Установление дополнительных несущих обратной линии в беспроводной системе с многими несущими

Установление дополнительных несущих обратной линии в беспроводной системе с многими несущими

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники

Настоящее изобретение относится к интегрированным системам с многими несущими и, в частности, к способу и устройству для надежного и быстрого установления многочисленных обратных линий в беспроводных сетях с многими несущими.

Уровень техники

В мире сотовых телекоммуникаций специалисты в данной области техники часто используют термины 1G (1П - первое поколение), 2G (2П - второе поколение) и 3G (3П - третье поколение). Термины относятся к поколению используемой сотовой технологии. 1П относится к первому поколению, 2П - ко второму поколению, и 3П - к третьему поколению.

1П относится к аналоговой телефонной системе, известной как телефонные системы с усовершенствованными мобильными телефонными службами (AMPS, УМТС). 2П обычно используется для ссылки на цифровые сотовые системы, которые преобладают по всему миру и включают в себя CDMAOne, глобальную систему мобильной связи (GSM, ГСМС) и многостанционный доступ с временным разделением каналов (TDMA, МДВР). Системы 2П могут поддерживать большее количество пользователей в областях с большой плотностью, чем могут системы 1П.

3П обычно ссылается на цифровые сотовые системы, развертываемые в настоящее время. Эти системы связи 3П концептуально подобны друг другу с некоторыми существенными различиями.

Ссылаясь на фиг.1, увидим, что на ней изображается архитектура беспроводной сети связи. Абонент использует мобильную станцию (МС) 2 для доступа к услугам сети. МС 2 может быть портативный блок связи, такой как ручной сотовый телефон, блок связи, установленный на транспортном средстве, или стационарный блок связи.

Электромагнитные волны для МС 2 передаются базовой приемопередающей системой (BTS, БППС) 3, также известной как узел В. БППС 3 состоит из радиоустройств, таких как антенны и оборудование для передачи и приема радиоволн. Контроллер 4 базовой станции (BS, БС) 6 (КБС) принимает передачи от одной или нескольких БППС. КБС 4 обеспечивает контроль и управление радиопередачами от каждой БППС 3 посредством обмена сообщениями с БППС и центром 5 коммутации мобильной связи (MSC, ЦКМС) или внутренней сетью протокола Интернета (IP, ПИ). БППС 3 и КБС 4 являются частью БС 6.

БС 6 обменивается сообщениями и передает данные на базовую сеть 7 с коммутацией каналов (CSCN, БСКК) и базовую сеть 8 с коммутацией пакетов (PSCN, БСКП). БСКК 7 обеспечивает традиционную речевую связь, и БСКП 8 обеспечивает приложения для Интернета и мультимедийные услуги.

Часть центра 5 коммутации мобильной связи (MSC, ЦКМС) в БСКК 7 обеспечивает коммутацию для традиционной речевой связи на МС 2 и с нее и может хранить информацию для поддержки этих возможностей. ЦКМС 2 может подсоединяться к одной или нескольким БС 6, а также к другим сетям общего пользования, например коммутируемой телефонной сети общего пользования (PSTN, ТфОП) (не показана) или цифровой сети с интеграцией служб (ISDN, ЦСИС) (не показана). Визитный регистр 9 местоположения (VLR, ВРМ) используется для извлечения информации для оперирования речевой связью на гостевого абонента или от него. ВРМ 9 может находиться в ЦКМС 5 и может обслуживать более одного ЦКМС.

Идентификация пользователя присваивается домашнему регистру 10 местоположения (HLR, ДРМ) в БСКК 7 для целей записи, такая как информация об абоненте, например электронный серийный номер (ESN, ЭСН), мобильный номер в телефонном справочнике (MDR, МНТС), информация о профиле, текущее местоположение и период аутентификации. Центр 11 аутентификации (АС, ЦА) управляет информацией об аутентификации, относящейся к МС 2. ЦА 11 может находиться в ДРМ 10 и может обслуживать более одного ДРМ. Интерфейс между ЦКМС 5 и ДРМ/ЦА 10, 11 представляет собой стандартный интерфейс 18 IS-41.

Часть узла 12 обслуживания пакетных данных (PDSN, УОПД) в БСКП 8 обеспечивает маршрутизацию для трафика пакетных данных на МС 2 и от нее. УОПД 12 устанавливает, сопровождает и завершает сеансы канального уровня на МС 2 и может взаимодействовать с одной или несколькими БС 6 и с одной или несколькими БСКП 8.

Сервер 13 аутентификации, авторизации и учета (ААА, ААУ) обеспечивает функции аутентификации, авторизации и учета протокола Интернета, относящиеся к трафику пакетных данных. Домашний агент (НА, ДА) 14 обеспечивает аутентификацию регистрации ПИ МС 2, перенаправляет пакетные данные на компонент чужого агента (ЧА) 15 и от него в УОПД 8 и принимает инициализирующую информацию для пользователей от ААУ 13. ДА 14 также может устанавливать, сопровождать и завершать защищенную связь с УОПД 12 и назначать динамические адреса ПИ. УОПД 12 обменивается данными с ААУ 13, ДА 14 и Интернетом 16 по внутренней сети ПИ.

Существует несколько типов схем многостанционного доступа, конкретно многостанционный доступ с частотным разделением каналов (FDMA, МДЧР), многостанционный доступ с временным разделением каналов (TDMA, МДВР) и многостанционный доступ с кодовым разделением каналов (CDMA, МДКР). В МДЧР связь пользователя разделяется по частоте, например, посредством использования 30 кГц каналов. В МДВР связь пользователя разделяется по частоте и времени, например, посредством использования 30-кГц каналов с 6 канальными интервалами. В МДКР связь пользователя разделяется посредством цифрового кода.

В МДКР 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 для предотвращения взаимных помех.

Сигнал МДКР использует многочисленные чипы для передачи одного бита информации. Каждый пользователь имеет уникальную комбинацию чипов, которая, по существу, представляет собой кодовый канал. Для того чтобы восстановить бит, большое количество чипов интегрируется в соответствии с известной комбинацией чипов пользователя. Другие кодовые комбинации пользователя оказываются случайными и интегрируются самоаннулирующим образом и поэтому не нарушают решения по декодированию битов, предпринятые в соответствии с надлежащей кодовой комбинацией пользователя.

Входные данные объединяются с быстро расширяющей спектр последовательностью и передаются в виде потока данных с расширенным спектром. Приемник использует эту же расширяющую спектр последовательность для извлечения исходных данных. Фиг.2А иллюстрирует процесс расширения и сужения спектра. Как показано на фиг.2В, многочисленные расширяющие спектр последовательности могут объединяться и создавать уникальные, устойчивые к ошибкам каналы.

Код Уолша представляет собой один тип расширяющей спектр последовательности. Каждый код Уолша имеет длину 64 чипа и является строго ортогональным для всех других кодов Уолша. Коды просто генерировать, и они довольно небольшие для хранения в постоянном запоминающем устройстве (ПЗУ).

Короткий псевдошумовой (PN, ПШ) код представляет собой другой тип расширяющей спектр последовательности. Короткий ПШ-код состоит из двух ПШ-последовательностей (I и Q), каждая из которых имеет длину 32 768 чипов и генерируется в аналогичных 15-битовых регистрах сдвига, но с другими отводами. Две последовательности скремблируют информацию по I и Q фазовым каналам.

Длинный ПШ-код представляет собой другой тип расширяющей спектр последовательности. Длинный ПШ-код генерируется в 42-битовом регистре и имеет длину более 40 дней или длиной примерно 4×10¹³ чипов. Вследствие своей длины длинный ПШ-код не может храниться в ПЗУ на терминале и поэтому генерируется последовательно по чипам.

Каждая МС 2 кодирует свой сигнал при помощи длинного ПШ-кода и уникального смещения, или маски общего длинного кода, вычисленной с использованием ЭСН длинного ПШ-кода из 32 битов и 10 битов, установленных системой. Маска общего длинного кода создает уникальный сдвиг. Маски частного длинного кода могут использоваться для повышения секретности. При интегрировании по такому короткому периоду как 64 чипа МС 2 с различными смещениями длинного ПШ-кода оказываются практически ортогональными.

Связь МДКР использует прямые каналы и обратные каналы. Прямой канал используется для сигналов от БППС 3 на МС 2, и обратный канал используется для сигналов от МС на БППС.

Прямой канал использует свой специальный назначенный код Уолша и специальное ПШ-смещение для сектора, причем один пользователь может иметь многочисленные типы каналов в каждый момент времени. Прямой канал идентифицируется своей частотой радиочастотной (РЧ) несущей МДКР, уникальным ПШ-смещением короткого кода сектора и уникальным кодом Уолша пользователя. Прямой канал МДКР включает в себя пилотный канала, канал синхронизации, поисковые каналы и каналы трафика.

Пилотный канал представляет собой «конструктивный маяк», который не содержит потока символов, но скорее представляет собой последовательность временных соотношений, используемую для захвата системы и как устройство измерения во время эстафетной передачи обслуживания. Пилотный канал использует код 0 Уолша.

Канал синхронизации переносит поток данных идентификации системы и информацию о параметрах, используемую МС 2 во время захвата системы. Канал синхронизации использует код 32 Уолша.

Может быть от одного до семи поисковых каналов в соответствии с требованиями на пропускную способность. Поисковые каналы переносят поисковые вызовы, информацию о системных параметрах и команды на установление вызова. Поисковые каналы используют коды 1-7 Уолша.

Каналы трафика назначаются индивидуальным пользователям для пересылки трафика вызовов. Каналы трафика используют любые остальные коды Уолша в зависимости от общей пропускной способности, ограничиваемой шумом.

Обратный канал используется для сигналов с МС 2 на БППС 3 и использует код Уолша и смещение длинной ПШ-последовательности, характерной для МС, причем один пользователь может передавать одновременно многочисленные типы каналов. Обратный канал идентифицируется своей частотой РЧ-несущей МДКР и уникальным ПШ-смещением длинного кода индивидуальной МС 2. Обратные каналы включают в себя каналы трафика и каналы доступа.

Индивидуальные пользователи используют каналы трафика во время фактических вызовов для передачи трафика на БППС 3. Канал обратного трафика, по существу, представляет собой характерную для пользователя маску общего или частного длинного кода, и имеется столько каналов обратного трафика, сколько терминалов МДКР.

МС 2, еще не участвующая в вызове, использует каналы доступа для передачи запросов на регистрацию, запросов на установление вызова, ответов на поисковые вызовы, ответов на команды и другой сигнальной информации. Канал доступа, по существу, представляет собой смещение общего длинного кода, уникальное для сектора БППС 3. Каналы доступа группируются парами с поисковыми каналами, причем каждый поисковый канал имеет до 32 каналов доступа.

Связь МДКР обеспечивает многие преимущества. Некоторыми из преимуществ являются кодирование речевых сигналов с изменяемой скоростью передачи и мультиплексирование, прямое управление мощностью, использование рейк-приемников и мягкая эстафетная передача обслуживания.

МДКР позволяет использовать вокодеры с изменяемой скоростью передачи для сжатия речи, снижения скорости передачи битов и значительного повышения пропускной способности. Кодирование речевых сигналов с изменяемой скоростью передачи обеспечивает полную скорость передачи битов во время речи, низкие скорости передачи данных во время пауз речи, повышенную пропускную способность и естественный звук. Мультиплексирование позволяет смешивать речь, сигнальные и пользовательские вторичные данные в кадрах МДКР.

Посредством использования прямого управления мощностью БППС 3 все время снижает интенсивность каждого прямого потока чипов полосы модулирующих частот пользователя. Когда конкретная МС 2 испытывает ошибки на прямой линии связи, запрашивается большая энергия, и подается быстрое повышение энергии, после чего энергия снова снижается.

Обратное управление мощностью использует три способа вместе для выравнивания уровней сигнала всех терминалов на БППС 3. Обратное управление мощностью открытой петли характеризуется тем, что МС 2 корректирует мощность выше или ниже, основываясь на принятом сигнале БППС 3 (автоматическая регулировка усиления (АРУ)). Обратное управление мощностью замкнутой петли характеризуется тем, что БППС 3 корректирует мощность выше или ниже на 1 дБ со скоростью передачи 800 раз в секунду. Обратное управление мощностью внешней петли характеризуется тем, что КБС 4 корректирует контрольную точку БППС 3, когда КБС испытывает затруднения с прямой коррекцией ошибок (ПКО), прослушивая МС 2.

Фактическое выходное значение РЧ-мощности передатчика (ТХРО) МС 2, включающее в себя объединенные эффекты управления мощностью открытой петли от АРУ приемника и управления мощностью замкнутой петли посредством БППС 3, не может превышать максимальной мощности МС, которая обычно составляет +23 дБм. Обратное управление мощностью выполняется в соответствии с уравнением "ТХРО=-(RX_dbm)-C+TXGA", где "TXGA" представляет собой сумму всех команд по управлению мощностью замкнутой петли от БППС 3 с начала вызова, и "С" представляет собой +73 для систем на 800 МГц и +76 для систем на 1900 МГц.

Использование рейк-приемника позволяет МС 2 использовать в каждом кадре объединенные выходные сигналы трех корреляторов трафика или «каналов разнесенного приема рейк-приемника». Каждый канал разнесенного приема рейк-приемника может независимо восстанавливать конкретное ПШ-смещение и код Уолша. Каналы разнесенного приема могут быть нацелены на задержанные многолучевые отражения различных БППС 3, причем обнаружитель непрерывно контролирует пилот-сигналы.

МС 2 приводит в действие мягкую эстафетную передачу обслуживания. МС 2 непрерывно контролирует доступные пилот-сигналы и сообщает БППС 3 о пилот-сигналах, которые она в данный момент наблюдает. БППС 3 назначает до максимума из шести секторов, и МС 2 назначает свои каналы разнесенного приема, соответственно. Все сообщения посылаются по методу ослабления и посылки без приглушения. На каждом конце линии связи выбирается наилучшая конфигурация на покадровой основе, при этом эстафетная передача обслуживания является прозрачной для пользователей.

Система cdma2000 является широкополосной радиоинтерфейсной системой с расширенным спектром третьего поколения (3П), которая использует улучшенный потенциал обслуживания технологии МДКР для осуществления возможностей передачи данных, таких как доступ в Интернет и интрасеть, мультимедийные приложения, высокоскоростные бизнес-транзакции и телеметрия. Главным предметом внимания системы cdma2000, как и других систем третьего поколения, является расчетливость сети и разработка радиопередачи для устранения ограничений конечной степени доступности радиоспектра.

Фиг.3 иллюстрирует уровень 20 архитектуры протокола линии передачи данных для беспроводной сети cdma2000. Уровень 20 архитектуры протокола линии 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 услуг передачи данных; подуровень 62 услуг передачи речи и подуровень 63 услуг сигнализации. Услуги 61 передачи данных представляют собой услуги, которые доставляют любой вид данных от имени мобильного конечного пользователя и включают в себя приложения передачи пакетных данных, такие как услуга ПИ, приложения передачи канальных данных, такие как асинхронная факсимильная связь и услуги эмуляции широкополосной (B-ISDN, ЦСИС) (ШЦСИС), и служба коротких сообщений (SMS, СКС). Услуги 62 передачи речи включают в себя доступ к ТфОП, услуги передачи речи между мобильными станциями и Интернет-телефония. Сигнализация 63 управляет всеми аспектами работы мобильной связи.

Подуровень 63 услуг сигнализации обрабатывает все сообщения, обмениваемые между МС 2 и БС 6. Эти сообщения управляют такими функциями, как установление и аннулирование вызова, эстафетная передача обслуживания, функция активации, конфигурирование системы, регистрация и аутентификация.

В МС 2 подуровень 63 услуг сигнализации также отвечает за поддержание состояний процесса вызова, особенно состояния инициализации МС 2, состояния ожидания МС 2, состояния доступа к системе и состояния управления МС 2 по каналу трафика.

Уровень 30 линии связи подразделяется на подуровень 32 управления доступом к линии связи (LAC, УДЛ) и подуровень 31 управления доступом к среде (MAC, УДС). Уровень 30 линии связи обеспечивает механизмы поддержки и управления протокола для услуг транспортировки данных и выполняет функции, необходимые для отображения потребностей транспортировки данных верхнего уровня 60 в характерные возможности и характеристики физического уровня 21. Уровень 30 линии связи можно рассматривать как интерфейс между верхним уровнем 60 и физическим уровнем 20.

Разделение на подуровни УДС 31 и УДЛ 32 мотивируется необходимостью поддержки широкого диапазона услуг верхнего уровня 60 и требованием предоставления услуг передачи данных с высокой эффективностью и с малой задержкой в широком диапазоне рабочих характеристик, а именно от 1,2 кбит/с до более 2 Мбит/с. Другими мотивировками являются необходимость поддержки доставки с высоким качеством обслуживания (КО) услуг по передаче канальных и пакетных данных, такие как ограничения на допустимые задержки и/или вероятность ошибки на бит (BER, BOБ) данных и растущая потребность в улучшенных мультимедийных услугах, при этом каждая услуга имеет разные требования КО.

Подуровень 32 УДЛ требуется для обеспечения надежной функции управления передачей с последовательной доставкой по двухточечной линии 42 радиопередачи. Подуровень 32 УДЛ управляет двухточечными каналами связи между сущностями верхнего уровня 60 и обеспечивает инфраструктуру для поддержки широкого диапазона различных надежных сквозных протоколов уровня 30 линии связи.

Подуровень 32 УДЛ обеспечивает корректную доставку сигнальных сообщений. Функции включают в себя гарантированную доставку, где требуется подтверждение приема, негарантированную доставку, где не требуется подтверждение приема, обнаружение дублированных сообщений, адресное управление для доставки сообщения индивидуальной МС 2, сегментирование сообщений на фрагменты подходящего размера для пересылки по физической среде, повторную сборку и проверку достоверности принятых сообщений, и аутентификацию по глобальному запросу.

Подуровень 31 УДС способствует осуществлению комплексных мультимедийных, многофункциональных возможностей беспроводных систем 3П с возможностями управления КО для каждой активной услуги. Подуровень 31 УДС обеспечивает процедуры для управления доступом услуг по передаче пакетных данных и канальных данных к физическому уровню 21, включая управление состязанием между многочисленными услугами от одного пользователя, а также между конкурирующими пользователями в беспроводной системе. Подуровень 31 УДС также выполняет отображение между логическими каналами и физическими каналами, мультиплексирует данные от многочисленных источников на один физический канал и предусматривает довольно надежную передачу по уровню радиолинии, используя протокол 33 радиолинии (ПРЛ) для уровня надежности на максимуме возможного. Пакетный протокол 35 радиосигнализации (SRBP, ППРС) представляет собой сущность, которая обеспечивает сетевой протокол без установления соединения для сигнальных сообщений. Мультиплексирование и управление 34 КО отвечают за соблюдение договорных уровней КО посредством содействия разрешению конфликтующих запросов от конкурирующих услуг и соответствующее присвоение приоритетов запросам доступа.

Физический уровень 21 отвечает за кодирование и модуляцию данных, передаваемых по воздуху. Физический уровень 21 приводит в определенное состояние цифровые данные от более высоких уровней, так что данные могут надежно передаваться по радиоканалам мобильной связи.

Физический уровень 21 отображает пользовательские данные и сигнализацию, которую подуровень 31 УДС доставляет по многочисленным транспортным каналам, в физические каналы и передает информацию по радиоинтерфейсу. В направлении передачи функции, выполняемые физическим уровнем 21, включают в себя кодирование, перемежение, скремблирование, расширение спектра и модуляцию канала. В направлении приема последовательность функций меняется на противоположную для восстановления переданных данных на приемнике.

Фиг.4 иллюстрирует обзор обработки вызова. Обработка вызова включает в себя обработку пилотного канала и канала синхронизации, обработку поискового канала, обработку канала доступа и обработку канала трафика.

Обработка пилотного канала и канала синхронизации ссылается на то, как МС 2 обрабатывает пилотные каналы и каналы синхронизации для захвата и синхронизации с системой МДКР в состоянии инициализации МС 2. Обработка поискового канала ссылается на контролирование посредством МС 2 поискового канала или прямого общего канала управления (F-CCCH, ПОКУ) с целью приема служебных и направленных на мобильную станцию сообщений от БС 6 в состоянии ожидания. Обработка канала доступа ссылается на то, как МС 2 посылает сообщения на БС 6 по каналу доступа или по усовершенствованному каналу доступа в состоянии доступа к системе, причем БС 6 всегда прослушивает эти каналы и отвечает МС или по поисковому каналу, или по ПОКУ. Обработка канала трафика ссылается на то, как БС 6 и МС 2 выполняют связь, используя выделенные каналы прямого и обратного трафика в состоянии управления МС 2 по каналу трафика, причем выделенные каналы прямого и обратного трафика переносят пользовательскую информацию, такую как речь и данные.

Фиг.5 иллюстрирует состояние инициализации МС 2. Состояние инициализации включает в себя подсостояние определения системы, захват пилотного канала, захват канала синхронизации, подсостояние изменения временных соотношений и состояние ожидания мобильной станции.

Определение системы представляет собой процесс, посредством которого МС 2 принимает решение, от какой системы получить услугу. Процесс может включать в себя решения, такие как аналоговая или цифровая, сотовая или система персональной связи (СПС) и несущая А или несущая В. Процесс специального выбора может управлять определением системы. Поставщик услуг, используя процесс перенаправления, также может управлять определением системы. После того как МС 2 выберет систему, она должна определить, по какому каналу в этой системе выполнять поиск услуги. Как правило, МС 2 использует список каналов с присвоенным приоритетом для выбора канала.

Захват пилотного канала представляет собой процесс, посредством которого МС 2 сначала получает информацию, касающуюся временных соотношений системы, посредством поиска используемых пилот-сигналов. Пилотные каналы не содержат информации, но МС 2 может выровнять свои собственные временные соотношения посредством сопоставления с пилотным каналом. Если это сопоставление завершено, МС 2 синхронизируется с каналом синхронизации и может считывать сообщение канала синхронизации для дальнейшего уточнения своих временных соотношений. МС 2 разрешается выполнять поиск до 15 секунд по одному пилотному каналу, перед тем как она объявит о неудаче и возвратится к определению системы для выбора или другого канала, или другой системы. Процедура поиска не стандартизована, при этом время на захват системы зависит от реализации.

Фиг.6 иллюстрирует состояние доступа к системе. Первым этапом в процессе доступа к системе является обновление служебной информации для обеспечения того, что МС 2 использует правильные параметры канала доступа, такие как первоначальный уровень мощности и ступенчатые приращения мощности. МС 2 случайным образом выбирает канал доступа и передает без координации с БС 6 или другой МС.

Подуровень 34 мультиплексирования и управления КО имеет как функцию передачи, так и функцию приема. Функция передачи объединяет информацию от различных источников, таких как услуги 61 передачи данных, услуги 63 сигнализации или услуги 62 передачи речи, и формирует модули данных услуги (МДУ) физического уровня и МДУ функции управления каналом передачи пакетных данных (ФУКППД) для передачи. Функция приема разделяет информацию, содержащуюся на физическом уровне 21, и МДУ ФУКППД и направляет информацию правильной сущности, такой как услуги 61 передачи данных, сигнализация 63 верхнего уровня или услуги 62 передачи речи.

Подуровень 34 мультиплексирования и управления КО работает во временной синхронизации с физическим уровнем 21. Если физический уровень 21 передает с ненулевым смещением кадра, подуровень 34 мультиплексирования и управления КО доставляет МДУ физического уровня для передачи физическим уровнем с соответствующим смещением кадра от системного времени.

Подуровень 34 мультиплексирования и управления КО доставляет МДУ физического уровня 21 на физический уровень, используя характерный для физического канала набор примитивов интерфейса с услугами. Физический уровень 21 доставляет МДУ физического уровня на подуровень 34 мультиплексирования и управления КО, используя характерную для физического канала операцию интерфейса с услугами указания приема.

Подуровень 35 ППРС включает в себя процедуры канала синхронизации, прямого общего канала управления, канала управления вещательного типа, поискового канала и канала доступа.

Подуровень 32 УДЛ предоставляет услуги уровню 3 60. МДУ пропускаются между уровнем 3 60 и подуровнем 32 УДЛ. Подуровень 32 УДЛ обеспечивает надлежащую инкапсуляцию МДУ в протокольные блоки данных (ПБД) УДЛ, которые подвергаются сегментации и повторной сборке и пересылаются как инкапсулированные фрагменты ПБД на подуровень 31 УДС.

Обработка на подуровне 32 УДЛ выполняется последовательно, причем сущности обработки передают частично сформированный ПБД УДЛ друг другу в твердо установившемся порядке. МДУ и ПБД обрабатываются и пересылаются по функциональным путям без необходимости осведомления верхних уровней о радиохарактеристиках физических каналов. Однако верхние уровни могут быть осведомлены о характеристиках физических каналов и могут предписывать уровню 2 30 использовать некоторые физические каналы для передачи некоторых ПБД.

Система 1xEV-DO (эволюция - только данные) оптимизирована для услуги передачи пакетных данных и характеризуется одной несущей 1,25 МГц («1х») для передачи только данных или оптимизации для данных («DO»). Кроме того, существует пиковая скорость передачи данных 2,4 Мбит/с или 3,072 Мбит/с по прямой линии связи и 153,6 кбит/с или 1,8432 Мбит/с по обратной линии связи. Кроме того, 1xEV-DO обеспечивает разделенные полосы частот и организацию межсетевого взаимодействия с системой 1х. Фиг.7 иллюстрирует сравнение cdma2000 для 1х и 1xEV-DO.

В системе cdma2000 имеются одновременно действующие услуги, посредством чего речь и данные передаются вместе на максимальной скорости передачи данных 614,4 кбит/с и практически 307,2 кбит/с. МС 2 устанавливает связь с ЦКМС 5 для речевых вызовов и с УОПД 12 для информационных вызовов. CDMA2000 характеризуется фиксированной скоростью передачи с изменяемой мощностью и с каналом прямого трафика разделенным кодом Уолша.

В системе 1xEV-DO максимальная скорость передачи данных составляет 2,4 Мбит/с или 3,072 Мбит/с, и нет связи с базовой сетью 7 с коммутацией каналов. 1xEV-DO характеризуется фиксированной мощностью и изменяемой скоростью передачи с одним прямым каналом, который мультиплексируется с временным разделением каналов.

Фиг.8 иллюстрирует структуру канального интервала прямой линии связи архитектуры 1xEV-DO. В системе 1xEV-DO кадр состоит из 16 канальных интервалов, с 600 канальными интервалами в секунду и имеет длительность 26,67 мс, или 32,768 чипов.

Длительность одного канального интервала составляет 1,6667 мс, и он имеет 2048 чипов. Канал управления/трафика имеет 1600 чипов в канальном интервале, пилотный канал имеет 192 чипа в канальном интервале, и канал УДС имеет 256 чипов в канальном интервале. Система 1xEV-DO способствует более простой и более быстрой оценке канала и временной синхронизации.

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

Информация, относящаяся к сеансу в системе 1xEV-DO, включает в себя набор протоколов, используемых МС 2, или терминалом доступа (ТД), и БС 6, или сетью доступа (СД), по воздушной линии связи, одноадресный идентификатор терминала доступа (ОИДТД), конфигурацию протоколов, используемых ТД и СД по воздушной линии связи и оценку текущего местоположения ТД.

Прикладной уровень обеспечивает доставку «с максимальными усилиями», посредством чего сообщение посылается один раз, и надежной доставкой, посредством чего сообщение может быть передано повторно один или несколько раз. Потоковый уровень обеспечивает возможность мультиплексирования до 4 (по умолчанию) или 244 (не по умолчанию) потоков приложений для одного ТД 2.

Сеансовый уровень гарантирует то, что сеанс все еще является действительным и управляет закрытием сеанса, задает процедуры для начального назначения ОИДТД, сохраняет адреса ТД и согласовывает/обеспечивает протоколы, используемые во время сеанса, и конфигурационные параметры для этих протоколов.

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

Конфигурирование адреса ссылается на протокол управления адресами, назначающий ОИДТД и маску подсети. Установление соединения ссылается на протоколы уровня соединения, устанавливающие радиолинию. Конфигурирование сеанса ссылается на протокол конфигурирования сеанса, конфигурирующий все протоколы. Обмен ключами ссылается на протокол обмена ключами на уровне безопасности, устанавливающий ключи для аутентификации.

«Сеанс» ссылается на логическую линию связи между ТД 2 и контроллером радиосети (КРС), которая остается открытой в течение часов, по умолчанию 54 часа. Сеанс продолжается до тех пор, пока является активным также сеанс протокола двухточечной связи (ПДС). Информация о сеансе управляется и поддерживается посредством КРС в СД 6.

Когда соединение открыто, ТД 2 может быть назначен канал прямого трафика и назначен канал обратного трафика и канал обратного управления мощностью. Многочисленные соединения могут иметь место во время одного сеанса. Существует два состояния соединения в системе 1xEV-DO, закрытое соединение и открытое соединение.

Закрытое соединение ссылается на состояние, когда ТД 2 не назначены никакие выделенные ресурсы воздушной линии связи, и связь между ТД и СД 6 выполняется по каналу доступа и каналу управления. Открытое соединение ссылается на состояние, когда ТД 2 может быть назначен канал прямого трафика, назначен канал обратного управления мощностью и канал обратного трафика, и связь между ТД 2 и СД 6 осуществляется по этим назначенным каналам, а также по каналу управления.

Уровень соединения управляет первоначальным захватом сети, установлением открытого соединения и закрытого соединения и связью. Кроме того, уровень соединения сохраняет примерное расположение ТД 2 как в открытом соединении, так и в закрытом соединении и управляет радиолинией между ТД 2 и СД 6, когда существует открытое соединение. Кроме того, уровень соединения выполняет наблюдение как в открытом соединении, так и в закрытом соединении, присваивает приоритет и инкапсулирует передаваемые данные, принятые от сеансового уровня, направляет данные с присвоенным приоритетом на уровень безопасности и декапсулирует данные, принятые от уровня безопасности, и направляет их на сеансовый уровень.

Фиг.12 иллюстрирует протоколы уровня соединения. Как изображено на фиг.12, протоколы включают в себя состояние инициализации, состояние ожидания и подсоединенное состояние.

В состоянии инициализации ТД 2 захватывает СД 6 и активизирует протокол состояния инициализации. В состоянии ожидания инициируется закрытое соединение, и активизируется протокол состояния ожидания. В подсоединенном состоянии инициализируется открытое соединение, и активизируется протокол подсоединенного состояния.

Протокол состояния инициализации выполняет действия, связанные с захватом СД 6. Протокол состояния ожидания выполняет действия, связанные с ТД 2, который захватил СД 6, но не имеет открытого соединения, такие как отслеживание местоположение ТД, используя протокол обновления маршрута. Протокол подсоединенного состояния выполняет действия, связанные с ТД 2, который имеет открытое соединение, такие как управление радиолинией между ТД и СД 6 и управление процедурами, ведущими к закрытому соединению. Протокол обновления маршрута выполняет действия, связанные с отслеживанием местоположения ТД 2 и управлением радиолинией между ТД и СД 6. Протокол служебных сообщений передает широковещательно существенные параметры, такие как сообщения QuickConfig (быстрое конфигурирование), SectorParameters (параметры сектора) и AccessParameters (параметры доступа) по каналу управления. Протокол консолидации пакетов консолидирует и присваивает приоритеты пакетам для передачи в качестве функции их назначенного приоритета и целевого канала, а также обеспечение демультиплексирования пакетов в приемнике.

Уровень безопасности включает в себя функцию обмена ключами, функцию аутентификации и функцию шифрования. Функция обмена ключами обеспечивает процедуры, которым придерживаются СД 2 и ТД 6 для аутентификации трафика. Функция аутентификации обеспечивает процедуры, которым придерживаются СД 2 и ТД 6 для обмена ключами безопасности для аутентификации и шифрования. Функция шифрования обеспечивает процедуры, которым придерживается СД 2 и ТД 6 для шифрования трафика.

Прямая линия 1xEV-DO характеризуется тем, что не поддерживаются ни управление мощностью, ни мягкая эстафетная передача обслуживания. СД 6 передает с постоянной мощностью, и ТД 2 запрашивает изменяемые скорости передачи по прямой линии связи. Так как различные пользователи могут передавать в различные моменты времени при мультиплексировании с временным разделением каналов (МВР), трудно реализовать разнесенную передачу с различных ВС 6, которые предназначены для одного пользователя.

На уровне УДС два типа сообщений, исходящих с более высоких уровней, транспортируются через физический уровень, а именно сообщение пользовательских данных и сигнальное сообщение. Два протокола используются для обработки двух типов сообщений, а именно протокол УДС канала прямого трафика для сообщения пользовательских данных и протокол УДС канала управления для сигнального сообщения.

Физический уровень 21 характеризуется скоростью расширения 1,2288 Мчип/с, при этом кадр состоит из 16 канальных интервалов и составляет 26,67 мс, канальный интервал составляет 1,67 мс и 2048 чипов. Канал прямой линии связи включает в себя пилотный канал, канал прямого трафика или канал управления и канал УДС.

Пилотный канал аналогичен пилотному каналу cdma2000 в том, что он содержит все информационные биты, равные «0», и расширение Уолша при помощи W0 с 192 чипами на канальный интервал.

Канал прямого трафика характеризуется скоростью передачи данных, которая изменяется от 38,4 кбит/с до 2,4576 Мбит/с или от 4,8 кбит/с до 4,9152 Мбит/с. Пакеты физического уровня могут передаваться в 1-16 канальных интервалах, и канальные интервалы передачи используют перемежение с 4 канальными интервалами, когда распределяется более одного канального интервала. Если принимается подтверждение приема (ПП) по каналу ПП обратной линии связи до того, как будут переданы все распределенные канальные интервалы, остальные канальные интервалы не будут передаваться.

Канал управления аналогичен каналу синхронизации и поисковому каналу в cdma2000. Канал управления характеризуется периодом 256 канальных интервалов или 426,67 мс, длина пакета физического уровня равна 1024 бита или 128, 256, 512 и 1024 бита, и скорость передачи данных равна 38,4 кбит/с, или 76,8 кбит/с, или 19,2 кбит/с, 38,4 кбит/с или 76,8 кбит/с.

Канал УДС обеспечивает канал обратной активности (ОА), канал обратного управления мощнос