Способ и аппаратура для уменьшения непроизводительных затрат сигнальных сообщений

Способ и аппаратура для уменьшения непроизводительных затрат сигнальных сообщений

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники, к которой относится изобретение

Данное изобретение относится к способу и устройству для уменьшения служебных сигналов (заголовков) часто передаваемых управляющих сообщений (сигнальных сообщений).

Известный 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» («MS» - mobile station). 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 системой 3 «BTS» («BTS» - Base Transceiver System), известной также как «Узел-В». Базовая приемопередающая система 3 «BTS» состоит из устройств радиосвязи, таких как антенны и оборудование для передачи и приема радиоволн. Контроллер 4 базовой станции «BSC» («BSC» - Base Station Controller) принимает передачи одной или нескольких базовых приемопередающих систем «BTS». Контроллер 4 базовой станции «BSC» предоставляет контроль и управление радиопередачами для каждой базовой приемопередающей системы 3 «BTS» путем обмена сообщениями с базовой приемопередающей системой «BTS» и центром 5 коммутации мобильной связи «MSC» («MSC» - Mobile Switching Center) или внутренней IP-сетью. Базовые приемопередающие системы 3 «BTS» 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 сеть 8 с коммутацией пакетов «PSCN» предоставляет использование Интернет и услуги мультимедиа.

Часть центра 5 коммутации мобильной связи «MSC» 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 с 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 («VLR» - Visitor Location Register) 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 («HLR» - Home Location Register) 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».

Часть обслуживающего узла 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 («ААА» - Authentication, Authorization and Accounting) обеспечивает функции аутентификации, авторизации и учета для протокола Интернет «IP», в отношении трафика пакетных данных. Агент домашней сети «НА» 14 («НА» - Home Agent) обеспечивает аутентификацию IP-регистрации подвижных станций 2 «MS» и перенаправляет пакетные данные модулю внешнего агента 15 «FA» («FA» - Foreign Agent) и от модуля внешнего агента 15 «FA» в составе обслуживающего узла пакетных данных «PDSN» 12, а также принимает необходимую информацию для пользователей от сервера аутентификации, авторизации и учета «ААА» 13. 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 6 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. Чтобы восстановить бит, большое количество элементарных посылок (чипов) объединяется в соответствии с известной кодовой комбинацией элементарных посылок пользователя. Кодовые комбинации других пользователей появляются произвольным образом, интегрируются в режиме автокомпенсации, 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 объединять 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 они 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 секционированных 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 более чем 40-дневную длину 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 (секретную) 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.

В системе связи с множественным доступом с кодовым разделением каналов «CDMA» используются прямые и обратные каналы. Прямой канал используется для передачи сигналов от базовой приемопередающей системы 3 «BTS» к подвижной станции 2 «MS», обратный канал используется для передачи сигналов от подвижной станции «MS» к базовой приемопередающей системе «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 (информационные каналы).

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

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

В зависимости от требований к пропускной способности может быть от одного до семи пейджинговых каналов. По пейджинговым каналам передаются страницы, информация о системных параметрах и заявки на установление вызовов. В пейджинговых каналах используются 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 системе 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 множество типов каналов. 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 систему «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 системы 3 «BTS». Каналы доступа образуют пары с каналами 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 скорость передачи 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 естественный звук. 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 система «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 системе 3 «BTS». Регулирование обратной мощности без обратной связи (разомкнутый контур) характеризуется тем, что подвижная станция 2 «MS» увеличивает или снижает мощность в зависимости от полученного сигнала базовой приемопередающей системы 3 «BTS» (автоматическое регулирование усиления «AGC-АРУ»). Регулирование обратной мощности с обратной связью характеризуется тем, что базовая приемопередающая система 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 системы 3 «BTS», когда у контроллера 4 базовой станции «BSC» возникает проблема с прямым исправлением ошибок «FER» при прослушивании (приеме сигнала) подвижной станции 2 «MS».

Реальная выходная мощность радиосигнала (RF) передатчика подвижной станции 2 «MS» («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.

Использование приемника 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 систем 3 «BTS» с помощью поискового устройства, непрерывно анализирующего пилотные (контрольные) сигналы.

Мобильная станция «MS» 2 совершает плавный переход. Мобильная станция «MS» 2 непрерывно проверяет имеющиеся пилотные (контрольные) сигналы и сообщает базовой приемопередающей системе 3 «BTS» о наблюдаемых в настоящий момент пилотных сигналах. Базовая приемопередающая система 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 («dim-and-burst») без глушения. На каждом конце линии связи выбирается наилучшая конфигурация 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 диапазоном, 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.

Фиг.3 иллюстрирует уровень 20 архитектуры протокола канала передачи данных для беспроводной сети «cdma2000». Уровень 20 архитектуры протокола канала передачи данных 20 содержит вышерасположенный уровень 60, уровень канала связи 30 и физический уровень 21.

Вышерасположенный уровень 60 включает в себя три подуровня: подуровень услуг передачи данных 61; подуровень услуг телефонии 62 и подуровень услуг сигнализации 63. Услуги передачи данных подуровня 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 «В-ISDN», а также служба коротких сообщений «SMS». Услуги телефонии подуровня 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 подвижной станцией ««MS» 2 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. Другой мотивацией является необходимость поддержки высокого качества обслуживания («QoS» - Quality of Service) передачи данных с коммутацией каналов и пакетной передачи данных, например ограничения допустимых задержек и-или частоты ошибок по битам («BER» - bit error rate), 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 каналу прямой связи 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 надежной сквозной передачи 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 никакого подтверждения, обнаружение дублирующих 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 нескольких источников в одном физическом канале и обеспечивает достаточно надежную передачу посредством уровня радиоканала с использованием протокола радиоканала «RLP» 33 («RLP» - Radio Link Protocol) для обеспечения максимального возможного уровня надежности. Протокол пакетной передачи данных сигнализации «SRBP» 35 («SRBP» - Signaling Radio Burst Protocol) предоставляет сетевой протокол передачи управляющих 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, передаваемых по радиоканалу. Физический уровень 21 обрабатывает цифровые данные от вышерасположенных уровней так, чтобы они могли надежно передаваться через радиоканал подвижной связи.

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.4 представлена общая схема обработки вызова. Обработка вызова включает в себя обработку данных канала пилот-сигнала (контрольного канала), канала синхронизации, пейджингового канала, канала доступа и информационного канала (канала трафика).

Обработка канала пилот-сигнала и канала синхронизации относится к обработке мобильной станцией «MS» 2 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), отслеживающей канал поискового вызова или прямой общий канал управления «F-CCCH» («F-CCCH» - forward common control channel) 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 прямому общему каналу управления «F-СССН». Обработка канала трафика относится к взаимодействию базовой станции «BS» 6 и мобильной станции «MS» 2 с помощью выделенных прямого и обратного каналов трафика, мобильная станция «MS» 2 находится в состоянии управления каналом трафика, при этом выделенные прямой и обратный каналы трафика передают пользовательскую информацию, например речь и данные.

Фиг.5 иллюстрирует режим инициализации мобильной станции «MS» 2. Режим инициализации включает в себя субрежим определения системы, получение доступа к контрольному каналу, получение доступа к каналу синхронизации, субрежим изменения синхронизации и состояние ожидания мобильной станции.

Определение системы представляет собой процесс, с помощью которого мобильная станция «MS» 2 определяет, из какой системы получать услугу. Данный процесс может включать в себя выбор из таких вариантов, как аналоговая или цифровая система, сотовая связь или служба персональной связи («PCS» - Personal Communications Services), несущая частота «А» или несущая частота «В». Определением системы можно управлять с помощью процесса пользовательского выбора. Поставщик услуг также может управлять определением системы с помощью процесса переадресации. После того как мобильная система «MS» 2 выберет систему, ей необходимо определить, в каком канале в этой системе следует искать услугу. В общем случае для выбора канала мобильная станция «MS» 2 использует список каналов, которым присвоены приоритеты.

Доступ к контрольному каналу представляет собой процесс, с помощью которого мобильная станция «MS» 2 сначала путем поиска используемых контрольных сигналов получает информацию, касающуюся синхронизации системы. Контрольные каналы не содержат никакой информации, но мобильная станция «MS» 2 может согласовать свою временную диаграмму путем корреляции с контрольным каналом. После завершения корреляции с контрольным каналом мобильная станция «MS» 2 синхронизируется с каналом синхронизации и может считывать сообщение канала синхронизации, чтобы затем определить его синхронизацию. Мобильной станции «MS» 2 разрешается вести поиск в течение 15 секунд по одиночному контрольному каналу до того, как она сообщит об ошибке и возвратится к режиму определения системы для выбора другого канала или другой системы. Процедура поиска не стандартизирована: время для получения доступа к системе зависит от исполнения.

Фиг.6 иллюстрирует режим доступа к системе. Первым шагом процесса доступа к системе является обновление служебной информации для обеспечения того, чтобы мобильная станция «MS» 2 использовала бы правильные параметры канала доступа, такие как уровень начальной мощности и шаговые приращения мощности. Мобильная станция «MS» 2 случайным образом выбирает канал доступа и осуществляет передачу без согласования с базовой станцией «BS» 6 или с другой мобильной станцией «MS».

Фиг.7 иллюстрирует режим работы информационного канала мобильной связи. Режим работы информационного канала системы мобильной связи включает в себя согласование услуг, активный режим и режим управления ожиданием.

Согласование услуг является процессом, с помощью которого мобильная станция «MS» 2 и базовая станция «BS» 6 согласуют, какие параметры услуг будут использоваться во время вызова и как настраивать конфигурацию радиоканала для поддержки указанных услуг. Обычно согласование услуг происходит в начале вызова, хотя, если необходимо, оно может происходить в любое время во время вызова. Фиг.15 иллюстрирует процесс согласования услуг между базовой станцией «BS» 6 и мобильной станцией «MS» 2.

При работе в режиме информационного канала «MS» 2 может работать или в активном режиме, или в режиме управления ожиданием. В активном режиме обратный контрольный канал активен вместе с одним из каналов «R-FCH» (обратный канал прямого доступа), «R-DCCH» (обратный выделенный канал управления). Обратный канал «R-SCH» (обратный совместно используемый канал) или «R-PDCH» может быть активен, если доступны высокоскоростные данные. В режиме управления ожиданием данные передаются только по обратному контрольному каналу, который может управляться в ждущем режиме, например в пропорции 1/2 или 1/4, чтобы уменьшить мощность передачи.

Мобильная станция «MS» 2 под управлением базовой станции «BS» 6 входит в режим управления ожиданием, чтобы остановить передачу по обратным каналам «R-FCH» и «R-DCCH». Находясь в режиме управления ожиданием, если мобильная станция «MS» 2 имеет пользовательские данные для отправки, она может сделать запрос на назначение дополнительных каналов. Если базовая станция «BS» 6 дает согласие на это назначение, мобильная станция «MS» 2 переходит обратно в активный режим и возобновляет передачу по постоянному контрольному каналу и обратному каналу «R-FCH» или «R-DCCH».

Подуровень 34 мультиплексирования и управления качеством обслуживания «QoS» имеет в своем составе и функцию передачи, и функцию приема. Функция передачи информации объединяет информацию от разных источников, таких как подуровень услуги передачи данных 61, подуровень услуги сигнализации 63 или подуровень услуги телефонии 62, и формирует для передачи блоки служебных данных «SDU» физического уровня и блоки служебных данных «SDU» канала «PDCHCF». Функция приема отделяет информацию, содержащуюся в блоках служебных данных «SDU» физического уровня 21 и в блоках служебных данных «SDU» канала «PDCHCF», и затем направляет эту информацию в соответствующий объект (подуровень), например подуровень передачи данных 61, верхний уровень сигнализации 63 или подуровень услуг телефонии 62.

Подуровень 34 мультиплексирования и контроля качества услуг «QoS» выполняет временную синхронизацию с физическим уровнем 21. Если физический уровень 21 выполняет передачу с ненулевым сдвигом кадра, подуровень 34 мультиплексирования и контроля качества услуг «QoS» доставляет блоки служебных данных «SDU» физического уровня для передачи физическим уровнем при соответствующем временном сдвиге кадра из системного времени.

Подуровень 34 мультиплексирования и контроля качества услуг «QoS» поставляет блоки служебных данных «SDU» физического уровня 21 на физический уровень с помощью сервисного интерфейсного набора примитивов, зависящего от физического канала. Физический уровень 21 поставляет блоки служебных данных «SDU» физического уровня на подуровень 34 мультиплексирования и контроля качества услуг «QoS» с использованием сервисной интерфейсной операции индикации приема, зависящей от физического канала.

Подуровень 35 протокола пакетной передачи данных сигнализации «SRBP» содержит процедуры для канала синхронизации, прямого общего канала управления, широковещательного канала управления, пейджингового канала и канала доступа.

Подуровень управления доступом к каналу «LAC» 32 поставляет услуги уровню 60 третьего уровня. Блоки служебных данных «SDU» перемещаются между уровнем 60 третьего уровня и подуровнем 32 управления доступом к каналу «LAC». Подуровень 32 управления доступом к каналу «LAC» обеспечивает надлежащую инкапсуляцию блоков служебных данных «SDU» в блоки протокольных данных «LAC PDU» (блок протокольных данных подуровня управления доступом к каналу «LAC»), которые подвергаются сегментированию и повторной сборке и передаются в виде инкапсулированных сегментов блока протокольных данных « PDU» на подуровень управления доступом к среде «MAC» 31.

Обработка на подуровне 32 управления доступом к каналу «LAC» производится последовательно, когда обрабатывающие модули передают частично сформированные блоки протокольных данных «LAC PDU» друг другу в хорошо организованном порядке. Блоки служебных данных «SDU» и блоки протокольных данных «PDU» обрабатываются и передаются по функциональным каналам без обязательного информирования вышерасположенных уровней о характеристиках физических радиоканалов. Однако вышерасположенные уровни могут быть проинформированы о характеристиках физических каналов и могут давать команду уровню 30 второго уровня на использование определенных физических каналов 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.8 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 с отдельным кодом 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.9 показана структура сети системы «1xEV-DO». В системе «1xEV-DO» кадр состоит из 16 слотов (временных интервалов), при скорости 600 слотов/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 «1xEV-DO» позволяет проще и быстрее выполнять оценку и временную синхронизацию канала.

На Фиг.10 показана структура протокола, установленного по умолчанию, системы «1xEV-DO». На Фиг.11 показана структура протокола «не по умолчанию» системы «1xEV-DO».

Информация, связанная с сеансом связи в системе «1xEV-DO», включает в себя комплект протоколов, используемых по радиоканалу мобильной станцией «MS» 2, или терминалом доступа (далее терминал «AT» - Access Terminal), и базовой станцией «BS» 6, или