Способ и аппаратура для определения максимальной мощности передатчика мобильного терминала

Способ и аппаратура для определения максимальной мощности передатчика мобильного терминала

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники

Изобретение имеет отношение к способу и устройству, которые позволяют более эффективно определять мощность передачи мобильного терминала.

Уровень техники

В мире сотовой связи специалисты нередко употребляют термины 1G, 2G и 3G. Эти термины обозначают используемое поколение сотовой технологии: 1G обозначает первое поколение, 2G - второе поколение, а 3G - третье поколение.

1G относится к аналоговой телефонной системе, известной как телефонная система «AMPS» (усовершенствованная услуга мобильной связи). 2G обычно используется для обозначения цифровых сотовых систем, преобладающих в мире, в том числе множественный доступ с кодовым разделением каналов «CDMAOne», глобальная система мобильной связи (GSM) и технологии множественного доступа с временным разделением каналов «TDMA». Системы 2G могут поддерживать большее число пользователей в плотных областях, чем системы 1G.

3G обычно относится к развертываемым в настоящее время цифровым системам сотовой связи. Эти системы 3G концептуально аналогичны друг другу при некоторых существенных различиях.

На Фиг.1 показана структура системы 1 беспроводной связи. Для доступа к сетевым услугам абонент использует подвижную станцию 2 «MS». Подвижная станция 2 «MS» может представлять собой портативный модуль связи, например портативный сотовый телефон, модуль связи, установленный на транспортном средстве, или стационарный модуль связи.

Электромагнитные волны для подвижной станции 2 «MS» передаются базовой приемопередающей станцией 3 «BTS», известной также как «Узел-В». Базовая приемопередающая станция 3 «BTS» состоит из устройств радиосвязи, таких как антенны и оборудование для передачи и приема радиоволн. Контроллер 4 базовой станции «BSC» принимает передачи одной или нескольких базовых приемопередающих станций 3 «BTS». Контроллер 4 базовой станции «BSC» предоставляет контроль и управление радиопередачами для каждой базовой приемопередающей станции 3 «BTS» путем обмена сообщениями с базовой приемопередающей станцией 3 «BTS» и центром 5 коммутации мобильной связи «MSC» или внутренней IP-сетью. Базовые приемопередающие станции 3 «BTS» 3 и контроллер 4 базовой станции «BSC» являются частью базовой станции 6 «BS».

Базовая станция 6 «BS» осуществляет обмен сообщениями с базовой сетью 7 с коммутацией каналов «CSCN» и с базовой сетью 8 с коммутацией пакетов «PSCN», а также передает им данные. Базовая сеть 7 с коммутацией каналов «CSCN» предоставляет традиционные услуги речевой связи, а базовая станция 6 «BS» предоставляет использование Интернет и услуги мультимедиа.

Центр 5 коммутации мобильной связи «MSC» в составе базовой сети 7 с коммутацией каналов «CSCN» предоставляет коммутацию для традиционной речевой связи с подвижной станцией 2 «MS» и может хранить информацию для поддержки этих функций. Подвижная станция 2 «MS» может соединяться с одной или несколькими базовыми станциями 6 «BS», а также другими сетями общего пользования, например телефонной сетью общего пользования (ТСОП - «PSTN») (не показана) или цифровой сетью с комплексными услугами (сеть «ISDN») (не показана). Регистр гостевого местоположения «VLR» 9 используется для получения информации, предназначенной для выполнения речевого обмена данными с абонентом-гостем. Регистр гостевого местоположения «VLR» 9 может находиться в центре 5 коммутации мобильной связи «MSC» и может обслуживать более одного центра 5 коммутации мобильной связи «MSC».

Идентификация пользователя назначается в регистре домашнего местоположения «HLR» 10 базовой сети 7 с коммутацией каналов «CSCN» для целей записи, в частности информации об абоненте, например, электронного порядкового номера устройства «ESN», номера мобильного каталога «MDR», информации профиля, текущего местоположения и периода аутентификации. Центр аутентификации «АС» 11 управляет информацией аутентификации, относящейся к подвижной станции 2 «MS». Центр аутентификации «АС» 11 может находиться в регистре домашнего местоположения «HLR» 10 и может обслуживать более одного регистра домашнего местоположения «HLR». Интерфейс между центром 5 коммутации мобильной связи «MSC» и регистром 10 домашнего местоположения «HLR»/центром аутентификации «АС» 11 представляет собой стандартный интерфейс 18 - «IS-41».

Обслуживающий узел пакетных данных «PDSN» 12 в составе базовой сети 8 с коммутацией пакетов «PSCN» обеспечивает маршрутизацию для обмена трафиком пакетных данных с подвижной станцией 2 «MS». Обслуживающий узел пакетных данных «PDSN» 12 устанавливает, поддерживает и прекращает сеансы связи уровня канального уровня с подвижными станциями «MS» 2 и может взаимодействовать с одной или несколькими базовыми станциями 6 «BS» или одной либо несколькими базовыми сетями 8 с коммутацией пакетов «PSCN».

Сервер аутентификации, авторизации и учета «ААА» 13 обеспечивает функции аутентификации, авторизации и учета для протокола Интернет «IP» в отношении трафика пакетных данных. Агент домашней сети «НА» 14 обеспечивает аутентификацию IP-регистраций подвижных станций 2 «MS» и переадресовывает пакетные данные модулю внешнего агента 15 «FA» и от модуля внешнего агента 15 «FA» в составе обслуживающего узла пакетных данных «PDSN» 12, а также принимает необходимую информацию для пользователей от контроллера 4 базовой станции «BSC». Кроме того, агент домашней сети «НА» 14 может устанавливать, поддерживать и прекращать безопасную связь с обслуживающим узлом пакетных данных «PDSN» 12 и назначать динамический IP-адрес. Обслуживающий узел пакетных данных «PDSN» 12 взаимодействует с сервером аутентификации, авторизации и учета «ААА» 13, агентом домашней сети «НА» 14 и сетью Интернет 16 посредством внутренней IP-сети.

Существует несколько типов схем множественного доступа, а именно множественный доступ с частотным разделением каналов «FDMA», множественный доступ с временным разделением каналов «TDMA» и множественный доступ с кодовым разделением каналов «CDMA». Во множественном доступе с частотным разделением каналов «FDMA» пользовательский обмен данными разделяется по частоте, например, с использованием каналов 30 кГц. Во множественном доступе с временным разделением каналов «TDMA» пользовательский обмен данными разделяется с использованием частоты и времени, например, используя каналы 30 кГц с шестью временными интервалами (слотами). Во множественном доступе с кодовым разделением каналов «CDMA» пользовательский обмен данными разделяется с использованием цифровых кодов.

Во множественном доступе с кодовым разделением каналов «CDMA» все пользователи располагаются в одном диапазоне, например 1,25 МГц. Каждый пользователь имеет индивидуальный идентификатор с цифровым кодом, при этом цифровые коды разделяют пользователей для предотвращения взаимовлияния.

Для передачи одного бита информации сигнал множественного доступа с кодовым разделением каналов «CDMA» использует множество чипов (элементарных посылок). Каждый пользователь имеет индивидуальную кодовую комбинацию элементарных посылок (чипов), представляющую собой кодовый канал. Для извлечения бита объединяется большое количество элементарных посылок в соответствии с известной кодовой комбинацией элементарных посылок пользователя. Кодовые комбинации других пользователей появляются произвольным образом, самоликвидируются при объединении, поэтому не влияют на декодирование битов в соответствии с "правильной" кодовой комбинацией пользователя.

Входные данные объединяются с последовательностью быстрого расширения и передаются в виде расширенного потока данных. Приемник получает эту же самую расширенную последовательность для того, чтобы извлечь исходные данные. На Фиг.2А показан процесс расширения и сжатия. Как показано на Фиг.2В, можно использовать несколько последовательностей расширения для создания индивидуальных, устойчивых к сбоям каналов.

Одним из видов последовательностей расширения является код Уолша. Каждый код Уолша имеет длину 64 чипа и в точности ортогонален всем другим кодам Уолша. Коды просто генерировать и достаточно компактны для записи в постоянном запоминающем устройстве (ПЗУ).

Другим видом последовательности расширения является короткий псевдослучайный код - (PN-код). Короткий PN-код состоит из двух PN-последовательностей (I и Q), каждая из которых имеет длину 32768 чипов и генерируется в виде аналогичных, но различным образом разделенных 15-битовых регистров сдвига. Две последовательности скремблируют информацию в каналах фаз I и Q.

Еще одним видом последовательности расширения является длинный PN-код. Длинный PN-код генерируется в 42-битовом регистре и имеет длину более 40 дней или приблизительно 4×10¹³ чипов. Из-за своей длины длинный PN-код не может храниться в постоянном запоминающем устройстве (ПЗУ) терминала, поэтому генерируется чип за чипом.

Каждая подвижная станция 2 «MS» кодирует свой сигнал с использованием длинного PN-кода и индивидуального сдвига или открытой маски длинного кода, рассчитанной с помощью индивидуального «ESN» (электронного порядкового номера), длиной 32 бита и 10 битов, установленных системой. Открытая маска длинного кода создает индивидуальный сдвиг. Для усиления защиты можно использовать частную маску длинного кода. При объединении в течение периода всего лишь в 64 чипа подвижная станция 2 «MS» с различными сдвигами длинного PN-кода практически достигнет ортогональности.

Связь с множественным доступом с кодовым разделением каналов «CDMA» использует прямые и обратные каналы. Прямой канал используется для передачи сигналов от базовой приемопередающей станции 3 «BTS» к подвижной станции 2 «MS», обратный канал используется для передачи сигналов от подвижной станции «MS» к базовой приемопередающей станции «BTS».

Прямой канал использует определенный назначенный только ему код Уолша и определенный сдвиг «PN-кода» для сектора, при этом один пользователь может иметь каналы нескольких видов одновременно. Прямой канал обозначается своей несущей частотой (RF) канала «CDMA», индивидуальным сдвигом короткого «PN-кода» сектора и индивидуальным кодом Уолша пользователя. Прямые каналы множественного доступа с кодовым разделением каналов «CDMA» включают в себя канал пилот-сигнала (контрольный канал), канал синхронизации, каналы поискового вызова и каналы трафика.

Канал пилот-сигнала представляет собой "структурный маяк", который не содержит потока символов, а представляет собой синхронизирующую последовательность, используемую для синхронизации системы и для измерения во время переходов. Канал пилот-сигнала использует код Уолша «0».

По каналу синхронизации передаются поток данных, предназначенный для идентификации системы, и информация о параметрах, которую подвижная станция 2 «MS» использует во время синхронизации системы. Канал синхронизации использует код Уолша «32».

В соответствии с требованиями нагрузки может существовать от одного до семи каналов поискового вызова (пейджинговых каналов). Каналы поискового вызова передают поисковые вызовы, информацию о параметрах системы и запросы на установление соединений. Каналы поискового вызова используют коды Уолша «1-7».

Каналы трафика назначаются отдельным пользователям для передачи трафика вызова. Каналы трафика используют любые оставшиеся коды Уолша в зависимости от общей пропускной способности, ограниченной шумом.

Обратный канал используется для сигналов от подвижной станции 2 «MS» к базовой приемопередающей станции 3 «BTS» и использует код Уолша и смещение длинной псевдослучайной «PN» последовательности, характерные для этой подвижной станции «MS», при этом один пользователь может одновременно передавать каналы множества видов. Обратный канал обозначается своей несущей частотой (RF) канала «CDMA» и индивидуальным смещением длинного «PN-кода» отдельной подвижной станции 2 «MS». Обратные каналы включают в себя каналы трафика и каналы доступа.

Отдельные пользователи используют каналы трафика во время реальных вызовов для передачи трафика на базовую приемопередающую станцию «BTS» 3. Обратный канал трафика - это в основном открытая или частная (конфиденциальная) маска длинного кода конкретного пользователя, при этом имеется так много обратных каналов трафика, сколько имеется терминалов с множественным доступом с кодовым разделением каналов «CDMA».

Подвижная станция 2 «MS», еще не участвующая в соединении, использует каналы доступа для передачи запросов на регистрацию, запросов на установление соединений, поисковых вызовов и другой сигнальной информации. Канал доступа - это в основном смещение открытого длинного кода, индивидуальное для сектора базовой приемопередающей станции 3 «BTS». Каналам доступа поставлены в соответствие каналы поискового вызова, при этом каждый канал поискового вызова имеет до 32 каналов доступа.

Связь по технологии множественного доступа с кодовым разделением каналов «CDMA» обеспечивает множество преимуществ. Среди этих преимуществ - кодирование речи с переменной скоростью и мультиплексирование, прямое регулирование мощности, использование приемников типа «RAKE» и «мягкая передача» (мягкая передача абонентского соединения).

Множественный доступ с кодовым разделением каналов «CDMA» дает возможность использовать для сжатия речи вокодеры (устройство автоматического цифрового кодирования речи) с переменной скоростью, сократить объем передаваемых данных и значительно повысить пропускную способность. Сжатие речи с переменной скоростью обеспечивает высокую скорость передачи данных во время речи, низкую скорость передачи данных во время пауз, повышенную пропускную способность и естественность звука. Мультиплексирование позволяет объединять в кадрах множественного доступа с кодовым разделением каналов «CDMA» речь, сигналы и вспомогательные данные пользователя.

При использовании регулирования мощности в прямом направлении базовая приемопередающая станция «BTS» 3 непрерывно уменьшает мощность прямого потока чипов (элементарных посылок) каждого пользователя в основной полосе частот. Когда у некоторой подвижной станции 2 «MS» в канале прямой связи наблюдаются ошибки, необходимо больше мощности, и обеспечивается ее резкое увеличение, после чего мощность опять уменьшается.

Регулирование мощности в обратном направлении совместно использует три способа для выравнивания уровней сигнала всех терминалов в базовой приемопередающей станции 3 «BTS». Регулирование обратной мощности без обратной связи характеризуется тем, что подвижная станция 2 «MS» увеличивает или снижает мощность в зависимости от полученного сигнала базовой приемопередающей станции 3 «BTS» (автоматическое регулирование усиления «AGC-АРУ»). Регулирование обратной мощности с обратной связью характеризуется тем, что базовая приемопередающая станция 3 «BTS» повышает или снижает мощность на 1 дБ 800 раз в секунду. Регулирование обратной мощности с внешним контуром характеризуется тем, что контроллер 4 базовой станции «BSC» регулирует заданное значение базовой приемопередающей станции 3 «BTS», когда у контроллера 4 базовой станции «BSC» возникает проблема с прямым исправлением ошибок «FER» при приеме сигнала подвижной станции 2 «MS». На Фиг.3 показаны три способа регулирования мощности в обратном направлении (обратной мощности).

Реальная выходная мощность радиосигнала (RF) передатчика подвижной станции 2 «MS» 2 («ТХРО»), в том числе суммарное влияние регулирования мощности без обратной связи от АРУ приемника и регулирования мощности с обратной связью, выполняемого базовой приемопередающей станции 3 «BTS», не может превысить максимальной мощности мобильной станции «MS», обычно составляющей +23 дБм (децибел на один милливатт). Регулирование мощности в обратном направлении выполняется в соответствии с уравнением «ТХРО»=-«RX_dbm»-«C»+«TXGA», где «TXGA» - это сумма всех команд регулирования мощности с обратной связью от базовой приемопередающей станции 3 «BTS» начиная с начала вызова и «С» - это +73 для систем 800 МГц и +76 для систем 1900 МГц.

Приемник типа «RAKE» позволяет мобильной станции «MS» 2 в каждом кадре использовать объединенные выходные сигналы трех или большего числа корреляторов трафика, или каналов (пальцев) приемника «RAKE» (RAKE fingers), далее «канал RAKE». Каждый из «каналов RAKE» может независимо распознавать определенное смещение «PN-кода» и код Уолша. «Каналы RAKE» могут быть нацелены на отложенные многолучевые отражения различных базовых приемопередающих станций 3 «BTS» с помощью поискового устройства, непрерывно анализирующего пилотные (контрольные) сигналы. На Фиг.4 показано использование приемника типа «RAKE».

Мобильная станция «MS» 2 совершает плавный переход. Мобильная станция «MS» 2 непрерывно проверяет имеющиеся пилотные (контрольные) сигналы и сообщает базовой приемопередающей станции 3 «BTS» о наблюдаемых в настоящий момент пилотных сигналах. Базовая приемопередающая станция 3 «BTS» назначает до шести секторов, а мобильная станция «MS» 2, соответственно, назначает свои каналы (пальцы). Сообщения интерфейса радиосвязи (AI) передаются в режиме перерыв-пакет сообщений без глушения. Каждое окончание линии связи выбирает наилучшую конфигурацию для каждого кадра, при этом переход прозрачен для пользователя.

Система множественного доступа с кодовым разделением каналов «cdma2000» является широкополосной системой третьего поколения (3G), системой с радиоинтерфейсом с расширенным спектром, которая использует расширенный потенциал обслуживания технологии «CDMA» для обеспечения передачи данных, например доступа в Интернет и интранет, использования мультимедиа, высокоскоростного выполнения финансовых сделок и телеметрии. Центром внимания системы «cdma2000» и других систем третьего поколения является разработка экономичных сетей и способов радиопередачи, позволяющих преодолеть ограничения, связанные с конечным спектром радиосигнала.

На Фиг.4 показан уровень 20 архитектуры канала передачи данных для сети беспроводной связи системы «cdma2000». Уровень 20 архитектуры канала передачи данных включает в себя вышерасположенный уровень 60, канальный уровень 30 и физический уровень 21.

Верхний уровень 60 включает в себя три подуровня: подуровень услуг передачи данных 61; подуровень услуг передачи речи 62 и подуровень услуг сигнализации 63. Услуги передачи данных 61 являются услугами по доставке данных любого вида в интересах конечного пользователя подвижной связи и включают в себя: услугу передачи пакетных данных, например IP-услуги, услуги передачи данных с коммутацией каналов, например асинхронные услуги передачи факсов и услуги воспроизведения программ широкополосной цифровой сети интегрального обслуживания «B-ISDN», а также службу коротких сообщений «SMS». Речевые услуги 62 включают в себя доступ к телефонной сети общего пользования (ТСОП), услуги передачи речи между мобильными терминалами и Интернет-телефонию. Подуровень сигнализации 63 управляет всеми аспектами подвижной связи.

Подуровень услуг сигнализации 63 обрабатывает все сообщения, передаваемые между мобильной станцией «MS» 2 и базовой станцией «BS» 6. Эти сообщения управляют такими функциями, как установление и прекращение вызова, переходы, включение функций, конфигурирование системы, регистрация и аутентификация.

Кроме того, подуровень услуг сигнализации 63 в мобильной станции «MS» 2 отвечает за поддержку состояний процесса вызова, в частности состояния инициализации мобильной станции «MS» 2, состояния ожидания (бездействия) мобильной станции «MS» 2, состояния доступа к системе и состояния управления каналом трафика.

Канальный уровень 30 подразделяется на подуровень 32 управления доступом к каналу «LAC» и подуровень 31 управления доступом к среде «MAC». Канальный уровень 30 обеспечивает поддержку протоколов и механизмы управления для услуг транспортировки данных, а также выполняет функции, необходимые для отображения потребностей транспортировки данных вышерасположенного уровня 60 на конкретные возможности и характеристики физического уровня 21. Канальный уровень 30 можно рассматривать в качестве интерфейса (устройства сопряжения) между вышерасположенным уровнем 60 и физическим уровнем 20.

Разделение подуровней управления доступом к среде «MAC» 31 и управления доступом к каналу «LAC» 32 мотивируется необходимостью поддержки широкого диапазона услуг вышерасположенного уровня 60 и требованием обеспечения высокой эффективности услуг передачи данных с небольшой задержкой в широком диапазоне характеристик, в частности от 1,2 кбит/с до более чем 2 мбит/с. Другими обоснованиями являются необходимость поддержки высокого качества обслуживания «QoS» передачи данных с коммутацией каналов и пакетной передачи данных, например ограничения допустимых задержек и-или «BER» (частоты ошибок по битам), а также растущий спрос на современные услуги передачи данных, при этом к каждой услуге предъявляются собственные требования в отношении качества обслуживания « QoS».

Подуровень управления доступом к каналу «LAC» 32 необходим для обеспечения надежной функции управления передачей (с доставкой в порядке очереди) по прямому каналу радиопередачи 42 типа «точка-точка». Подуровень управления доступом к каналу «LAC» 32 управляет каналами прямой связи типа «точка-точка» между объектами вышерасположенного уровня 60 и обеспечивает инфраструктуру для поддержки широкого диапазона надежных сквозных протоколов канального уровня 30.

Подуровень управления доступом к каналу «LAC» 32 обеспечивает корректную доставку сигнальных сообщений. Среди его функций - гарантированная доставка, требующая подтверждения, негарантированная доставка, не требующая подтверждения, обнаружение повторных сообщений, управление адресами для доставки сообщения конкретной мобильной станции «MS» 2, сегментация сообщений на фрагменты подходящего размера для передачи через физическую среду, повторная сборка и проверка полученных сообщений, а также аутентификация общих вызовов.

Подуровень управления доступом к среде «MAC» 31 поддерживает работу с комбинированными мультимедиа и с множеством услуг беспроводных систем 3G с возможностями управления качеством обслуживания «QoS» для каждой действующей услуги. Подуровень управления доступом к среде «MAC» 31 предоставляет физическому уровню 21 процедуры для управления доступом к услугам передачи данных с коммутацией каналов и с коммутацией пакетов, включая управление в конфликтных ситуациях между несколькими услугами одного пользователя, а также между конкурирующими пользователями, в системе беспроводной связи. Кроме того, подуровень управления доступом к среде «MAC» 31 выполняет отображение между логическими и физическими каналами, мультиплексирует данные из различных источников в одном физическом канале и обеспечивает достаточно надежную передачу посредством уровня радиоканала с использованием протокола радиоканала «RLP» 33 для обеспечения максимального возможного уровня надежности. Протокол последовательности сигнальных радиосообщений «SRBP» 35 предоставляет протокол передачи сигнальных сообщений без установления соединения. Управление мультиплексированием и качеством обслуживания «QoS» 34 отвечает за установление согласованных уровней качества обслуживания «QoS» путем согласования конфликтующих запросов от конкурирующих услуг и соответствующего установления приоритетов запросов доступа.

Физический уровень 21 отвечает за кодирование и модуляцию данных при радиопередаче. Физический уровень 21 производит проверку качества цифровых данных, полученных с вышерасположенных уровней, для надежной передачи данных по каналу подвижной радиосвязи.

Физический уровень 21 отображает пользовательские данные и сигналы, которые подуровень управления доступом к среде «MAC» 31 доставляет по нескольким транспортным каналам на физические каналы и передает информацию посредством интерфейса радиосвязи. В направлении передачи функции, выполняемые физическим уровнем 21, включают в себя кодирование канала, чередование, скремблирование, расширение и модуляцию. В направлении приема применяются обратные функции для того, чтобы восстановить переданные данные в приемнике.

На Фиг.5 приведен общий вид обработки вызова. Обработка вызова включает в себя обработку канала пилот-сигнала и канала синхронизации, обработку канала поискового вызова, обработку канала доступа и обработку канала трафика.

Обработка канала пилот-сигнала и канала синхронизации относится к мобильной станции «MS» 2, выполняющей обработку канала пилот-сигнала и канала синхронизации для получения параметров и синхронизации с системой множественного доступа с кодовым разделением каналов «CDMA», в состоянии инициализации мобильной станции «MS» 2. Обработка канала поискового вызова относится к мобильной станции «MS» 2 в состоянии ожидания (бездействия), контролирующей канал поискового вызова или прямой общий канал управления «F-CCCH» для получения информации заголовка и адресованных мобильной станции сообщений от базовой станции «BS» 6. Обработка канала доступа относится к мобильной станции «MS» 2 в состоянии доступа к системе, передающей сообщения для базовой станции «BS» 6 по каналу доступа или каналу расширенного доступа, при этом базовая станция «BS» 6 всегда "прослушивает" эти каналы и отвечает мобильной станции «MS» либо по каналу поискового вызова, либо по каналу «F-CCCH». Обработка канала трафика относится к взаимодействию базовой станции «BS» 6 и мобильной станции «MS» 2 с помощью выделенных прямого и обратного каналов трафика, мобильная станции «MS» 2 находится в состоянии управления каналом трафика, при этом выделенные прямой и обратный каналы трафика передают пользовательскую информацию, например речь и данные.

На Фиг.6 показано состояние доступа к системе (System Access). Первым этапом в процессе доступа к системе является обновление информации заголовка, чтобы гарантировать, что мобильная станция «MS» 2 пользуется надлежащими параметрами канала доступа, такими, как начальный уровень мощности и величина приращения мощности. Мобильная станция «MS» 2 произвольным образом выбирает канал доступа и передает (сообщения) без взаимодействия с базовой станцией «BS» 6 или другими мобильными станциями «MS». Такая процедура произвольного доступа может приводить к коллизиям. Для снижения вероятности коллизий можно предпринять несколько шагов, например использование интервальной структуры, использование канала множественного доступа, передача с произвольным временем старта и использование управления перегрузкой линии связи, например использование классов перегрузки.

Мобильная станция «MS» 2 может передавать по каналу доступа либо сообщение-запрос, либо сообщение-ответ. Запрос представляет собой сообщение, передаваемое автономным образом, например вызывающее сообщение. Ответ - это сообщение, передаваемое в ответ на сообщение, полученное от базовой станции «BS» 6. Например, сообщение ответа на поисковый вызов («Page Response») представляет собой ответ на сообщение общего поискового вызова «General Page» или ответ на всеобщее сообщение.

Подуровень мультиплексирования и управления качеством обслуживания «QoS» 34 выполняет как функцию передачи, так и функцию приема. Функция передачи объединяет информацию из различных источников, например подуровень услуг передачи данных 61, подуровень услуг передачи сигналов 63 или подуровень услуг передачи речи 62, и формирует для передачи блоки служебных данных «SDU» физического уровня и блоки служебных данных «SDU» уровня «PDCHCF». Функция приема разделяет информацию, содержащуюся в блоках служебных данных «SDU» физического уровня 21 и уровня «PDCHCF», и направляет информацию соответствующему объекту, например подуровню услуг передачи данных 61, вышерасположенному подуровню сигнализации 63 или подуровню услуг передачи речи 62.

Подуровень мультиплексирования и управления качеством обслуживания «QoS» 34 при своей работе синхронизируется по времени с физическим уровнем 21. Если физический уровень 21 передает с ненулевым смещением кадра, подуровень мультиплексирования и управления качеством обслуживания «QoS» 34 доставляет блоки служебных данных «SDU» физического уровня для передачи физическим уровнем с соответствующим смещением кадра из системного времени.

Подуровень мультиплексирования и управления качеством обслуживания «QoS» 34 доставляет блоки служебных данных «SDU» физического уровня 21 на физический уровень с использованием набора примитивов интерфейса услуги, связанного с физическим каналом. Физический уровень 21 доставляет блоки служебных данных «SDU» физического уровня подуровню мультиплексирования и управления QoS 34 с использованием функции интерфейса для определенной услуги индикации приема, связанной с физическим каналом.

Подуровень протокола последовательности сигнальных радиосообщений «SRBP» 35 включает в себя процедуры канала синхронизации, прямого общего канала управления, канала управления радиовещанием, канала поискового вызова и канала доступа.

Подуровень управления доступом к каналу «LAC» 32 предоставляет услуги уровню «3» 60. Блоки служебных данных «SDU» передаются между уровнем «3» 60 и подуровнем управления доступом к каналу «LAC» 32. Подуровень управления доступом к каналу «LAC» 32 обеспечивает надлежащую инкапсуляцию (формирование пакетов данных) блоков служебных данных «SDU» в блоки протокольных данных «PDU» подуровня управления доступом к каналу «LAC», которые сегментируются, повторно собираются, затем передаются в виде сформированных блоков протокольных данных «PDU» на подуровень управления доступом к среде «MAC» 31.

Обработка на подуровне управления доступом к каналу «LAC» 32 выполняется последовательно, при этом обрабатывающие модули передают частично сформированные блоки протокольных данных «PDU» подуровня управления доступом к каналу «LAC» друг другу в строгом порядке. Блоки служебных данных «SDU» и блоки протокольных данных «PDU» обрабатываются и передаются по функциональным каналам, при этом вышерасположенным уровням не нужно беспокоиться о характеристиках радиосвязи физических каналов. Однако вышерасположенные уровни могут быть осведомлены о характеристиках физических каналов и могут указывать уровню «2» 30 использовать определенные физические каналы для передачи определенных блоков протокольных данных «PDU».

Система «1xEV-DO» (развитие системы оптимизированной передачи пакетных данных с использованием одной несущей частоты) оптимизирована для услуг пакетной передачи данных и характеризуется единственной несущей частотой 1,25 МГц («1х») только для передачи данных или оптимизированной передачи данных («DO»). Далее пиковая скорость передачи данных составляет 4,9152 мбит/с в прямом канале и до 1,8432 мбит/с в обратном канале. Далее система «1xEV-DO» предоставляет отдельные диапазоны частот и межсетевое взаимодействие с системой с несущей частотой «1х». На Фиг.7 показано сравнение системы «cdma2000» для «1х» и системы «1xEV-DO».

В системе «cdma2000» имеются параллельные услуги, при этом речь и данные передаются вместе с максимальной скоростью передачи данных 614,4 кбит/с, а на практике - 307,2 кбит/с. Мобильная станция «MS» 2 взаимодействует с центром 5 коммутации мобильной связи «MSC» для выполнения речевых вызовов и с обслуживающим узлом пакетных данных «PDSN» 12 - для вызовов с передачей данных. Система «cdma2000» характеризуется фиксированной скоростью передачи данных с переменной мощностью при использовании прямого канала трафика и кода Уолша.

В системе «1xEV-DO» максимальная скорость передачи данных составляет 4,9152 мбит/с и нет взаимодействия с опорной сетью 7, поддерживающей коммутацию каналов. Система «1xEV-DO» характеризуется фиксированной мощностью и переменной скоростью передачи данных с одним прямым каналом, который мультиплексируется с использованием временного разделения каналов.

На Фиг.8 показана структура сети системы «1xEV-DO». В системе «1xEV-DO» кадр состоит из 16 слотов (временных интервалов), при 600 слотах/с, и имеет длительность 26,67 мс или 32768 чипов (элементарных посылок). Один слот (интервал) имеет длину 1,6667 мс и содержит 2048 чипов (элементарных посылок). Канал управления/трафика имеет в слоте 1600 чипов (элементарных посылок), канал пилот-сигнала имеет в слоте 192 чипа, а канал уровня управления доступом к среде «MAC» имеет в слоте 256 чипов. Система «IxEV-DO» обеспечивает упрощение и ускорение оценки канала и синхронизации времени.

На Фиг.9 показана структура протокола, установленного по умолчанию, с системы «1xEV-DO». На Фиг.10 показана структура протокола «не по умолчанию» системы «1xEV-DO».

Информация, связанная с сеансом в системе «1xEV-DO», включает в себя комплект протоколов, используемых по радиоканалу мобильной станцией «MS» 2, или терминалом доступа (далее терминал «AT»), и базовой станцией «BS» 6, или сетью с доступом (далее сеть «AN»), одноадресный идентификатор терминала доступа «UATI», конфигурацию протоколов, используемых терминалом «AT» и сетью «AN» по радиоканалу, и оценку текущего местоположения терминала «AT».

Уровень приложений обеспечивает наилучшую попытку, когда сообщение передается один раз, и надежную доставку, когда сообщение может повторно передаваться один или несколько раз. Потоковый уровень обеспечивает возможность мультиплексирования до 4 (по умолчанию) или до 255 (не по умолчанию) потоков приложений для одного терминала «AT» 2.

Сеансовый уровень гарантирует, что сеанс связи еще действует, и управляет закрытием сеанса, указывает процедуры для начального назначения идентификатора «UATI», поддерживает адреса терминалов «AT» и согласует/предоставляет протоколы, используемые во время сеанса, и параметры конфигурации для этих протоколов.

На Фиг.11 показано установление сеанса системы «1xEV-DO». Как показано на Фиг.11, установление сеанса включает в себя конфигурирование адреса, установление соединения, конфигурирование сеанса и обмен ключами.

Конфигурация адреса относится к протоколу управления адресом, назначающему идентификатор «UATI» и маску подсети. Установление соединения относится к протоколам уровня соединения, устанавливающим радиоканал. Конфигурирование сеанса относится к протоколу конфигурирования сеанса, который конфигурирует все протоколы. Обмен ключами (Echange keys) относится к протоколу обмена ключами на уровне безопасности, задающему ключи для аутентификации.

Понятие «сеанс» относится к логическому каналу обмена данными между терминалом «AT» 2 и контроллером радиосети «RNC», который открыт в течение нескольких часов (по умолчанию - 54 часа). Сеанс также продолжается, пока действует сеанс протокола двухточечного соединения «РРР». Информацией о сеансе управляет и поддерживает ее контроллер радиосети «RNC» в сети «AN» 6.

Когда соединение открыто, для терминала «AT» 2 можно назначить прямой канал трафика, и назначаются канал обратного управления мощностью и обратный канал трафика. Во время одного соединения может иметь место несколько соединений. В системе «1xEV-DO» существуют два состояния соединения - закрытое соединение и открытое соединение.

Закрытое соединение относится к состоянию, где терминалу «AT» 2 не назначено каких-либо выделенных ресурсов радиосвязи, а обмен данными между терминалом «AT» и сетью «AN» 6 выполняется по каналу доступа и каналу управления. Открытое соединение относится к состоянию, где для терминала «AT» 2 можно назначить прямой канал трафика, и для терминала «AT» 2 назначены канал обратного управления мощностью и обратный канал трафика, а обмен данными между терминалом «AT» 2 и сетью «AN» 6 выполняется по этим назначенным каналам и каналу управления.

Уровень соединения управляет начальным приемом сети, установлением открытого соединения, закрытого соединения и обменом данными. Далее уровень соединения поддерживает приближенное определение местоположения терминала «AT» 2 как при открытом, так и при закрытом соединении, а также управляет радиоканалом между терминалом «AT» 2 и сетью «AN» 6 при наличии открытого соединения.

На Фиг.12 показаны протоколы уровня соединения. Как показано на Фиг.12, протоколы включают в себя состояние инициализации, состояние ожидания (бездействия) и состояние соединения.

В состоянии инициализации терминал «AT» 2 запрашивает сеть «AN» 6 и активизирует протокол состояния инициализации. В состоянии ожидания (бездействия) инициируется закрытое соединение и активизируется протокол состояния