Рандомизация проб доступа для системы беспроводной связи

Иллюстрации

Показать все

Настоящее изобретение относится к беспроводной связи, а именно к рандомизации проб доступа. Технический результат предложенного способа и устройства для рандомизации проб доступа от расположенных рядом мобильных терминалов заключается в уменьшении коллизий. Коллизии между пробами доступа от разных мобильных терминалов могут быть уменьшены посредством того, что каждый мобильный терминал или группа мобильных терминалов вычисляет случайную задержку между минимальным значением задержки и максимальным значением задержки и использует упомянутую случайную задержку для задержки времени начала передачи проб доступа. 4 н. и 47 з.п. ф-лы, 18 ил.

Реферат

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Это изобретение относится к рандомизации проб доступа от расположенных рядом мобильных терминалов, осуществляемой с целью уменьшения коллизий.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

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

1G относится к аналоговым телефонным системам, известным как телефонные системы AMPS (усовершенствованные системы мобильной связи). 2G обычно используется применительно к распространенным во всем мире цифровым сотовым системам, включающим в себя CDMAOne, глобальную систему для мобильных коммуникаций (GSM) и систему многостанционного доступа с временным разделением каналов (TDMA). Системы 2G могут поддерживать в зоне высокой плотности большее число пользователей, чем системы 1G.

3G обычно относится к разрабатываемым в настоящее время цифровым сотовым системам. Концептуально эти системы связи 3G подобны одна другой, однако имеют некоторые существенные отличия.

На фиг.1 представлена архитектура 1 сети беспроводной связи. Для получения доступа к сетевым службам абонент использует мобильную станцию (MS) 2. MS 2 может представлять собой портативный блок связи типа мобильного сотового телефона, блок связи, установленный на транспортном средстве, или стационарный блок связи.

Электромагнитные волны для MS 2 передаются приемопередающей системой (BTS) 3, также известной как узел B. В состав BTS 3 входят радиоустройства, такие как антенны и оборудование для передачи и приема радиоволн. Контроллер (BSC) 4 в составе BS 6 принимает передачи от одной или более систем BTS. BSC 4 обеспечивает управление и координацию радиопередач от каждой BTS 3 путем обмена сообщениями с BTS и центром коммутации мобильной связи (MSC) 5 или внутренней IP-сетью. Системы BTS 3 и BSC 4 являются элементами базовой станции (BS) 6.

BS 6 обменивается сообщениями и передает данные в опорную сеть с коммутацией каналов (CSCN) 7 и опорную сеть с пакетной коммутацией (PSCN) 8. CSCN 7 обеспечивает традиционную речевую связь, а PSCN 8 - интернет-приложения и мультимедийные услуги.

Центр коммутации мобильной связи (MSC) 5 в составе CSCN 7 обеспечивает переключение для традиционной речевой связи в направлении к/от MS 2 и может сохранять информацию для поддержки этих возможностей. MS 2 может быть подключена к одной или более станций BS 6, а также и к другим сетям общего пользования, например к коммутируемой телефонной сети общего пользования (PSTN) (не показанной) или цифровой сети с интеграцией услуг (ISDN) (не показанной). Для поиска информации, необходимой при передаче речевых сообщений в направлении к/от гостевого абонента, используется гостевой регистр местоположения (VLR) 9. VLR 9 может находиться в MSC 5 и может обслуживать более чем один MSC.

Идентификатор пользователя передается в домашний регистр местоположения (HLR) 10 в составе CSCN 7 для регистрации информации об абоненте, например электронного серийного номера (ESN), спискового номера мобильного абонента (MDN), информации о профилях, текущего местоположения и периода аутентификации. Центр аутентификации (AC) 11 координирует аутентификационную информацию, относящуюся к MS 2. AC 11 может находиться внутри HLR 10 и может обслуживать более чем один HLR. Интерфейс между MSC 5 и HLR/AC 10, 11 представляет собой стандартный интерфейс IS-41 18.

Узел обслуживания пакетных данных (PDSN) 12 в составе PSCN 8 обеспечивает маршрутизацию трафика пакетных данных в направлении к/от MS 2. PDSN 12 устанавливает, поддерживает и завершает сеансы работы канального уровня со станциями MS 2 и может взаимодействовать с одной или более станциями BS 6 и одной или более сетями PSCN 8.

Сервер 13 аутентификации, авторизации и учета (AAA) позволяет реализовать функции аутентификации, авторизации и учета по интернет-протоколу, связанные с трафиком пакетных данных. Домашний агент (HA) 14 обеспечивает аутентификацию IP-регистраций MS 2, переадресовывает пакетные данные в направлении к/от внешнего агента (FA) 15 в составе PDSN 8 и принимает регистрационную информацию для пользователей от AAA 13. HА 14 может также устанавливать, поддерживать и завершать засекреченную связь с PDSN 12 и присваивать динамический адрес IP. PDSN 12 обменивается данными с AAA 13, HА 14 и интернетом 16 через внутреннюю IP-сеть.

Существует несколько типов схем многостанционного доступа, в частности многостанционный доступ с разделением частот (FDMA), многостанционный доступ с временным разделением каналов (TDMA) и многостанционный доступ с кодовым разделением каналов (CDMA). В FDMA каналы связи пользователей разделены по частоте, например, путем использования каналов шириной 30 кГц. В TDMA каналы связи пользователей разделены по частоте и по времени, например, путем использования каналов шириной 30 кГц с 6 временными слотами. В CDMA каналы связи пользователей разделены цифровым кодом.

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

Для передачи одного бита информации сигнал CDMA использует несколько чипов (элементарных сигналов). Каждый пользователь имеет уникальную комбинацию чипов, являющуюся по существу кодовым каналом. Восстановление бита осуществляется путем объединения большого числа чипов согласно известной комбинации чипов пользователя. Другие кодовые комбинации пользователя оказываются случайными и объединяются в самоподавляемой форме и поэтому не оказывают влияния на решения, принимаемые при декодировании битов согласно соответствующей кодовой комбинации пользователя.

Входные данные комбинируются с помощью быстрой расширяющей последовательности и передаются в виде расширенного потока данных. Приемник использует ту же самую расширяющую последовательность для выделения исходных данных. Фиг.2A иллюстрирует процесс расширения и сжатия. Как показано на фиг.2B, для создания уникальных надежных каналов может быть использовано множество расширяющих последовательностей.

Одним типом расширяющей последовательности является код Уолша. Каждый код Уолша имеет длину 64 чипа и является полностью ортогональным всем другим кодам Уолша. Коды характеризуются простой генерацией и достаточно небольшими размерами, позволяющими хранить их в постоянной памяти (ROM).

Другим типом расширяющей последовательности является короткий PN-код. Короткий PN-код состоит из двух PN-последовательностей (I и Q), каждая из которых имеет длину 32768 чипов и генерируется в таких же 15-разрядных регистрах сдвига, отличающихся числом ответвлений. Эти две последовательности скремблируют информацию по фазовым каналам I и Q.

Еще одним типом расширяющей последовательности является длинный PN-код. Длинный PN-код генерируется в 42-разрядном регистре и имеет длину более 40 суток или приблизительно 4×1013 чипов. Вследствие своего размера длинный PN-код не может храниться в ROM терминала и поэтому генерируется почиповым способом.

Каждая MS 2 кодирует свой сигнал с помощью длинного PN-кода и маски уникального смещения или общего длинного кода, вычисляемой с использованием длинного PN-кода ESN из 10 битов и 32 битов, задаваемого системой. Маска общего длинного кода создает уникальный сдвиг. Маска частного длинного кода может быть использована для повышения уровня секретности. При объединении в течение такого короткого периода, как 64 чипа, MS 2 с различными длинными PN-кодами окажутся фактически ортогональными.

Связь при CDMA использует прямые и обратные каналы. Прямой канал используется для сигналов от BTS 3 к MS 2, а обратный канал используется для сигналов от MS к BTS.

Прямой канал использует свой характерный назначенный код Уолша и характерное PN-смещение для сектора с одним пользователем, у которого одновременно может быть множество типов каналов. Прямой канал идентифицируется своей РЧ несущей для CDMA, уникальным PN-смещением короткого кода сектора и уникальным кодом Уолша пользователя. Прямые каналы CDMA включают в себя пилотный канал, канал синхронизации, каналы вызова и каналы трафика.

Пилотный канал представляет собой "структурный маяк", который содержит не поток символов, а последовательность импульсов, используемую для обнаружения системы и в качестве измерительного устройства в процессе переключений. Пилотный канал использует 0-й код Уолша.

Канал синхронизации переносит поток данных по идентификации системы и информации о параметрах, используемых MS 2 в процессе обнаружения системы. Канал синхронизации использует 32-й код Уолша.

Каналов вызова может быть от одного до семи в зависимости от требуемой пропускной способности. Канал вызова переносит сигналы персонального вызова, информацию о параметрах системы и команды на установление соединения. Каналы вызова используют 1-7-й коды Уолша.

Каналы трафика предоставлены индивидуальным пользователям для переноса трафика вызовов. Каналы трафика используют любые оставшиеся коды Уолша в соответствии с общей пропускной способностью, ограниченной шумом.

Обратный канал используется для сигналов от MS 2 к BTS 3 и использует код Уолша и смещение длинной PN-последовательности, характерной для MS с одним пользователем, который одновременно может передавать многочисленные типы каналов одновременно. Обратный канал идентифицируется своей РЧ несущей для CDMA и уникальным PN-смещением длинного кода отдельной MS 2. Обратные каналы включают в себя каналы трафика и каналы доступа.

Отдельные пользователи используют каналы трафика в процессе установленных соединений для передачи трафика в направлении к BTS 3. По существу канал обратного трафика представляет собой маску пользовательского общего или частного длинного кода, и число каналов обратного трафика равно числу терминалов CDMA.

До установления соединения MS 2 использует каналы доступа для передачи запросов на регистрацию, запросов на установление соединений, ответов на персональные вызовы, ответов на команды и другой сигнальной информации. По существу канал доступа представляет собой смещение общего длинного кода, уникального для сектора BTS 3. Каналы доступа объединяются в пары с каждым каналом вызова, образуя до 32 каналов доступа.

Связь при CDMA обеспечивает много преимуществ. Некоторые из преимуществ - это с переменной скоростью кодирование речевых сигналов и мультиплексирование, управление мощностью, использование RAKE-приемников и мягкого переключения.

CDMA позволяет использовать вокодеры с переменной скоростью кодирования для сжатия речи, снизить скорость передачи битов и значительно повысить пропускную способность. Кодирование с переменной скоростью обеспечивает полную скорость передачи битов в течение разговора, низкие скорости передачи данных в течение пауз в разговоре, повышенную пропускную способность и естественный звук. Мультиплексирование позволяет смешивать в CDMA-кадрах речевую информацию, сигнализацию и вторичные данные пользователя.

Путем использования регулировки мощности BTS 3 непрерывно снижает интенсивность потока чипов в полосе частот каждого пользовательского прямого канала. При возникновении ошибок в прямой линии связи конкретной MS 2 запрашивается больше энергии и обеспечивается быстрое увеличение подаваемой энергии, после чего подача энергии вновь снижается.

Использование RAKE-приемника позволяет MS 2 использовать в каждом кадре объединенные выходные сигналы трех корреляторов трафика или каналов RAKE-приемника. Каждый канал RAKE-приемника может осуществлять независимое восстановление конкретного PN-смещения и кода Уолша. Каналы приема могут быть настроены на задержанные многолучевые отражения различных систем BTS 3 с помощью поискового устройства, осуществляющего непрерывный контроль пилот-сигналов.

MS 2 управляет мягким переключением. MS 2 непрерывно проверяет доступные пилот-сигналы и сообщает в BTS 3 о поступающих в настоящее время пилот-сигналах. BTS 3 назначает максимум до шести секторов, а MS 2 назначает в соответствии с этим свои каналы приема. Все сообщения передаются в режиме dim-and-burst без шумоподавления. Каждый конец линии связи выбирает лучшую конфигурацию на покадровой основе с переключением каналов, прозрачным для пользователей.

Система cdma2000 является широкополосной системой с радиоинтерфейсом расширения спектра третьего поколения (3G), использующей усовершенствованный потенциал услуг технологии CDMA для продвижения возможностей передачи данных типа доступа к интернету и интрасети, мультимедийных приложений, высокоскоростных бизнес-операций и телеметрии. Особенность cdma2000 как систем другого, третьего, поколения заключается в экономии ресурсов сетей и технологии радиопередачи данных, позволяющей преодолевать ограничения конечной доступности спектра радиочастот.

Фиг.3 иллюстрирует уровень 20 архитектуры протоколов каналов передачи данных для беспроводной сети cdma2000. Уровень 20 архитектуры протоколов каналов передачи данных включает в себя верхний уровень 60, канальный уровень 30 и физический уровень 21.

Верхний уровень 60 включает в себя три подуровня: подуровень 61 услуг передачи данных, подуровень 62 речевых услуг и подуровень 63 услуг сигнализации. Услуги 61 передачи данных представляют собой услуги по доставке данных любой формы от имени мобильного конечного пользователя и включают в себя приложения пакетных данных типа IP-услуги, приложений канальных данных типа асинхронной факсимильной связи и услуг эмуляции B-ISDN и SMS. Речевые услуги 62 включают в себя доступ к PSTN, речевые услуги между мобильными объектами и интернет-телефонию. Сигнализация 63 управляет всеми аспектами работы мобильных объектов.

Подуровень 63 услуг сигнализации обрабатывает все сообщения, которыми обмениваются MS 2 и BS 6. Эти сообщения управляют такими функциями, как установление и разрушение соединения, переключение с одной базовой станции на другую, активация характеристик, конфигурирование системы, регистрация и аутентификация.

В MS 2 подуровень 63 услуг сигнализации отвечает также за сохранение состояний процесса вызова, в частности состояния инициализации MS 2, свободного состояния MS 2, состояния доступа к системе и управления состоянием канала трафика со стороны MS 2.

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 передачи данных и выполняет функции, необходимые для отображения потребностей верхнего уровня 60 по передаче данных в специальные возможности и характеристики физического уровня 21. Канальный уровень 30 может рассматриваться как интерфейс между верхним уровнем 60 и физическим уровнем 21.

Разделение подуровней MAC 31 и LAC 32 мотивировано потребностью поддержки широкого диапазона услуг верхнего уровня 60 и требованием предоставления услуг передачи данных с высокой эффективностью и низким временем задержки в широком диапазоне рабочих характеристик, в частности от 1,2 кбит/с до более чем 2 Мбит/с. Другие факторы мотивации заключаются в потребности поддержки высокого качества обслуживания (QoS) - качества услуг доставки канальных и пакетных данных, таких как ограничения на допустимые задержки и/или BER (частоту передачи ошибочных битов), и в растущей потребности на усовершенствованные мультимедийные услуги, каждая из которых имеет различные требования по QoS.

Подуровень LAC 32 требуется для обеспечения надежной функции управления передачей при последовательной доставке по двухточечной линии 42 радиопередачи. Подуровень LAC 32 организует каналы связи точка-точка между объектами верхнего уровня 60 и обеспечивает инфраструктуру для поддержки широкого диапазона различных сквозных надежных протоколов канального уровня 30.

Подуровень LAC 32 обеспечивает корректную доставку сообщений сигнализации. Функции включают в себя гарантированную доставку в случае необходимости подтверждения приема, негарантированную доставку в случае отсутствия необходимости подтверждения приема, двойной прием сообщений, адресный контроль для доставки сообщения отдельной MS 2, сегментацию сообщений на фрагменты подходящих размеров для передачи по физической среде, сборку и подтверждение достоверности принимаемых сообщений и глобальную аутентификацию запросов.

Подуровень MAC 31 усовершенствует комплексные мультимедийные мультисервисные возможности беспроводных систем 3G возможностями управления QoS для каждой активной услуги. Подуровень MAC 31 обеспечивает процедуры для управления доступом услуг пакетных и канальных данных к физическому уровню 21, включая управление конкуренцией как среди множества услуг от отдельного пользователя, так и среди конкурирующих пользователей в беспроводной системе. Подуровень MAC 31 также выполняет отображение между логическими каналами и физическими каналами, мультиплексирует данные от множества источников на единичные физические каналы и обеспечивает разумно достоверную передачу по уровню радиоканала с использованием протокола радиоканала (RLP) 33 для уровня надежности с негарантированной доставкой. Пакетный протокол радиосигнализации (SRBP) 35 является протоколом сообщений сигнализации без установления соединения. Мультиплексирование и управление 34 QoS отвечает за принудительную реализацию взаимодействующих уровней QoS посредством конфликтующих запросов от конкурирующих услуг и соответствующей установки приоритетов запросов доступа.

Физический уровень 21 отвечает за кодирование и модуляцию данных, передаваемых по воздуху. Физический уровень 20 обрабатывает цифровые данные от более высоких уровней с целью обеспечения возможности надежной передачи этих данных по мобильному радиоканалу.

Физический уровень 21 отображает данные пользователя и сигнализацию, которые подуровень MAC 31 доставляет по множеству каналов передачи, в физические каналы и передает информацию по радиоинтерфейсу. В направлении передачи функции, выполняемые физическим уровнем 21, включают в себя кодирование, перемежение, скремблирование, расширение и модуляцию каналов. В направлении передачи функции являются обратными для того, чтобы восстановить передаваемые данные в приемнике.

На фиг.4 представлена схема обработки вызова. Обработка вызова включает в себя обработку пилотного канала и канала синхронизации, обработку канала вызова, обработку канала доступа и обработку канала трафика.

Обработка пилотного канала и канала синхронизации относится к осуществляемой MS 2 обработке пилотного канала и канала синхронизации для захвата и синхронизации с системой CDMA в состоянии инициализации MS 2. Обработка канала вызова относится к осуществляемому MS 2 мониторингу канала вызова или прямого общего канала управления (F-CCCH) для приема дополнительных служебных сообщений и сообщений, направляемых мобильному объекту, от BS 6 в свободном состоянии. Обработка канала доступа относится к осуществляемой MS 2 пересылке сообщений к BS 6 по каналу доступа или расширенному каналу доступа в состоянии доступа к системе и осуществляемыми BS 6 постоянному прослушиванию этих каналов и пересылке ответов на MS или по каналу вызова, или по F-CCCH. Обработка канала трафика относится к обмену информацией между BS 6 и MS 2 с использованием выделенных каналов прямого и обратного трафика и переносу пользовательской информации типа речи и данных в состоянии управления каналом трафика со стороны MS 2.

Фиг.5 иллюстрирует состояние инициализации MS 2. Состояние инициализации включает в себя подсостояние определения системы, захват пилотного канала, захват канала синхронизации, подсостояние изменения синхронизации и свободное состояние мобильной станции.

Определение системы - это процесс осуществляемого MS 2 принятия решения, от какой системы получать услугу. Процесс может включать в себя решения типа аналоговая система против цифровой, сотовая система против PCS и несущая A против несущей B. Управление определением системы может осуществляться с помощью заказного процесса выбора. Управление определением системы может также осуществлять поставщик услуг с использованием процесса переадресации. После выбора системы MS 2 должна определить, на каком канале в пределах этой системы искать услугу. Как правило, для выбора канала MS 2 использует список каналов по приоритетам.

Захват пилотного канала - это процесс, в результате которого MS 2 сначала получает информацию о синхронизации системы путем поиска приемлемых пилот-сигналов. Пилот-сигналы не содержат никакой информации, но MS 2 может обеспечить совмещение своей собственной синхронизации путем корреляции с пилотным каналом. По окончании этой корреляции MS 2 синхронизируется с каналом синхронизации и может считывать сообщение канала синхронизации для дальнейшего усовершенствования своей синхронизации. MS 2 разрешается проводить поиск в течение 15 секунд на одном пилотном канале прежде, чем она объявляет сбой и возвращается к определению системы для выбора или другого канала, или другой системы. Процедура поиска не стандартизирована, и время захвата системы зависит от реализации.

В cdma2000 на одном канале может быть множество пилотных каналов типа пилотного канала OTD, пилотного канала STS и Вспомогательного пилотного канала. Во время захвата системы MS 2 не будет обнаруживать ни одного из этих пилотных каналов, так как они используют различные коды Уолша, а MS осуществляет поиск только 0-го кода Уолша.

Сообщение канала синхронизации непрерывно передается по каналу синхронизации и обеспечивает MS 2 информацией для усовершенствования синхронизации и считывания канала вызова. Мобильный объект принимает информацию от BS 6 в сообщении канала синхронизации, которое позволяет ему определить, сможет ли он обмениваться информацией с этой BS или нет.

В Свободном Состоянии MS 2 принимает один из каналов вызова и обрабатывает сообщения на этом канале. Дополнительные служебные сообщения или сообщения конфигурации подвергаются сравнению с хранимыми порядковыми номерами, чтобы гарантировать, что MS 2 имеет самые последние параметры. Контроль сообщений к MS 2 осуществляется для определения предполагаемого абонента.

BS 6 может поддерживать множество каналов вызова и/или множество каналов (частот) CDMA. MS 2 использует хеш-функцию на основе своего IMSI, чтобы определить, мониторинг каких канала и частоты следует осуществлять в свободном состоянии. BS 6 использует ту же самую хеш-функцию, чтобы определить, какие канал и частоту следует использовать при вызове MS 2.

Использование индекса цикла слотов (SCI) в канале вызова и на F-CCCH поддерживает слотированный вызов. Основная цель слотированного вызова заключается в сбережении мощности аккумуляторной батареи в MS 2. Как MS 2, так и BS 6 согласуют, в каких слотах будет осуществляться персональный вызов MS. В течение неназначенных слотов MS 2 может выключить питание некоторых из своих электрических схем обработки. Для персонального вызова мобильного объекта по F-CCCH может быть использовано или общее сообщение персонального вызова, или универсальное сообщение персонального вызова. Также поддерживается быстрый канал вызова, который позволяет MS 2 включать питание на более короткий промежуток времени, чем это возможно с использованием только слотированного вызова в F-PCH или F-CCCH.

Фиг.6 иллюстрирует состояние доступа к системе. Первый этап в процессе доступа к системе должен обновить дополнительную служебную информацию, чтобы гарантировать использование станцией MS 2 корректных параметров канала доступа, таких как уровень начальной мощности и шаговое приращение мощности. MS 2 случайным образом выбирает канал доступа и осуществляет передачу без координации с BS 6 или другой MS. Такая процедура случайного доступа может приводить к коллизиям. Для снижения вероятности коллизии может быть предпринято несколько шагов, таких как использование слотированной структуры, использование канала многостанционного доступа, передача в случайные начальные моменты времени и использование контроля перегрузки, например, классов перегрузки.

MS 2 может пересылать по каналу доступа или запрос, или ответное сообщение. Запрос представляет собой сообщение, отправляемое в автономном режиме типа начального сообщения. Ответ - это сообщение, отправляемое в соответствии с сообщением, полученным от BS 6. Например, ответное сообщение персонального вызова - это ответ на общее или универсальное сообщение персонального вызова.

Попытка доступа, которая относится ко всему процессу пересылки одного инкапсулированного PDU Уровня 2 и приема подтверждения для PDU, состоит из одной или более последующих попыток доступа, как показано на фиг.7. Последующая попытка доступа включает в себя, как показано на фиг.8, совокупность последовательностей проб доступа. Последовательности в пределах последующей попытки доступа отделены случайным интервалом отсрочки передачи (RS) и задержкой передачи запроса (PD). PD используют только применительно к запросу на канал доступа, а не к ответу.

Фиг.9 иллюстрирует состояние доступа к системе, в котором предотвращение коллизий обеспечивается путем использования смещения слотов 0-511.

Подуровень 34 мультиплексирования и управления QoS имеет как функцию передачи, так и функцию приема. Функция приема комбинирует информацию от различных источников типа услуг 61 передачи данных, услуг 63 сигнализации или речевых услуг 62 и формирует блоки SDU и PDCHCF SDU физического уровня для передачи. Функция приема разделяет информацию, содержащуюся в физическом уровне 21, и блоки PDCHCF SDU и направляет информацию к корректному объекту типа услуг 61 передачи данных, сигнализации 63 верхнего уровня или речевых услуг 62.

Подуровень 34 мультиплексирования и управления QoS работает в синхронизации с физическим уровнем 21. Если физический уровень 21 осуществляет передачу с ненулевым смещением кадров, то подуровень 34 мультиплексирования и управления QoS доставляет блоки SDU физического уровня для передачи с помощью физического уровня с соответствующим смещением кадров относительно системного времени.

Подуровень 34 мультиплексирования и управления QoS доставляет блоки SDU физического уровня 21 к физическому уровню с использованием набора примитивов интерфейса услуг, характерных для физического канала. Физический уровень 21 доставляет блок SDU физического уровня к подуровню 34 мультиплексирования и управления QoS в результате работы интерфейса услуг индикации приема, характерных для физического канала.

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

Подуровень LAC 32 предоставляет услуги уровню 3 60. Блоки SDU передаются между уровнем 3 60 и подуровнем LAC 32. Подуровень LAC 32 обеспечивает соответствующую инкапсуляцию блоков SDU в блоки LAC PDU, которые подвергаются сегментации и сборке и передаются в виде инкапсулированных фрагментов PDU к подуровню MAC 31.

Обработка на подуровне LAC 32 выполняется последовательно, причем обрабатывающие объекты передают частично сформированный LAC PDU один другому в твердо установленном порядке. Блоки SDU и PDU обрабатываются и передаются по функциональным маршрутам при отсутствии необходимости обязательного "знания" радиохарактеристик физических каналов для верхних уровней. Однако верхние уровни могут "знать" характеристики физических каналов и могут ориентировать уровень 2 30 на использование некоторых физических каналов для передачи некоторых блоков PDU.

Система 1xEV-DO оптимизирована для услуги передачи пакетных данных и характеризуется одной несущей в 1,25 МГц ("1x") только для данных или оптимизированных данных ("DO"). Кроме того, пиковая скорость передачи данных в прямом канале составляет 4,9152 Мбит/с, а в обратном - 1,8432 Мбит/с. Более того, система 1xEV-DO обеспечивает разделение полос частот и организацию межсетевого взаимодействия с помощью системы 1x. Фиг.10 иллюстрирует сравнение cdma2000 для системы 1x и системы 1xEV-DO.

В системе cdma2000 имеются конкурирующие услуги, при этом речь и данные передаются совместно на скорости передачи данных, максимальное значение которой составляет 614,4 кбит/с, а фактическое - 307,2 кбит/с. MS 2 обменивается с MSC 5 информацией о речевых вызовах, а с PDSN 12 - о вызовах данных. Система cdma2000 характеризуется постоянной скоростью при переменной мощности и каналом прямого трафика с отдельным кодом Уолша.

В системе 1xEV-DO максимальная скорость передачи данных составляет 2,4 Мбит/с или 3,072 Мбит/с и нет никакой связи с опорной сетью 7 с коммутацией каналов. Система 1xEV-DO характеризуется постоянной мощностью и переменной скоростью и имеет один прямой канал, который мультиплексируется с разделением по времени.

Фиг.11 иллюстрирует архитектуру системы 1xEV-DO. В системе 1xEV-DO кадр состоит из 16 слотов с 600 слот/с и имеет длительность 26,67 мс или 32768 чипов. Один слот имеет длину 1,6667 мс и содержит 2048 чипов. Канал управления/трафика имеет 1600 чипов в слоте, пилотный канал имеет 192 чипа в слоте, а канал MAC имеет 256 чипов в слоте. Система 1xEV-DO обеспечивает более простую и более быструю оценку канала и временную синхронизацию.

Фиг.12 иллюстрирует архитектуру протокола системы 1xEV-DO, используемого по умолчанию. Фиг.13 иллюстрирует архитектуру протокола системы 1xEV-DO, отличного от используемого по умолчанию.

Информация, относящаяся к сеансу в системе 1xEV-DO, включает в себя набор протоколов, используемых MS 2 или терминалом доступа (AT) и BS 6 или сетью доступа (AN) по воздушной линии связи, уникальный идентификатор терминала доступа (UATI), конфигурацию протоколов, используемых AT и AN по воздушной линии связи и оценку текущего местоположения AT.

Прикладной уровень обеспечивает негарантированную доставку, при которой сообщение пересылается один раз, и надежную доставку, при которой может быть осуществлена повторная передача сообщения один или более раз. Потоковый уровень обеспечивает возможность мультиплексирования до 4 (по умолчанию) или 255 (не по умолчанию) прикладных потоков для одного AT 2.

Сеансовый уровень гарантирует, что сеанс работы все еще остается действительным, и управляет закрытием сеанса, задает процедуры начального назначения UATI, поддерживает адреса AT и согласует/обеспечивает протоколы, используемые во время сеанса, и параметры конфигурации для этих протоколов.

Фиг.14 иллюстрирует организацию сеанса 1xEV-DO. Как показано на фиг.14, организация сеанса включает в себя конфигурирование адресов, организацию соединения, конфигурирование сеансов и обмен ключами.

Конфигурирование адресов относится к протоколу управления адресами, назначающему UATI и маску подсети. Организация соединения относится к протоколам соединительного уровня, устанавливающим радиолинию. Конфигурирование сеансов относится к протоколу конфигурирования сеансов, конфигурирующих все сеансы. Обмен ключами относится к протоколу обмена ключами на уровне безопасности, устанавливающем ключи для аутентификации.

"Сеанс" относится к логической линии связи между AT 2 и RNC, который остается открытым в течение многих часов - по умолчанию 54 часа. Сеанс продолжается также в течение активности сеанса PPP. Управление и поддержка информацией сеанса осуществляется с помощью RNC в AN 6.

При открытии соединения AT 2 может быть назначен канал прямого трафика и назначаются канал обратного трафика и обратный канал регулировки мощности. Во время одного сеанса возможно установление множества соединений.

Соединительный уровень управляет начальным захватом сети и связями. Кроме того, соединительный уровень сохраняет приблизительное местоположение AT 2 и управляет радиолинией между AT 2 и AN 6. Более того, соединительный уровень выполняет наблюдение, назначает приоритеты и инкапсулирует передаваемые данные, принимаемые от сеансового уровня, направляет данные, расположенные по приоритетам, к уровню безопасности и декапсулирует данные, принимаемые от уровня безопасности, и пересылает их к сеансовому уровню.

Фиг.15 иллюстрирует протоколы соединительного уровня. Как показано на фиг.15, протоколы включают в себя состояние инициализации, свободное состояние и состояние установленного соединения.

В состоянии инициализации AT 2 захватывает AN 6 и активирует протокол состояния инициализации. В свободном состоянии инициируется закрытое соединение, и протокол свободного состояния активируется. В состоянии установленного соединения инициируется открытое соединение, и протокол установленного соединения активируется.

Закрытое соединение относится к состоянию, при котором AT 2 не назначаются никакие ресурсы выделенной воздушной линии связи, и связь между AT и AN 6 осуществляется по каналу доступа и каналу управления. Открытое соединение относится к состоянию, при котором AT 2 может быть назначен канал прямого трафика, назначается обратный канал регулировки мощности и канал обратного трафика, и связь между AT 2 и AN 6 осуществляется по этим назначенным каналам так же, как по каналу управления.

Протокол состояния инициализации выполняет действия, связанные с захватом AN 6. Протокол свободного состояния выполняет действия, связанные с AT 2, который захватил AN 6, но не имеет открытого соединения типа слежения за местоположением AT с использованием протокола обновления маршрутов. Протокол состояния установленного соединения выполняет действия, связанные с AT 2, который имеет открытое соединение типа управления радиолинией между AT и AN 6 и координации процедур, приводящих к закрытому соединению. Протокол обновления маршрутов выполняет действия, связанные со слежением за местоположением AT 2 и поддержкой радиолинии между AT и AN 6. Протокол служебных сообщений транслирует основные параметры типа сообщений QuickConfig, SectorParameters и AccessParameters по каналу управления. Протокол объединения пакетов объединяет и назначает приоритеты для пакетов для передачи как функция их назначенных приоритета и канала трафика так же, как обеспечение демультиплексирования пакета на стороне приемника.

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

Прямая линия связи 1xEV-DO характеризуется полным отсутствием поддержки регулировки мощности и мягкого переключения. AN 6 ведет передачу на постоянной мощности, и AT 2 запрашивает переменные скорости в прямой линии связи. Поскольку при TDM различные пользователи могут вести передачу в различные моменты времени, то реализовать диверсификацию передачи от различных станций BS 6, предназначенных для одного пользователя, трудно.

На уровне MAC два типа сообщений, поступающих с более высоких уровней, переносятся через физический уровень, в частности сообщение данных пользователя и сообщение сигнализации. Для обработки этих двух сообщений используются два протокола, в частности протокол MAC канала прямого трафика для сообщения данных пользователя и протокол MAC канала управления для сообщения сигнализации.

Физический уровень 21 характеризуется скоростью расширения 1,2288 Мчип/с, кадром, состоящим из 16 слотов и 26,67 мс, со слотом 1,67 мс и 2048 чипов. Прямой канал линии связи включает в себя пилотный канал, канал прямого трафика или канал управления и канал MAC.

Пилотный канал подобен пилотному каналу cdma2000, в котором все биты информации имеют значение "0" и которому назначено расширение Уолша W0 со 192 чипами на слот.

Канал прямого трафика характеризуется скоростью передачи данных, меняющейся от 38,4 кбит/с до 2,4576 Мбит/с или от 4,8 кбит/с до 4,9152 Мбит/с. Передача пакетов физического уровня может осуществляться в 1-16 слотах, и при выделении более чем одного слота передаваемые слоты используют 4-слотовое перемежение. При приеме подтверждения ACK на обратном канале ACK линии связи до передачи всех выделенных слотов остальные слоты не передаются.

Канал управления подобен каналу синхронизации и каналу вызова в cdma2000. Канал управле