CZ2000216A3 - Způsob a zařízení pro výběr základové stanice pro komunikaci s uživatelskou stanicí - Google Patents

Abstract

Mobilní stanice )2) pro použití v komunikačním systému, který obsahuje několik základových stanic (6), řízených řadičem základových stanic (6), která obsahuje přijímač (50, 52, 54) pro příjem signálů z několika základových stanic, které dohromady tvoří kandidátskou skupinu základových stanic. Mobilní stanice stanovuje energii přijímaných signálů a tuto energii porovnává s první prahovou hodnotou. Mobilní stanice (2) identifikuje základová stanice (4), jejichž signály mají na příjmu energii vyšší nežje první prahová hodnota a vysílá signál řadiči (6), který prezentuje identifikovatelné základové stanice, vhodné pro začlenění do aktivní skupiny. Změřená energie pilotních signálů v kandidátské skupině je iterativně porovnávána s prahovou hodnotou, kteráje generována pomoci součtu energií pilotních signálů v aktivní skupině. Pokud nejsilnější pilot z kandidátské skupiny splňuje tuto podmínku prahové hodnoty, je přidán do upravené aktivní skupiny. Druhý iterační proces je prováděn pro stanovení, zda má být pilotní signál odebrán z upravené aktivní skupiny. Mobilní stanice (2) stanovuje, zdaje změna aktuální aktivní skupiny žádoucím měřením energií pilotních signálů z aktivní skupiny a kandidátské skupiny a dynamicky nastavuje potřebné prahové hodnoty v závislosti na svých odhadech komunikačního prostředí.

Description

Způsob a zařízení pro výběr základové stanice pro komunikaci s uživatelskou stanicí.

Oblast techniky

Tento vynález se týká způsobu a přístroje pro výběr základové stanice pro komunikaci s uživatelskou jednotkou. Tento vynález může být využit pro provádění předání v bezdrátovém komunikačním systému.

Dosavadní stav techniky

Využití modulačních schémat systémů s kódovým dělením (CDMA) je jen jednou z metod pro usnadnění komunikace, které se účastní velký počet uživatelů systému. I když jsou známy i další metody, jako např. systém s časovým dělením (TDMA), systém s kmitočtovým dělením (FDMA) a metody amplitudové modulace, jako např. amplitudová modulace s potlačeným jedním postranním pásmem (ACSSB), CDMA má ve srovnání s těmito metodami značné výhody. Použití v systému s vícenásobným přístupem je popsáno č. 4,901,301 s názvem Komunikační systém s přístupem a rozprostřeným spektrem používající satelitní nebo pozemní opakovače a v patentu US č. 5,103,459 s názvem Systém a metoda pro generování časového průběhu vlny v CDMA celulámím telefonním systému, které jsou oba přiznány předkladateli tohoto vynálezu a na které se zde tímto odkazujeme. Způsob provozu CDMA mobilních komunikací byl standardizován Asociací telekomunikačního průmyslu metod CDMA v patentu US vícenásobným * 9

9·· * · · · · « · • · · 9 • 9 9 9 9

9 9 9 * • 9 9 9 9 · • 9 9 9 · ·· «9 99 v TIA/EIA/IS-95-A s názvem Norma pro kompatibilitu mobilních a základových stanic v celulárních systémech s širokopásmovým rozprostřeným spektrem v duálním módu.

V těchto zmíněných patentech je popsána metoda mnohonásobného přístupu, ve kterých velké množství uživatelů mobilních telefonů, z nichž každý má transciever, komunikují pomocí satelitních opakovačů nebo pozemních základových stanic (také nazývaných jako buňkové základové stanice nebo buňkové stanice) při použití komunikačních signálů s rozprostřeným spektrem systému s kódovým dělením (CDMA). V komunikaci CDMA může být kmitočtové spektrum mnohonásobně využito a tak se může pro uživatele systému zvýšit kapacita. Využití metod CDMA má za následek mnohem vyšší spektrální účinnost, než je možné dosáhnout pomocí jiných metod.

Jedna metoda pro simultánní demodulaci dat, která se šířila po různých drahách z jedné základové stanice a pro simultánní demodulaci dat, která jsou redundandné vysílána více než jednou základovou stanicí, je popsána v patentu US č. 5,109,390 (patent 390) s názvem Diverzitní přijímač v celulárním CDMA komunikačním systému, který je přiznán předkladateli tohoto vynálezu a tímto se na něj odkazujeme. Podle patentu 390 jsou oddělené demodulované signály spojovány, aby se tak získal odhad vyslaných dat, který má vyšší spolehlivost, než data demodulovaná pouze z jakékoliv jedné cesty či z jakékoliv jedné základové stanice.

Obecně mohou být předání rozdělena do dvou kategorií - předání s přerušením a hladká předání. Předání s přerušením nastává tehdy, když mobilní stanice při opuštění počáteční buňky a vstupu do cílové buňky nejprve přeruší svůj komunikační spoj s počáteční buňkou a teprve · 9 9 9

9 99999

9 9 9 • « • · • 9 • 9 poté naváže spojení nový komunikační spoj s cílovou buňkou. Při hladkém předání navazuje mobilní stanice komunikační spoj s cílovou buňkou před přerušením komunikace s počáteční buňkou. Proto mobilní stanice při hladkém předání provádí redundandní komunikaci, jak s počáteční buňkou, tak i s cílovou buňkou, po stejnou časovou periodu.

Při hladkých předáních je riziko přerušení hovoru mnohem menší než v případě předání s přerušením. Navíc, když se mobilní stanice pohybuje poblíž hranice buňky, může to vyvolat opakované Žádosti na předání v odezvě na malé změny v prostředí. Tento problém, který se nazývá ping-pongový jev, je také značnou měrou snížen pomocí hladkého předání. Postup provádění hladkého předání je detailně popsán v patentu US č. 5,101,501 s názvem Metoda a systém pro provádění hladkého předání v komunikaci v celulámím CDMA telefonním systému, který je přiznán předkladateli tohoto vynálezu a na který se tímto odkazujeme.

Vylepšená metoda hladkého předání je popsána v patentu US č. 5,267,261 s názvem Hladké předání podporované mobilní stanicí v celulárním CDMA komunikačním systému, který je přiznán předkladateli tohoto vynálezu a tímto se na něj odkazujeme. V systému podle patentu 261 je postup hladkého předání vylepšen pomocí měření síly pilotních signálů, které vysílá k mobilní stanici každá základová stanice systému. Tato měření síly pilotního signálu pomáhají v procesu hladkého předání usnadněním identifikace vhodných základových stanic, se kterými je možno provést hladké předání.

Vhodné základové stanice pro předání mohou být rozděleny do čtyř skupin. První skupina, která se označuje

- » ·» · * · « φ φφφφ φ · φ «Φ·· * ΦΦΦΦΦΦ Φ · Φ Φ «| · » » φ ΦΦΦ· φφφφ jako aktivní skupina, obsahuje ty základové stanice, které právě komunikují s mobilní stanicí. Druhá skupina, která se označuje jako kandidátská skupina, obsahuje ty základové stanice, jejichž signál byl shledán dostatečné silným, aby ho mohla mobilní stanice využít. Základové stanice jsou přidány do kandidátské skupiny tehdy, když změřená intenzita jejich pilotního signálu přesáhne předem stanovený práh ^TAAD‘ ^Třetí skupinu tvoří ty základové stanice, které jsou v blízkosti mobilní stanice (a které nejsou zahrnuty ani do aktivní skupiny, ani do kandidátské skupiny). Čtvrtou skupinou je zbývající skupina, která obsahuje všechny zbývající základové stanice.

V komunikačním systému podle IS-95-A vysílá mobilní stanice zprávu o měření pilotního signálu, když je nalezen pilot dostatečné intenzity, který není sdružený s žádným kanálem přímého spoje, který je právě demodulován, nebo když intenzita pilotního signálu přidružená k jednomu z kanálů přímého spoje, které jsou právě demodulovány poklesne pod prahovou hodnotu po předem stanovenou dobu. Mobilní stanice vyšle zprávu o měření pilotního signálu, která následuje detekci zmény síly pilotního signálu za následujících třech podmínek:

1. Intenzita pilotního signálu sousední skupiny nebo zbývající skupiny je nad prahovou hodnotou Tj^d,

2. Intenzita pilotního signálu kandidátské skupiny přesáhne intenzitu pilotního signálu aktivní skupiny o více než prahovou hodnotu (T_COMp),

3. Intenzita pilotního signálu aktivní skupiny nebo kandidátské skupiny poklesla pod prahovou hodnotu (T_DRQp) po • · · · • ··· · · • * · · · ♦ • fe fefefefe « • · · · · · fe fefe·· fefe fefe fefe fefe ·· fefe dobu delší než předem stanovenou prahovou dobu.

Zpráva měření intenzity pilotního signálu udává základovou stanici a energii měřeného pilotního signálu v decibelech.

Negativním aspektem hladkého předání je skutečnost, že používá redundandně vysílanou informaci, která zaměstnává komunikační zdroje. Avšak hladké předání poskytuje značné zlepšení kvality komunikace. Proto vzniká v současnosti potřeba způsobu pro minimalizaci počtu základových stanic, které vysílají redundandní data k uživateli mobilní stanice, která však zajistí dostatečnou kvalitu přenosu.

Podstata vynálezu

Podle jednoho aspektu tento vynález popisuje metodu pro výběr základové stanice pro komunikaci s uživatelskou jednotkou, která obsahuje kroky: měření ve zmíněné uživatelské stanici energie kombinace signálů ze základové stanice po předem stanovenou dobu, která může komunikovat se zmíněnou uživatelskou stanicí, dále výpočet ve zmíněné uživatelské stanici první prahové hodnoty v návaznosti na zmíněné měření, porovnáni ve zmíněné uživatelské stanici energie signálu první základové stanice se zmíněnou první prahovou hodnotou a výběr, ve zmíněné uživatelské stanici, zmíněné první základové stanice, pokud zmíněná energie signálu od zmíněné první základové stanice překročí zmíněnou první prahovou hodnotu.

Podle dalšího aspektu tohoto vynálezu je popsána • · mobilní stanice pro použití v komunikačním systému, který obsahuje několik základových stanic, jenž jsou řízeny řadičem základových stanic, tato mobilní stanice obsahuje: přijímač pro příjem signálů z několika základových stanic, které dohromady tvoří skupinu kandidátských základových stanic, prostředky pro zjištováni energie přijímaných signálu, první prostředky pro porovnání energie přijímaného signálu s první prahovou hodnotou, prostředky pro identifikaci základových stanic, jejichž signály přijímané na uživatelské stanici mají energii větší než první prahovou hodnotu a prostředky pro vysílání signálu řadiči, který reprezentuje informaci o základových stanicích, které byly identifikovány jako vhodné pro zařazení do aktivní skupiny.

Tento vynález je provedením nové a vylepšené metody a přístroje pro zabezpečení hladkého komunikačním systému. Na začátku by se jeden z největších problémů současného systému je skutečnost, že prvky aktivní skupiny jsou stanovovány pomocí porovnání měřené energie pilotu s pevnými prahovými hodnotami. Nicméně hodnota zabezpečovaných redundandních komunikačních spojů k mobilní stanici je silné závislá na energii dalších signálů, které tato mobilní stanice přijímá. Např. význam signálu, který je redundandně vysílán na mobilní stanici, jehož energie při příjmu odpovídá energii pilotu -15 dB nebude mít velký význam, pokud mobilní stanice již přijímá vysílání signálu, jehož energie odpovídá energii pilotního signálu -5 dB. Avšak redundandní vysílání k mobilní stanici signálu s energií při příjmu odpovídající energii pilotu -15 dB bude mít zásadní význam, pokud mobilní stanice přijímá vysílání signálu s energií, která odpovídá předání v mobilním mělo poznamenat, že ftft· • · • « ft · ftftftft ftft ft • ft ftft* ftft · • ft · · · ft · ft energii pilotního signálu pouze -13 dB.

V mobilní stanici je při stanovování, zda se má vyslat zpráva, že pilot z kandidátské skupiny by mél být přesunut do upravené aktivní skupiny, měřena energie pilotu v kandidátské skupině iterativně porovnávána s prahovou hodnotou, která je generována podle proměnné COMBINED_PILOT, která představuje sumu energií (t.j. Ec/Io) pilotů z aktivní skupiny. Ve výhodném provedení je optimální hodnota této prahové hodnoty stanovována samotnou mobilní stanicí, bez nutnosti vysílat tyto prahové hodnoty nebo bez nutnosti ověření požadavku mobilní stanice na základové stanici. Pokud nejsilnější pilot z kandidátské skupiny splní tuto podmínku prahové hodnoty, je přidán do upravené aktivní skupiny a COMBINED__PILOT je přepočten se zahrnutím nově přidaného pilotního signálu.

V návaznosti na iterační proces, který je prováděn se členy kandidátské skupiny je prováděn druhý iterační proces pro stanovení, zda má být pilot vyčleněn z upravené aktivní skupiny. Při této operaci jsou testovány pilotní signály od nejslabšího prvku upravené aktivní skupiny k nejsilnějšímu. Je vypočtena hodnota energie COMBINED_PILOT, což je suma energie všech pilotních signálů, které patří do aktivní skupiny. Podle hodnoty COMBINED_PILOT je generována prahová hodnota tak, jak je popsáno výše a testovaný pilotní signál je porovnáván s touto prahovou hodnotou. Opět se v mobilní stanici stanoví prahová hodnota, aby se předešlo přílišné signalizaci. Pokud je pilot pod prahovou hodnotou po předem stanovenou dobu, je poslána zpráva základové stanici s indikací, že takový pilot má být vypuštěn.

Seznam upravené aktivní skupiny je vyslán k základové ««·· 99 9

9 999 99 9 9 9 9 9 9 9 stanici, se kterou mobilní stanice komunikuje. Řadič základové stanice nastaví komunikační spoje se základovou stanicí podle seznamu upravené aktivní skupiny, který byl generován v základové stanici, a generuje potvrzení pro mobilní stanici poté, co jsou příslušné spoje vytvořeny. Mobilní stanice pak vede komunikaci přes základovou stanici z upravené aktivní skupiny.

Ve výhodném provedení monitoruje mobilní stanice pilotní signály a v návaznosti na monitorované pilotní signály mobilní stanice kompiluje prvky kandidátské skupiny. Navíc, mobilní stanice stanovuje, zda změna současné aktivní skupiny je žádoucí s ohledem na kritéria, která byla popsána výše, pomocí měření energií pilotů v aktivní skupině a kandidátské skupině, a dynamicky nastavuje potřebné prahové hodnoty v závislosti na svém vlastním odhadu komunikačního prostředí. Po zjištění jakékoliv změny v požadovaném členství v aktivní skupině generuje mobilní stanice zprávu o měření síly pilotu, která, jak bylo popsáno výše, obsahuje všechny identifikace všech pilotních signálů v kandidátské a aktivní skupině, jim odpovídající změřené hodnoty energií a odpovídající indikace, zda má daný pilot zůstat ve skupině či zda má být přesunut do sousední skupiny.

Přehled obrázků na výkrese

Vlastnosti, cíle a výhody tohoto vynálezu budou více zřejmé z detailního popisu provedení tohoto vynálezu, který následuje, pokud se uváží současně s výkresy, ve kterých jsou použity stejné odkazy.

Obr. 1 je ilustrací celulámí komunikační sítě.

Obr. 2 je ilustrací celulámí komunikační sítě podle obr. 1 a zahrnuje řadič základových stanic.

Obr. 3 je blokové schéma mobilní stanice, která je provedením tohoto vynálezu.

Obr. 4 je blokové schéma základové stanice, která je provedením tohoto vynálezu.

Obr. 5 znázorňuje závislost dynamických prahových hodnot a kombinovaných energií pilotů z aktivní skupiny, ilustrující lineární operace, které jsou prováděné s parametry hladkého předání.

Obr. 6 je vývojový diagram metody pro generování upravené aktivní skupiny v mobilní stanici.

Obr. 7 je stavový diagram ilustrující činnost tohoto vynálezu.

Příklady provedení vynálezu

Na obr. 1 je znázorněna bezdrátová komunikační síť, ve které byla geografická oblast rozdělena do oblastí pokrytí, které se nazývají buňky, a jsou reprezentovány skupinou sobě přiléhajících šestiúhelníků. Každá buňka je obsluhována odpovídající základovou stanicí 4. Každá základová stanice 4 vysílá pilotní signál, který tuto stanici jednoznačně identifikuje. V příkladném provedení jsou základovými stanicemi CDMA základové stanice. Detailní popis hladkého předání v bezdrátovém CDMA komunikačním systému je podán v patentech č. US 5,101,501 a US 5,267,261.

Mobilní stanice 2 se nachází uvnitř buňky, která je obsluhovaná základovou stanicí 4A. Protože mobilní stanice 2 se nachází poblíž hranice buňky, bude se pravděpodobně nacházet v podmínce hladkého předání, při které má současně navázané spojení s více než jednou základovou stanicí. Může například komunikovat se základovými stanicemi 4A a 4B. Takže základové stanice 4A a 4B tvoří aktivní skupinu. Navíc je možné, že mobilní stanice 2 zjistila ve své blízkosti další základové stanice, jimiž vysílané piloty mají energii změřenou mobilní stanicí nad předem stanovenou prahovou hodnotou T^AD' ale s těmito základovými stanicemi mobilní stanice v té chvíli nekomunikuje. Tyto pilotní signály tvoří kandidátskou skupinu. Kandidátská skupina by mohla být tvořena základovými stanicemi 4C a 4G.

Na obr. 2 je znázorněna typická komunikační sít. Data, která jsou směrována k mobilní stanici 2, přicházejí z veřejné spínané telefonní sítě či jiného bezdrátového systému (není znázorněno) na řadič základových stanic 6. Řadič základových stanic 6 předává data těm základovým stanicím, které se nacházejí v aktivním seznamu mobilní stanice 2.. Např. řadič základových stanic 6 předává redundandně data na a přijímá data od základových stanic 4A a 4B.

Tento vynález je rovněž použitelný za podmínek, kdy každá buňka je rozdělena do sektorů. Komunikace do a z každého sektoru může být odděleně přijímána a demodulována mobilní stanicí 2. Pro jednoduchost budeme diskutovat případ, kdy každá ze základových stanic 4 je jedinečně umístěná základová stanice. Avšak osobám znalým stavu oboru bude snadno zřejmé, že tento vynález je rovněž

9 9 · · · · · · · ·

Í' » ' · J · · ♦ · · « ««· · ft * 9 · » »9 f _e · · · « · · 9 9 «· ·« ·· 9« ·· 99 aplikovatelný na sektorové buňky, pouze uvážením možnosti,

Že základové stanice se mohou nacházet na jednom místě a mohu vysílat do odlišných sektorů uvnitř buňky. Podmínka, že mobilní stanice simultánně komunikuje s více než jedním sektorem buňky se nazývá hladší předání. Metoda a přístroj pro provádění hladšího předání jsou popsány v právě projednávané patentové přihlášce č. US 08/144,903 s názvem Metoda a přístroj pro provádění předání mezi sektory společné základové stanice, která byla podána 30. října 1993, která je přiznána předkladateli tohoto vynálezu a na kterou se tímto odkazujeme.

Mobilní stanice 2 přijímají, demodulují a dekódují všechny kopie datových paketů. Dekódována data jsou spojována a tak se vytváří odhad dat s větší spolehlivostí než má každý jednotlivý demodulovaný odhad dat.

Na obr. 3 je znázorněna mobilní stanice 2 ve větším detailu. Mobilní stanice 2 bud neustále a nebo v periodických intervalech měří energii pilotních signálů základových stanic 4. Signály přijímané anténou 50 mobilní stanice 2 jsou vedeny duplexerem 52 k přijímači (RCVR) 54, který zesiluje, konvertuje a filtruje přijatý signál a vede jej k demodulátoru pilotního signálu 58 vyhledávacího subsystému 55.

Navíc je přijímaný signál předávaný provozním demodulátorům 64A - 64N. Provozní demodulátory 64A - 64N.

nebo jejich podmnožina, oddělené demodulují signály přijímané mobilní stanicí 2. Demodulováné signály jsou z provozních demodulátoru 64A - 64N vedeny ke spojovací 66.

který spojuje demodulovaná data, a tak se získává vylepšený odhad přenášených dat. Mobilní stanice 2 měří sílu pilotních

• * φ φ · · φ φφφ φ φ ♦ φ φ φ φ φ φ φφ φφ kanálů. Řídící procesor 62 předává vyhledávacímu procesoru 56 přijímací parametry. V příkladném provedení CDMA komunikačního systému dodává řídící procesor 62 vyhledávacímu procesoru 56 PN offset. Vyhledávací procesor 56 generuje PN sekvenci, která je používaná demodulátorem pilotního signálu 58 pro demodulaci přijímaného signálu. Demodulovaný pilotní signál je veden na akumulátor energie 60, který měří energii demodulovaného pilotního signálu tak, že akumuluje energii po předem stanovenou dobu.

Změřené hodnoty energie pilotního signálu jsou vedeny na řídící procesor 62. V příkladném provedení porovnává řídící procesor 62 hodnotu energie s prahovými hodnotami ^TADD ^{a T}DROP’ ^TADD 3^e Prahová hodnota, nad kterou má přijímaný signál dostatečnou sílu, aby mohl zajistit komunikaci s mobilní stanicí 2.

Mobilní stanice 2 vysílá zprávu o měření síly pilotního signálu, která obsahuje všechny piloty, které mají větší energii než a všechny současné prvky aktivní skupiny, jejichž změřená energie pilotního signálu nepoklesla pod ^TDROP P° dobu delší než předem stanovenou časovou periodu. V příkladném provedení mobilní stanice 2 generuje á vysílá zprávu o měření síly pilotního signálu po detekci změny síly pilotu za následujících podmínek:

1. Síla pilotu ze sousední skupiny nebo ze zbývající skupiny byla zjištěna nad prahovou hodnotou (^tad_D)*

2. Síla pilotu z kandidátské skupiny přesáhla sílu pilotu z aktivní skupiny o více než prahovou hodnotu (T_C0Mp).

3. Síla pilotu z aktivní skupiny poklesla pod prahovou hodnotu (T_DROp) po dobu delší než předem stanovenou časovou tttttttt tttt * ’ tt i ;*·;·; ·· ϊ ϊ ϊϊ ·· ·· ♦* ··♦ ·· ·· periodu.

V příkladném provedení tohoto vynálezu identifikuje zpráva o měření síly pilotního signálu pilot a poskytuje informaci o změřené energii příslušného pilotního signálu.

V příkladném provedení jsou identifikovány základové stanice ve zprávě o měření síly pilotního signálu offsety svých pilotů a jim příslušné změřené energie pilotů jsou uvedeny v decibelech. Hodnoty T_ADD a T_DROp mohou být naprogramovány v mobilní stanici 2 předem nebo mohou být mobilní stanici 2 poskytnuty základovou stanicí 4 (viz obr. 4). Navíc je může mobilní stanice 2 počítat sama.

Řídící procesor 62 dodává identity pilotů a jim odpovídající změřené hodnoty energie pilotů generátoru zprávy 70. Generátor zprávy 70 generuje zprávu o měření síly pilotního signálu, která danou informaci obsahuje. Zpráva o měření síly pilotního signálu je vedena k vysílači (TMTR) 68, který zprávu kóduje, moduluje, konvertuje a zesiluje. Zpráva je pak vysílána přes duplexer 52 a anténu 50.

Na obr. 4 je zpráva o měření síly pilotního signálu přijata anténou 30 základové stanice 4 a předána přijímači (RCVR) 28, který přijatý signál zesiluje, konvertuje, demoduluje a dekóduje a dodává tuto zprávu na rozhraní řadiče základových stanic (BSC) 26.. Rozhraní řadiče základových stanic (BSC) 26 vysílá zprávu řadiči základových stanic (BSC) 6. Zpráva je vedena na selektor 22., který může též přijímat zprávu redundandně z jiných základových stanic, které komunikují s mobilní stanicí 2. Selektor 22 spojuje odhady zpráv přijatých od základových stanic, které komunikují s mobilní stanicí 2, aby se tak získaly lepší *»»· ϊ· · · * * * · ··« »♦ * · * · ·· * • . · · · ♦ · « · · · odhady paketů.

Ve výhodném provedení monitoruje mobilní stanice 2 pilotní signály a kompiluje prvky všech výše zmíněných skupin (aktivní, kandidátské a sousední). Navíc ve výhodném provedení mobilní stanice stanovuje, zda změna v současné aktivní skupině je žádoucí podle následujících lineárních vztahů:

Yl = SOFT_SLOPE*COMBINED_PILOT+ADD_INTERCEPT (1)

Y2 « SOFT_SLOPE*COMBINED_PILOT+DROP_INTERCEPT (2) kde Yl je dynamická prahová hodnota, kterou musí změřená hodnota energie pilotu z kandidátské skupiny přesáhnout, než mobilní stanice požádá o jeho přeřazení do upravené aktivní skupiny, a Y2 je dynamická prahová hodnota, pod níž musí poklesnout prvek aktivní skupiny, než mobilní stanice požádá o jeho přeřazení z aktivní skupiny do kandidátské skupiny. Aby se zaručila hystereze, Yl by mělo být větší než Y2.

rovnic (1) a (2) je vidět, že pokud změřená energie určitého pilotu z aktivní skupiny poklesne pod Y2, je tento přeřazen do kandidátské skupiny. Aby mohl být stejný pilotní signál zpět přidán do upravené aktivní skupiny, musí se nastat jedna ze dvou okolností, bud hodnota COMBINED_PILOT poklesne o stejnou hodnotu D^, nebo že se vlastní změřená hodnota energie pilotu zvýší o určitou hodnotu 0₂. Tak je jsou hodnoty hystereze pro COMBINED_PILOT resp. pro energii jednotlivých pilotních signálů, kterých je zapotřebí, aby daný pilot nebyl opakovaně přesouván z a do aktivní skupiny.

Proto by měly být pilotní signály přeřazeny do upravené zřejmé, že hodnoty Dj_ a D₂ aktivní skupiny tehdy, když je hodnota COMBINED__PILOT menší než nebo rovna Xj_ a měly by být vyřazeny z aktivní skupiny když je hodnota COMBINED_PILOT větší než nebo rovna X₂. Z rovnic (l) a (2) je možno odvodit:

SOFT_SLOPE = D₂/D^ (3)

DROP_INTERCEPT = T_DROp - X₂*D₂/D₁ (4)

ADD_INTERCEPT = DROP_INTERCEPT + D₂ (5)

Tento vztah je dále ilustrován na obr. 5. Dynamické prahové hodnoty Yl a Y2 jsou vyneseny v decibelech jako funkce energie spojených pilotních signálu (tzn. E_c/I₀), také v dB. Jak je možné vidět, jsou oba lineárními funkcemi se směrnicí SOFT__SLOPE (tzn. I^/D^ z rovnice (3)) a příslušné y-INTERCEPTS ADD_INTERCEPT a DROP_INTERCEPT. Poznamenejme, že hodnoty y-INTERCEPTS mohou být záporné a DROP_INTERCEPT je na obr. 5 znázorněn jako záporná hodnota.

Hodnota SOFT_SLOPE v příkladu je 2. Ve výhodném provedení může mobilní stanice 2 sama počítat hodnoty SOFT_SLOPE odhadem požadovaných hodnot D_x a D₂ monitorováním fluktuací všech pilotů, jak v aktivní, tak i v kandidátské skupině, jak je popsáno výše v odkazu na obr. 3, a pak použitím vztahu dle rovnice (3). Mobilní stanice 2 a zvláště řídící procesor 62 mohou odhadovat hodnotu D^ měřením změn COMBINED_PILOT po předem stanovenou dobu. Např. D-j_ je ve výhodném provedení rovno standardní odchylce COMBINEDJPLOT po předem stanovenou dobu, aby se předešlo situaci, kdy

-- « V » · W » * t « *» * · ♦ · » • · *·* · · 4 · · · *4 · « · · 4 4 · 4 4 4 4 4 přirozené změny COMBINED_PLOT vyvolají požadavek na předání. Navíc ve výhodném provedení může být D₂ nastaveno na rozdíl ®^{ezi T}ADD ^{a T}DROp' Protože rozdíl mezi T_MD a T_DROp je stejného řádu hystere2e požadované pro D₂.

Jak bylo popsáno dříve, je znázorněna jako taková hodnota COMBINED_PLOT, která je dostatečná nato, aby vyvolala přidání pilotu do upravené aktivní skupiny {tzn. kde Yl protíná T^DD^· Dále, X₂ znázorněna jako taková hodnota COMBINED__PLOT, která je dostatečná nato, aby vyvolala odebrání pilotu z aktivní skupiny (tzn. kde Y2 protíná T_DROp). Hodnota X₂ může být do mobilní stanice předem naprogramována, nebo může být mobilní stanici předána signálovou zprávou, kterou vysílá základová stanice. Ve výhodném provedení je to dostatečné velká hodnota, aby zabezpečila dostatečné robustní přímý spoj za současného zamezení nepotřebné redundance. Příkladnou hodnotou X₂ je -7,lldB. Ve výhodném provedení může sama mobilní stanice stanovit hodnotu Xj z výpočtu D_lř D₂ a známých hodnot X₂ a Tdrop· Takže pokud 0^=1,5, D₂=3, X₂--7,lldB a T_DROp=12,44 dB, pak z rovnic (1) — (5) uvedených výše je SOFT_SLOPE = 2, ADD_INTERCEPT = 1,22 dB, DROP_INTERCEPT = -1,78 dB a X₁=-7,61 dB.

Parametry předání ilustrované výše jsou generovány v mobilní stanici 2. tyto parametry předání jsou použity jak je popsáno dále pro generování upravené aktivní skupiny. Generování parametrů předání v mobilní stanici 2 a ne v základové stanici 4 či v řadiči základových stanic 6 znamená, že jsou generovány daleko rychleji bez přílišné signalizace. Navíc je možné se takto vyhnout provádění kontrolního výpočtu základovou stanicí 4, nebo řadičem t ι < · · · · · * ί » » ··· * · * · » » JJ J , * « *·*· ♦ ♦ · · >· «1 ·· ·· ·» ·» základových stanic 6. Mobilní stanice 2 měří energii přijímaných pilotů tak, jak je popsáno výše spolu s obr. 3. Hodnoty energie pilotů jsou vedeny na řídící procesor 62. Následné generuje řídící procesor 62 parametry předání. Pokud na základě parametrů předání, které jsou generovány mobilní stanicí, je požadováno, aby byl pilot přesunut do nebo byl vyjmut ze současné aktivní skupiny, vyšle mobilní stanice 2 zprávu s indikací prvků upravené aktivní skupiny řadiči základových stanic 6 přes základové stanice 4. Řadič základových stanic 6 naváže komunikaci s mobilní stanicí 2. Mobilní stanice 2 překonfiguruje demodulátory provozních kanálů 64A-64N, aby byly přijímané signály demodulovány v souladu s upravenou aktivní skupinou, která byla vygenerovaná mobilní stanicí.

generuje řídící procesor 62 aktivní skupinu podle metody, 6. V bloku 200 jsou pilotní ADD'

V příkladném provedení v mobilní stanici 2 upravenou která je znázorněná na obr.

signály, jejichž změřená energie je větší než T přesunuty do kandidátského seznamu, zatímco piloty, jejichž změřená energie poklesla pod T_DROp po dobu delší než předem stanovenou, jsou vyjmuty z kandidátského seznamu. V příkladném provedení je čas, po který je pilot pod T_DR0P měřen časovačem uvnitř řídícího procesoru £2, který bude v dalším označován jako časovač T_DROp. časovač T_DROp měří čas, po který se pilot nachází pod prahovou hodnotou pro odebrání ze skupiny. Účelem časovače T_DROP je předejít nesprávnému odebrání ze skupiny silného pilotního signálu, u kterého může být vinou krátkodobé změně v prostředí šíření, třeba vzhledem k rychlému úniku, změřena nízká hladina energie.

<09* · * * 9 · · A • « 09* »*- · 9 9 # ·· 9 0 0 · 9*49 4 · · 0

V bloku 202 jsou piloti ze seznamu kandidátů seřazeni od nejsilnějšího k nejslabšímu. Takže P_Cj je silnější než P_C2 atd. , kde P_c^ je výhodně E_c/I₀ pro kandidátského pilota I, jak bylo definováno v paragrafu 6.6.6.2.2 v EIA/TIA IS-95A. V bloku 204 je proměnná C0MBINED_PIL0T nastavena na hodnotu energie všech pilotů v aktivní skupině. V bloku 204 je též nastavena proměnná smyčky (i) na hodnotu 1. V bloku 206 se testuje prvek kandidátské skupiny P_c^, zda by měl být přesunut do upravené aktivní skupiny. P_Cj_ se porovnává s prahovou hodnotou, která je generována podle současné hodnoty C0MBINED_PL0T. V příkladném provedení je prahová hodnota (Yl) generována podle výše uvedené rovnice (1).

Pokud energie pilotu P_c^ přesáhne prahovou hodnotu Yl, postupuje se do bloku 208. V bloku 208 vysílá mobilní stanice 2 základové stanici 4 zprávu o měření síly pilotního signálu (PSMM) s požadavkem o přidání pilotu P_Cj_ do aktivní skupiny. Základová stanice 4 pak vyšle odpověd, kterou dává povel mobilní stanici 2. přidat pilot P_ci do aktivní skupiny.

V bloku 210 se vypočte nová hodnota COMBINED_PLOT, která je rovna staré hodnotě COMBINED_PLOT v součtu s energií pilotu ^pCi’ ^v bloku 212 se inkrementuje proměnná smyčky (i).

V bloku 213 se stanoví, zda všechny piloty v kandidátské skupině byly testováni. Pokud všechny pilotní signály v kandidátské skupině testovány nebyly, pak se postoupí na blok 200 a pokračuje se tak, jak bylo popsáno výše. Pokud všechny pilotní signály v kandidátské skupině byly testovány, nebo, pokud v bloku 206 energie pilotu P_ci nepřesáhla prahovou hodnotu Yl, pak se postupuje do bloku 214. V bloku 214 se upravená aktivní skupina setřídí od nejnižší energie po nejvyšší energii. Takže ^PA1 byla změřena

• φ ·* ** nejnižší energie v upravené aktivní skupině, ^PA2 druhá nejnižší energie a tak dále až po poslední prvek upravené aktivní skupiny P^.

V bloku 218 se proměnná smyčky nastaví na hodnotu 1. V bloku 220 se vypočte COMBINED_PILOT pro testované P_A£. Hodnota COMBIHED_PILOT se nastaví na hodnotu rovnou součtu změřené energie všech pilotů, které se právě nacházejí v aktivní skupině a které mají větší energii než pilot, který je právě testován. Takže COMBINED_PILOT je stanoven z rovnice:

COMBINED_PILOT * Σ P_Aj j=i+l (6) kde N je počet pilotních signálů v aktivní skupině.

V bloku 222 se právě testovaný pilot porovnává s prahovou hodnotou (Y2), která je stanovena podle vypočtené hodnoty COMBINED_PLOT. V příkladném provedení se prahová hodnota Y2 stanoví podle výše uvedené rovnice (2). Pokud změřená energie pilotu P_A^ přesáhne prahovou hodnotu Y2, pak se postoupí do bloku 224 a časovače T_DROp pro piloty P_A^ až ^PAN 3^SOU vynulovány testy upravené aktivní skupiny končí v bloku 234.

Pokud změřená energie pilotu P_A^ nepřesáhne prahovou hodnotu Y2, postoupí se do bloku 226. V bloku 226 se zjistí, zda časovačem T_DR0P měřený čas pro P_Aj_ neuplynul. Pokud uplynul čas T_DRQp, pak vyšle mobilní stanice v bloku 228 PSMM základové stanici 4 s požadavkem o vyjmutí pilotu P_Aj_ z aktivní skupiny a začlenění do kandidátské skupiny. Základová stanice 4 vyšle potvrzení a postupuje se do bloku » 999 *

9 9 9 «9 9 » « « 9 9 9 9 «999

230. Pokud v bloku 226 se zjistí, že čas T_DROp ještě neuplynul, tak pak se postupuje přímo do bloku 230. V bloku 230 se inkrementuje proměnná smyčky (i). Pak se v bloku 232 stanoví, zda byly všechny pilotní signály v aktivní skupině P_Aj_ testovány. Pokud byly všechny pilotní signály v aktivní skupině testovány, přejde se do bloku 234 a generování upravené aktivní skupiny je ukončeno. Pokud všechny pilotní signály v aktivní skupině nebyly testovány, postoupí se do bloku 220 a pokračuje se tak, jak je popsáno výše.

Na obr. 7 je znázorněn stavový diagram činnosti podle tohoto vynálezu. Daný pilotní signál P_N^ může začít v sousední skupině 700. Pokud E_c/I₀ pilotu P_N^ přesáhne prahovou hodnotu T_ADD, 3^e mobilní stanicí 2 přidán do kandidátské skupiny 702. Pokud je pilot P_c v kandidátské skupině 702 a hodnota jeho E_c/I₀ poklesne pod prahovou hodnotu T_DROp a jeho čas T_TDR0P vyprší, pak je mobilní stanicí 2 přesunut z kandidátské skupiny 702 do sousední skupiny 700. Tyto dva právě popsané přechody odpovídají bloku 200 z obr. 6 - přidávání a odebírání pilotů z kandidátské skupiny.

Pokud E_c/I₀ pilotu P_C;£ v kandidátské skupině přesáhne dynamickou prahovou hodnotu Yl, která byla stanovena podle výše uvedené rovníce (1), vyšle mobilní stanice 2 PSMM 706 základové stanici 4 s požadavkem o přidání P_c^ do aktivní skupiny 708. Základová stanice 4. odpoví vysláním rozšířené povelové zprávy předání (EHDM), která velí mobilní stanici 2 přidat P_ci do aktivní skupiny 708. Tyto dva právě popsané přechody odpovídají blokům 202-213 z obr. 6.

Pokud je Eq/Iq pilotu P_A^ v aktivní skupině menší než dynamická prahová hodnota Y2 a uplyne jeho čas T_TDROp, pak

Z *'««« « ί ϊ * · *· * • * · » * k » * » k » mobilní stanice 2. vyšle základové stanici 4 PSMM 710 s požadavkem o vyjmutí pilotu ^PAi z aktivní skupiny. Základová stanice 4 odpoví zprávou EHDM, velící mobilní stanici 2 přesunout ^pAi ^z aktivní skupiny do kandidátské skupiny 702. Tyto dva právě popsané přesuny odpovídají blokům 214-228 z obr. 6.

Pokud je E_c/I₀ pilotu P_Ai v aktivní skupině menší než prahová hodnota T_DROP a uplyne jeho čas T_TDR0P, pak mobilní stanice 2 vyšle základové stanici 4, PSMM 704 s požadavkem o vyjmutí pilotu P_Aj_ z aktivní skupiny. Základová stanice 4 odpoví zprávou EHDM, velící mobilní stanici 2 přesunout ^pAi ² Aktivní skupiny do sousední skupiny 702. Těmto dvěma přesunům neodpovídá žádný vývojový diagram.

Předchozí popis výhodných provedení umožní osobám znalým současného stavu oboru tento vynález využít. Osobám znalým současného stavu oboru budou ihned zřejmé různé modifikace těchto provedeni a generické principy zde definované se mohou použít pro další provedení bez nutnosti dalšího výzkumu. Takže tento vynález není omezen zde popsanými provedeními, ale zabírá nejširší rozsah, který je konzistentní se zde popsanými principy a novými vlastnostmi.

Claims (18)

1. Patentové nároky

   1. Metoda pro výběr základových stanic pro komunikaci s uživatelskou jednotkou, která se skládá z kroků:

   měření ve zmíněné uživatelské jednotce celkové energie signálů po předem stanovenou dobu, které jsou vysílány základovými stanicemi, které mohou komunikovat se zmíněnou uživatelskou jednotkou, výpočet ve zmíněné uživatelské jednotce první prahové hodnoty po zmíněném měření, porovnání ve zmíněné uživatelské jednotce energie signálů z první základové stanice se zmíněnou první prahovou hodnotou a výběru ve zmíněné uživatelské jednotce zmíněné první základové stanice, pokud zmíněná energie signálu ze zmíněné první základové stanice přesáhne zmíněnou první prahovou hodnotu.
2. 2. Metoda podle bodu 1 vyznačující se tím, že zmíněná energie signálu ze zmíněné první základové stanice je energie pilotního signálu z první základové stanice, která je měřena ve zmíněné uživatelské jednotce.
3. 3. Metoda podle bodu 2 vyznačující se tím, že zmíněná celková energie signálů od základových stanic, které mohou zmíněnou uživatelskou jednotkou, je sumou pilotních signálů těch pilotních signálů, které mají na příjmu energii vyšší než signály od zmíněné první základové stanice.

   komunikovat se hodnot energií φ W ··! * * * Φ · * * φφ Β * · Φ · Φ φ 4
4. 4. Metoda podle bodu 3 vyznačující se tím, že zmíněný krok výpočtu prahové hodnoty obsahuje provedení lineární operace se zmíněnou celkovou energií signálů ze základových stanic, které mohou komunikovat se zmíněnou uživatelskou jednotkou.
5. 5. Metoda podle bodu 4 vyznačující se tím, že směrnice zmíněné lineární operace je vypočtena ve zmíněné uživatelské jednotce v odezvě na změny zmíněné celkové energie po předem stanovenou dobu.
6. 6. Metoda podle bodu 5 vyznačující se tím, že směrnice zmíněné lineární operace je vypočtena ve zmíněné uživatelské jednotce v závislosti na uložených parametrech systému.
7. 7. Metoda podle bodu 6 vyznačující se tím, že zmíněná lineární operace se skládá z kroků:

   násobení zmíněného celku energií signálů od základových stanic, které mohou komunikovat se zmíněnou uživatelskou jednotkou, první proměnnou a sečtení druhé proměnné s výsledkem zmíněného násobení.
8. 8. Metoda podle bodu 7, která dále obsahuje krok vyslání zprávy, obsahující informaci o zmíněných změřených pilotních signálech ze zmíněné uživatelské stanice.
9. 9. Mobilní stanice pro použití v komunikačním systému, který obsahuje několik základových stanic řízených řadičem základových stanic, tato mobilní stanice obsahuje:

   přijímač pro příjem signálů z několika základových stanic, které dohromady tvoří kandidátskou skupinu _v w v v ’ - » · · » » • fe ·«· fe* fe fefefe fefe · • fe fe fe fe « fe «fefefe základových stanic.

   prostředky pro stanovení energie přijímaných signálů, první prostředky pro porovnávání energie přijímaného signálu s první prahovou hodnotou, prostředky pro identifikaci základových stanic, jejichž signál má větší energii na příjmu než je první prahová hodnota a prostředky pro vyslání signálu řadiči, který reprezentuje identifikované základové stanice jako vhodné pro začlenění do aktivní skupiny.
10. 10. Mobilní stanice podle bodu 9 vyznačující se tím, že zmíněné prostředky pro stanovování energie obsahují prostředky pro akumulaci hodnot energie přijímaných signálů po předem stanovený čas.
11. 11. Mobilní stanice podle bodu 9 nebo 10 vyznačující se tím, že zmíněné první prostředky pro porovnávání obsahuj i prostředky pro dynamický výpočet první prahové hodnoty.
12. 12. Mobilní stanice podle bodu 11, která dále obsahuje prostředky pro příjem jednoho či více předem stanovených parametrů v signálu, který vysílá základová stanice.
13. 13. Mobilní stanice podle bodu 11, která dále obsahuje prostředky pro uchovávání předem naprogramovaného jednoho nebo více předem stanovených parametrů.
14. 14. Mobilní stanice podle kteréhokoliv z bodů 9 až 13, která dále obsahuje:

    • · · t · · · * ( · · » « » ·*·* druhé prostředky pro porovnáváni energie přijímaných signálů ze základových stanic z aktivní skupiny s druhou prahovou hodnotou, prostředky pro identifikaci základových stanic z aktivní skupiny, jejichž signály mají energii na příjmu menší, než je druhá prahová hodnota po předem stanoveno dobu a prostředky pro vysílání signálu řadiči, který reprezentuje identifikaci základových stanic, které jsou vhodné pro vyjmutí z aktivní skupiny.
15. 15. Mobilní stanice podle bodu 14 vyznačující se tím že zmíněné druhé prostředky pro porovnávání obsahují prostředky pro dynamický výpočet druhé prahové hodnoty.
16. 16. Mobilní stanice podle bodu 15, která dále obsahuje prostředky pro příjem jednoho či více předem stanovených parametrů v signálu, který je vysílán základovou stanicí.
17. 17. Mobilní stanice podle bodu 16, která dále obsahuje prostředky pro uchovávání předem naprogramovaného jednoho nebo více předem stanovených parametrů.
18. 18. Mobilní stanice podle kteréhokoliv z bodu 14 až 17 vyznačující se tím, že základové stanice identifikované jako vhodné pro vyjmutí z aktivní skupiny jsou přesunuty do skupiny sousedních základových stanic.