 21 и PDCHCF, и направляет информацию в правильный элемент, такой как службы 61 передачи данных, службы 63 сигнализации верхнего уровня или службы 62 передачи речи.

Подуровень 34 управления мультиплексированием и QoS работает в синхронизации во времени с физическим уровнем 21. Если физический уровень 21 передает с нулевым смещением кадров, подуровень 34 управления мультиплексированием и QoS доставляет SDU физического уровня для передачи с помощью физического уровня с соответствующим смещением кадров от системного времени.

Подуровень 34 управления мультиплексированием и QoS доставляет SDU физического уровня 21 в физический уровень с использованием специфического для физического канала множества примитивов служебного интерфейса. Физический уровень 21 доставляет SDU физического уровня в подуровень 34 управления мультиплексированием и QoS с использованием специфической для физического канала операции служебного интерфейса указания приема.

Подуровень 35 SRBP включает в себя процедуры канала синхронизации, прямого общего канала управления, широковещательного канала управления, пейджингового канала и канала доступа.

Подуровень 32 LAC предоставляет услуги в уровень 3 60. SDU передают между уровнем 3 60 и подуровнем 32 LAC. Подуровень 32 LAC предоставляет подходящее пакетирование SDU в PDU LAC, которые подвергают сегментации и повторной сборке и передают как фрагменты пакетированных PDU в подуровень 31 МАС.

Система 1xEV-DO является оптимизированной для услуг передачи пакетных данных и отличается одной несущей (“1x”) 1,25 МГц только для данных (“DO”). Кроме того, имеется максимальная скорость передачи данных 2,4 Мбит/с или 3,072 Мбит/с в прямой линии связи и 153,6 кбит/с или 1,8432 кбит/с в обратной линии связи. Кроме того, система 1xEV-DO обеспечивает отдельные диапазоны частот и взаимодействие с системой 1х. Фиг.7 иллюстрирует сравнение cdma2000 для системы 1х и системы 1xEV-DO.

В системе cdma2000 имеются параллельные службы, посредством которых речь и данные передают вместе практически с максимальной скоростью передачи данных 614,4 кбит/с и 307,2 кбит/с. MS 2 взаимодействует с MSC 5 в течение вызовов речи и с PDSN 12 в течение вызовов данных. Система cdma2000 отличается постоянной скоростью с переменной мощностью прямого канала трафика, отделенного с помощью кода Уолша.

В системе 1xEV-DO максимальная скорость передачи данных равна 2,4 Мбит/с или 3,072 Мбит/с, и отсутствует взаимодействие с базовой сетью 7 с коммутацией каналов. Система 1xEV-DO отличается постоянной мощностью и переменной скоростью с помощью одного прямого канала, который мультиплексируют с разделением времени.

Фиг.8 иллюстрирует архитектуру системы 1xEV-DO. В системе 1xEV-DO кадр состоит из 16 интервалов времени, при 600 интервалов времени/с, и имеет длительность 26,67 мс или 32,768 элементарных посылок. Один интервал времени равен по длительности 1,6667 мс и имеет 2048 элементарных посылок. Канал управления/трафика имеет 1600 элементарных посылок в интервале времени, канал пилот-сигнала имеет 192 элементарных посылки в интервале времени, а канал МАС имеет 256 элементарных посылок в интервале времени. Система 1xEV-DO облегчает более простую и более быструю оценку канала и синхронизацию времени.

Фиг.9 иллюстрирует архитектуру протокола по умолчанию системы 1xEV-DO. Фиг.10 иллюстрирует архитектуру протокола не по умолчанию системы 1xEV-DO.

Информация, связанная с сеансом, в системе 1xEV-DO включает в себя множество протоколов, используемых MS или терминалом доступа (АТ) и BS 6 или сетью доступа (AN) через эфирную линию связи, идентификатор терминала доступа однонаправленной передачи (UATI), конфигурацию протоколов, используемых АТ или AN через эфирную линию связи, и оценку текущего местоположения АТ.

Уровень приложений обеспечивает наилучшую работу, в соответствии с которой сообщение посылают один раз, и надежную доставку, в соответствии с которой сообщение должно быть повторно передано один или более раз. Уровень потока обеспечивает возможность мультиплексировать до 4 (по умолчанию) или 255 (не по умолчанию) потоков приложений для одного АТ 2.

Уровень сеанса гарантирует, что сеанс еще действует, и управляет закрытием сеанса, определяет процедуры для начального назначения UATI и поддерживает адреса АТ и согласует/предоставляет протоколы, используемые во время сеанса, и параметры конфигурации для этих протоколов.

Фиг.11 иллюстрирует установление сеанса 1xEV-DO. Как проиллюстрировано на фиг.11, установление сеанса включает в себя конфигурирование адреса, установление соединения, конфигурирование сеанса и обмен ключами.

Конфигурирование адреса относится к протоколу управления адресом, назначающему UATI и маску подсети. Установление соединения относится к протоколам уровня соединения, устанавливающим линию радиосвязи. Конфигурирование сеанса относится к протоколу конфигурирования сеанса, конфигурирующему все протоколы. Обмен ключами относится к протоколу обмена ключами на уровне защиты, устанавливающему ключи для аутентификации.

“Сеанс” относится к логической линии связи между АТ 2 и RNC, который остается открытым в течение часов, причем по умолчанию 54 часа. Сеанс продолжается до тех пор, пока сеанс РРР также является активным. Информацией сеанса управляют и поддерживают с помощью RNC в AN 6.

Когда соединение открыто, АТ 2 может быть назначен прямой канал трафика, и ему назначают обратный канал трафика и канал управления мощностью обратной линией связи. Во время одного сеанса могут иметь место множество соединений. В системе 1xEV-DO имеются два состояния соединения, закрытое соединение и открытое соединение.

Закрытое соединение относится к состоянию, в котором АТ 2 не назначают никаких ресурсов специализированной эфирной линии связи, и взаимодействия между АТ 2 и AN 6 проводят через канал доступа и канал управления. Открытое соединение относится к состоянию, в котором АТ 2 может быть назначен прямой канал трафика, и ему назначают канал управления мощностью обратной линии связи и обратный канал трафика, и взаимодействие между АТ 2 и AN 6 проводят через эти назначенные каналы, а также через канал управления.

Уровень соединения управляет начальным захватом сети, установкой открытого соединения и закрытого соединения и взаимодействиями. Кроме того, уровень соединения поддерживает приблизительное местоположение АТ 2 как в открытом соединении, так и в закрытом соединении, и управляет линией радиосвязи между АТ 2 и AN 6, когда имеется открытое соединение. Кроме того, уровень соединения выполняет контроль как в открытом соединении, так и в закрытом соединении, устанавливает приоритеты и пакетирует переданные данные, принятые из уровня сеанса, передает данные с установленными приоритетами в уровень защиты и отменяет пакетирование данных, принятых из уровня защиты, и передает их в уровень сеанса.

Фиг.12 иллюстрирует протоколы уровня соединения. Как проиллюстрировано на фиг.12, протоколы включают в себя протокол состояния инициализации, протокол состояния ожидания и протокол соединенного состояния.

Протокол состояния инициализации выполняет действия, связанные с захватом AN 6. Протокол состояния ожидания выполняет действия, связанные с АТ 2, который захватил AN 6, но не имеет открытое соединение, такое как отслеживание местоположения АТ с использованием протокола обновления маршрута. Протокол соединенного состояния выполняет действия, связанные с АТ 2, который имеет открытое соединение, такое как управление линией радиосвязи между АТ 2 и AN 6 и управление процедурами, имеющими результатом закрытое соединение. Протокол обновления маршрута выполняет действия, связанные с отслеживанием местоположения АТ 2 и поддержанием линии радиосвязи между АТ 2 и AN 6. Протокол дополнительных служебных сообщений выполняет широковещательную передачу существенных параметров, таких как сообщение быстрого конфигурирования, параметров сектора и параметров доступа, через канал управления. Протокол объединения пакетов объединяет пакеты и устанавливает их приоритеты для передачи, как функцию их назначенных приоритетов и целевого канала, а также обеспечивает демультиплексирование пакетов в приемнике.

Уровень защиты включает в себя функцию обмена ключами, функцию аутентификации и функцию шифрования. Функция обмена ключами обеспечивает процедуры, которым следуют АТ 2 и AN 6 для аутентификации трафика. Функция аутентификации обеспечивает процедуры, которым следуют АТ 2 и AN 6, чтобы обмениваться ключами защиты для аутентификации и шифрования. Функция шифрования обеспечивает процедуры, которым следуют АТ 2 и AN 6 для шифрования трафика.

Прямая линия связи 1xEV-DO отличается тем, что не поддерживают управление мощностью и мягкую передачу обслуживания. AN 6 передает с постоянной мощностью, а АТ 2 запрашивает переменные скорости в прямой линии связи. Так как разные пользователи могут передавать в разные времена в TDM, трудно осуществить передачу с разнесением из BS 6, которые предназначены для одного пользователя.

В уровне МАС два типа сообщений, инициированных из верхних уровней, предают через физический уровень, а именно сообщение пользовательских данных и сообщение сигнализации. Два протокола используют, чтобы обрабатывать два типа сообщений, а именно протокол МАС прямого канала трафика для сообщения пользовательских данных и протокол МАС канала управления для сообщения сигнализации.

Физический уровень отличается расширенной скоростью 1,2288 Мс/с, причем файл состоит из 16 интервалов времени 26,67 мс, с интервалом времени 1,67 мс и 2048 элементарных посылок. Канал прямой линии связи включает в себя канал пилот-сигнала, прямой канал трафика или канал управления и канал МАС.

Канал пилот-сигнала подобен каналу пилот-сигнала cdma2000 тем, что он содержит все “0” информационные биты и расширение Уолша с W0 с 192 элементарными посылками для интервала времени.

Прямой канал трафика отличается скоростью данных, которая изменяется от 38,4 кбит/с до 2,4576 Мбит/с или от 4,8 кбит/с до 3,072 Мбит/с. Пакеты физического уровня могут быть переданы в 1 до 16 интервалах времени, и интервалы времени передачи используют чередование из 4-х интервалов времени, когда назначают более одного интервала времени. Если принято ACK в канале ACK обратной линии связи до того, как все назначенные интервалы времени переданы, остальные интервалы времени не будут переданы.

Канал управления подобен каналу синхронизации и пейджинговому каналу в CDMA2000. Канал управления отличается периодом, равным 256 интервалам времени или 427,52 мс, длиной пакета физического уровня, равной 1024 бит или 128, 256, 512 или 1024 бит, и скоростью передачи данных, равной 38,4 кбит/с или 76,8 кбит/с или 19,2 кбит/с, 38,4 кбит/с или 76,8 кбит/с.

АТ 2 может отличать передачи прямого канала трафика от передач канала управления на основании преамбулы. Преамбулу определяют с помощью индекса МАС, причем индекс МАС назначают АТ 2 с помощью приема сообщения назначения канала трафика протокола обновления маршрута в уровне соединения.

Канал МАС обеспечивает канал обратной активности (RA), канал управления мощностью обратной линии связи, канал DRCLock, канал ARQ и канал пилот-сигнала.

Канал обратной активности (RA) используется AN 2, чтобы информировать все АТ в ее зоне обслуживания о текущей активности в обратной линии связи, и является каналом МАС с индексом 4 МАС. Канал RA переносит биты обратной активности (RAB), причем RAB передают через успешные интервалы времени длины RAB (подтип 0, 1) со скоростью передачи в битах, равной (600/длина RAB) бит/с или 600 бит/с.

AN 6 использует канал управления мощностью обратной линии связи (RPC) для управления мощностью передач обратной линии связи АТ 2. Бит управления мощностью обратной линии связи передают через канал RPC со скоростью передачи данных 600 (1-1/период LockDRC) бит/с или 150 бит/с.

Канал ARQ поддерживает гибридный ARQ линии связи (H-ARQ), в соответствии с которым остальные подпакеты не передают, если AN 6 разрешила пакет физического уровня. H-ARQ указывает, успешно ли приняла AN пакет, переданный в интервале времени m-8, m-7, m-6 и m-5.

ACK/NACK облегчает прием АТ 2 некотор