PL206000B1

PL206000B1 - Sposób powiadamiania terminala bezprzewodowego w systemie telekomunikacyjnym bezprzewodowym

Info

Publication number: PL206000B1
Application number: PL342136A
Authority: PL
Inventors: Brian K. Butler; Klein S. Gilhousen
Original assignee: Qualcomm Inc
Priority date: 1997-05-30
Filing date: 1998-05-29
Publication date: 2010-06-30
Also published as: RU2004119813A; FI121837B; HUP0004389A3; EP1471760A3; US8046005B2; ATE367064T1; EP1811803A3; US8224356B2; EP2352349B1; UA72442C2; EP0985325A2; JP2004328772A; JP4249091B2; BR9809888B1; IL163756A0; FI20070892L; DE69838063D1; HU228602B1; IL162092A0; FI121448B

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sposób powiadamiania terminala bezprzewodowego w systemie telekomunikacyjnym bezprzewodowym, zwłaszcza sposób do powiadamiania telefonu komórkowego lub innego bezprzewodowego urządzenia łączności bezprzewodowej, przy użyciu pośredniego powiadamiania za pomocą kanału kodowanego.

Znany standard telefonii komórkowej IS-95 i jego pochodne, jak standard IS-95A oraz ANSI J-STD-008, określane łącznie jako standard IS-95, przewidują stosowanie nowoczesnych metod przetwarzania sygnałów w celu utworzenia skutecznego systemu telekomunikacyjnego wysokiej jakości, stosującego kodowanie głosu, detekcję błędów, wyprzedzającą korekcję błędu FEC, przeplatanie i modulację o rozproszonym widmie do zapewnienia bardziej skutecznego wykorzystania dostępnego pasma częstotliwości radiowych i bardziej odpornych połączeń. Standard IS-95 umożliwia wydłużenie łącznego czasu rozmów, zwiększenie przepustowości i redukcję przerwań połączeń w porównaniu z innymi systemami telefonii komórkowej.

Dla tworzenia połączeń w sposób uporządkowany, standard IS-95 przewiduje zespół wysoko kodowanych kanałów, w których są transmitowane dane spełniające różne funkcje. Te wysoko kodowane kanały obejmują kanał powiadamiania, w którym są transmitowane komunikaty powiadamiania, informujące telefony komórkowe, że aktualnie występuje wejściowe żądanie łączności. Zgodnie ze standardem IS-95, komunikaty powiadamiania są transmitowane z szybkościami przesyłania danych od niewielkich do średnich, na przykład od 4800 do 9600 bitów na sekundę podczas przedziałów czasowych, przyporządkowanych grupom telefonów komórkowych.

Tablica I podaje dane zawarte na przykład w typowym komunikacie powiadamiania, generowanym w zasadzie zgodnie ze standardem IS-95.

T a b l i c a I

Pole komunikatu	Długość (bity)
MSG_TYPE (typ komunikatu)	8
CONFIG_MSG_SEQ	6
ACC_MSG_SEQ	6
CLASS_0_DONE	1
CLASS_1_DONE	1
ZAREZERWOWANE	2
BROADCAST_DONE	1
ZAREZERWOWANE	4
ADD_LENGTH	3
ADD PFIELD	8 x ADD LENGTH
—	—

i zero lub więcej wystą pień następującego rekordu powiadamiania:

PAGE_CLASS	2
PAGE_SUBCLASS	2
Pola specyficzne dla klasy powiadomienia	Zwykle 2-12 bitów

Tablica I określa długość typowego komunikatu powiadamiania, bez szczegółowego opisu funkcji każdego pola. Taki szczegółowy opis jest dostępny w publikacji dotyczącej standardu IS-95, w szczególno ś ci standardu IS-95A. Komunikaty powiadamiania rozpoczynają się polem MSG_LEN o dł ugoś ci komunikatu oś miobitowego, które okreś la dł ugość komunikatu i koń czą się 30-bitowym polem cyklicznej kontroli nadmiarowej CRC.

Dla kontroli komunikatów powiadamiania, telefon komórkowy kontroluje okresowo kanał powiadamiania podczas przydzielonego przedziału czasowego powiadamiania. W szczególności telefon

PL 206 000 B1 komórkowy aktywuje okresowo złożone układy przetwarzania sygnałów wielkiej częstotliwości i sygnałów cyfrowych, aby z pozytywnym wynikiem przetworzyć komunikat powiadamiania. Ponieważ typowy komunikat powiadamiania jest stosunkowo długi i jest transmitowany przez wysoko kodowany kanał o szybkości przesyłania danych od niewielkiej do średniej, to związane z tym przetwarzanie podczas każdego przedziału czasowego wymaga znacznego czasu i zasobów przetwarzania sygnałów, a zatem znacznej mocy. Skraca to czas pozostawania telefonu komórkowego standardu IS-95 w trybie oczekiwania, przy użyciu baterii o danej pojemności, a zatem jest wysoce niepożądane.

Znane są z opisu patentowego USA nr 5 103 459 sposób i system generowania przebiegów sygnałowych w komórkowym systemie telefonicznym CDMA, w którym sygnały o częstotliwościach radiowych są przetwarzane zgodnie ze standardem IS-95.

Znane są z opisu patentowego USA nr 5 392 287 sposób i urządzenie do realizacji powiadamiania zgodnie ze standardem IS-95, zmniejszające pobór mocy w odbiorniku komunikacji ruchomej. Natomiast opis patentowy USA nr 5 509 015 przedstawia sposób i urządzenie do szeregowania łączności między urządzeniami nadawczo-odbiorczymi.

Sposób według wynalazku charakteryzuje się tym, że generuje się w stacji bazowej komunikat szybkiego powiadamiania, transmituje się ten komunikat z nadajnika stacji bazowej do odbiornika terminala bezprzewodowego kanałem kodowanym w mniejszym stopniu modulowanym sygnałem komunikatu szybkiego powiadamiania, przy czym za pomocą komunikatu szybkiego powiadamiania wywołuje się kontrolę przez terminal bezprzewodowy kanału kodowanego w większym stopniu dla komunikatu pełnego powiadamiania pod kątem zmiany co najmniej amplitudy i/lub częstotliwości i/lub fazy sygnału w tym kanale. Następnie generuje się w stacji bazowej komunikat pełnego powiadamiania i transmituje się ten komunikat z nadajnika stacji bazowej do odbiornika terminala bezprzewodowego kanałem kodowanym w większym stopniu modulowanym sygnałem komunikatu pełnego powiadamiania. Przy czym w kanale kodowanym w większym stopniu, za pomocą połączonych szeregowo kodera splotowego i układu przeplatania przetwarza się sygnał danych komunikatu pełnego powiadamiania, a następnie dane te moduluje się za pomocą modulatora przy zastosowaniu kodu Walsha, natomiast w kanale kodowanym w mniejszym stopniu, sygnał danych komunikatu szybkiego przetwarzania moduluje się za pomocą modulatora przy zastosowaniu kodu Walsha.

Korzystnie komunikat pełnego powiadamiania nadaje się z nadajnika stacji bazowej poprzez bezpośrednią modulację rozproszonego widma fali nośnej sekwencją kodową, a komunikat szybkiego powiadamiania nadaje się z nadajnika stacji bazowej poprzez bezpośrednią modulację rozproszonego widma fali nośnej sekwencją kodową.

Korzystnie do komunikatu pełnego powiadamiania wprowadza się dodatkową informację detekcji błędów, a komunikat pełnego powiadamiania nadaje się z nadajnika stacji bazowej poprzez bezpośrednią modulację rozproszonego widma fali nośnej sekwencją kodową, a komunikat szybkiego powiadamiania nadaje się z nadajnika stacji bazowej przez bezpośrednią modulację rozproszonego widma fali nośnej sekwencją kodową.

Korzystnie komunikat pełnego powiadamiania transmituje się z określonym opóźnieniem czasowym po transmisji komunikatu szybkiego powiadamiania.

Korzystnie odbiera się przez odbiornik terminala bezprzewodowego komunikat szybkiego powiadamiania, demoduluje się zmodulowany sygnału pierwszego kanału w demodulatorze, następnie za pomocą układu sterującego aktywuje się układ przetwarzania sygnałów terminala bezprzewodowego, po czym przetwarza się komunikat pełnego powiadamiania przy zastosowaniu układu przetwarzania sygnałów.

Korzystnie w układzie przetwarzania sygnałów dekoduje się komunikat pełnego powiadamiania za pomocą dekodera kratowego.

Korzystnie w układzie przetwarzania sygnałów rozplata się komunikat pełnego powiadamiania za pomocą układu rozplatania.

Korzystnie w układzie przetwarzania sygnałów sprawdza się cykliczną kontrolę nadmiarową komunikatu pełnego powiadamiania za pomocą układu cyklicznej kontroli nadmiarowej.

Zaletą wynalazku jest opracowanie ulepszonego sposobu powiadamiania telefonu komórkowego lub innego terminala bezprzewodowego, zmniejszającego pobór mocy w trybie oczekiwania. Możliwe jest użycie dwóch kanałów powiadamiania: minimalnie kodowanego kanału szybkiego powiadamiania, przez który są transmitowane krótkie komunikaty szybkiego powiadamiania, oraz wysoko kodowanego kanału pełnego powiadamiania dla otrzymania bardziej szczegółowego komunikatu pełnego powiadamiania, kontrolowanego przez terminal komunikacyjny.

PL 206 000 B1

Przedmiot wynalazku jest wyjaśniony w przykładach wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia komórkowy system telefoniczny w schemacie blokowym, fig. 2 - wykres czasowy ilustrujący przedziały taktowania w kanale szybkiego powiadamiania i kanale pełnego powiadamiania, fig. 3 - sieć działań przedstawiającą etapy wykonywane podczas powiadamiania terminala bezprzewodowego, fig. 4 - kodowanie realizowane w kanale pełnego powiadamiania i kanale szybkiego powiadamiania, w schemacie blokowym, fig. 5 - sieć działań przedstawiającą etapy wykonywane przez terminal bezprzewodowy w trybie oczekiwania i fig. 6 - odbiornik stosowany w sposobie według wynalazku, w schemacie blokowym.

Fig. 1 przedstawia system telefonii komórkowej, działający zgodnie ze standardem IS-95, przy czym wynalazek znajduje zastosowanie także w innych cyfrowych systemach komunikacyjnych, włącznie z bezprzewodowym systemem TDMA, satelitarnym systemem komunikacyjnym lub systemami bezprzewodowymi, przez które jest przesyłana kodowana sygnalizacja.

Na fig. 1 jest pokazany uproszczony system telefonii komórkowej do realizacji sposobu według wynalazku. Terminale bezprzewodowe 10, zwykle telefony komórkowe, znajdują się między stacjami bazowymi 12. Terminale bezprzewodowe 10a i 10b są w aktywnym trybie pracy, a zatem są sprzężone przez interfejsy z jedną lub więcej stacjami bazowymi 12, przy użyciu sygnałów o częstotliwościach radiowych, modulowanych zgodnie z metodami przetwarzania sygnału standardu IS-95. Inne terminale bezprzewodowe 10 są w trybie oczekiwania, a zatem kontrolują komunikaty powiadamiania, sygnalizujące żądanie łączności.

Każda stacja bazowa generuje sygnały połączeń następujących dla zespołu kanałów połączeń następujących. Kanały są tworzone za pomocą zbioru ortogonalnych 64-chipowych czyli bitowych funkcji Walsha, z których każda jest stosowana do modulowania danych związanych z konkretnym kanałem. Kanały są klasyfikowane zależnie od funkcji i zawierają kanał sterujący, za pośrednictwem którego jest transmitowany w sposób powtarzalny wzór przesunięcia fazowego dla kanału synchronizacyjnego, przez który są transmitowane dane synchronizacyjne, włącznie z bezwzględnym czasem systemu i przesunięciem fazy przyporządkowanego kanału sterującego, oraz kanały użytkowe, przez które są transmitowane dane skierowane do terminali. Kanały użytkowe są zwykle przydzielane do transmisji danych konkretnemu terminalowi bezprzewodowemu 10 przez czas trwania sprzęgnięcia z daną stacją bazową.

Jeden lub więcej kanałów Walsha jest przeznaczonych na kanały szybkiego powiadamiania i jeden lub więcej kanałów Walsha jest przeznaczonych na kanały pełnego powiadamiania. Przeznaczenie i działanie kanałów pełnego powiadamiania jest realizowane zgodnie ze specyfikacją kanału powiadamiania w standardzie IS-95.

Kanał pełnego powiadamiania jest podzielony na przedziały czasowe, które są przyporządkowane grupom terminali bezprzewodowych, w których przyporządkowanie odbywa się na podstawie międzynarodowego identyfikatora abonenta ruchomego IMSI, który jest unikalny dla każdego terminala bezprzewodowego 10 lub na podstawie innej informacji identyfikacyjnej terminala, na przykład jednego lub więcej numerów identyfikacji ruchomej MIN, elektronicznego numeru seryjnego ESN terminala bezprzewodowego lub tymczasowego identyfikatora abonenta ruchomego TMSI. Różne możliwe typy informacji identyfikacyjnej są nazywane dalej identyfikatorem ruchomym ID. Kanały szybkiego powiadamiania są podzielone również na przedziały czasowe.

Fig. 2 przedstawia wykres taktowania przedziałów czasowych kanału pełnego powiadamiania i kanału szybkiego powiadamiania, przy ich skonfigurowaniu dla realizacji sposobu według wynalazku. Kanał szybkiego powiadamiania jest podzielony na przedziały 30 szybkiego powiadamiania, a kanał pełnego powiadamiania jest podzielony na przedziały 32 pełnego powiadamiania, które są dłuższe od przedziałów szybkiego powiadamiania. Pojedynczym przedziałom 32 pełnego powiadamiania są przyporządkowane zespoły lub grupy przedziałów 30 szybkiego powiadamiania, co zaznaczono ukośnymi strzałkami, chociaż w ramach wynalazku znajdują zastosowanie jednakowe przedziały szybkiego powiadamiania i przedziały pełnego powiadamiania. Przyporządkowanie przedziałów 30 szybkiego powiadamiania konkretnej grupie terminali bezprzewodowych jest realizowane na przykład przez zastosowanie funkcji przemieszczania identyfikatora ruchomego ID terminala 10.

Dla powiadomienia konkretnego terminala bezprzewodowego 10, w czasie trwania przedziału szybkiego powiadamiania odbywa się transmisja komunikatu szybkiego powiadamiania, a podczas

PL 206 000 B1 przedziału pełnego powiadamiania przyporządkowanego mu terminala bezprzewodowego odbywa się transmisja komunikatu pełnego powiadamiania. Przedziały szybkiego powiadamiania i przedziały pełnego powiadamiania występują powtarzając się okresowo, co zapewnia, że przedział przyporządkowany konkretnemu terminalowi występuje po pewnym ograniczonym okresie czasu. Fig. 2 przedstawia przedziały 32 pełnego powiadamiania, występujące z opóźnieniem 34 po przyporządkowanych im przedziałach 30 szybkiego powiadamiania, dla umożliwienia terminalowi bezprzewodowemu przetworzenia komunikatu szybkiego powiadamiania i uruchomienie dodatkowych układów dekodujących przed następnym przedziałem pełnego powiadamiania.

Fig. 3 przedstawia schemat blokowy etapów wykonywanych przez sterownik 14 stacji bazowej podczas procesu powiadamiania, który rozpoczyna się w etapie 36. Następnie w etapie 38 następuje sprawdzenie, czy odebrano żądanie łączności. Jeżeli nie, to etap 38 powtarza się.

W razie odebrania żądania łączności, w etapie 40 następuje obliczenie przedziału pełnego powiadamiania i przedziału szybkiego powiadamiania, związanych z terminalem bezprzewodowym, do którego jest skierowane żądanie łączności, na podstawie identyfikatora ruchomego ID lub innej informacji identyfikacyjnej tego terminala bezprzewodowego 10. Przedział szybkiego powiadamiania jest obliczany na przykład przy użyciu pierwszej funkcji przemieszczania, a przedział pełnego powiadamiania jest obliczany przy zastosowaniu drugiej funkcji przemieszczania, przy czym druga funkcja przemieszczania jest inna niż pierwsza. Ponadto przedziały pełnego powiadamiania są rzędu 80 ms, a przedziały szybkiego powiadamiania rzędu 5 ms. Terminal bezprzewodowy 10 ma za zadanie na przykład przetwarzanie całego lub części komunikatu pełnego powiadamiania, zależnie od treści komunikatu powiadamiania odebranego zgodnie ze standardem IS-95. Korzystne jest, jeżeli sterownik 14 stacji bazowej realizuje niezbędne przetwarzanie przy zastosowaniu jednego lub wielu mikroprocesorów pracujących z oprogramowaniem przechowywanym w pamięci.

Przedział pełnego powiadamiania jest określany standardowo, a przedział szybkiego powiadamiania jest określany przy zastosowaniu innej funkcji przemieszczania dla identyfikatora ruchomego ID, przy czym według wynalazku jest możliwe stosowanie innych metod przyporządkowywania przedziałów powiadamiania terminalom bezprzewodowym. W szczególności przedział czasowy pełnego powiadamiania odpowiada czasowi t systemu, występującemu w postaci ramek po 20 ms, przy czym jest spełnione następujące równanie:

(floor(t/4)-PGSLOT)mod(16*T) = 0 (1) gdzie T jest długością cyklu przedziału w jednostkach po 1,28 s, określaną przez T = 2ⁱ, gdzie i jest indeksem cyklu przedziału SCI, a PGSLOT jest określane przy zastosowaniu następującej funkcji przemieszczania:

PGSLOT = floor(Nx((40505x (L©H©DECORR))mod2^A16)/2^A16, (2) gdzie L oznacza 16 najmniej znaczących bitów 32-bitowego klucza HASH_KEY, a H oznacza 16 najbardziej znaczących bitów klucza HASH_KEY, natomiast N wynosi 2048. Klucz HASH_KEY jest korzystnie taki, jak identyfikator MOBILE_ID lub jego pochodna, na przykład IMSI. Funkcja floor(x) zwraca największą liczbę całkowitą mniejszą lub równą x. Na przykład, wynik wyrażenia floor(2,99), floor(2,01) i floor(2,00) wynosi 2, a wynik wyrażenia foor(-2,5) wynosi -3. Wartość dekorelacji DECORR jest obliczana w następujący sposób:

DECORR = 6 X HASH_KEY [0...11] (3) gdzie HASH_KEY [0...11] oznacza jedenaście najmniej znaczących bitów 32-bitowej wartości HASH_KEY.

Funkcja przemieszczania stosowana do określenia przedziału szybkiego powiadamiania jest obliczana na przykład w podobny sposób, jak dla przedziału szybkiego powiadamiania, z tym wyjątkiem, że przedział szybkiego powiadamiania występuje między 40 ms i 120 ms, przed przedziałem pełnego powiadamiania, a zespół terminali bezprzewodowych, przyporządkowanych przedziałowi szybkiego powiadamiania, zmienia się w czasie tak, że każdy terminal bezprzewodowy 10 jest przyporządkowany innemu zespołowi terminali bezprzewodowych 10 podczas każdego przedziału szybkiego powiadamiania. Zmiana zespołu terminali 10, której jest przyporządkowany każdy terminal 10 podczas

PL 206 000 B1 każdego przedziału powiadamiania, zapewnia, że mniej aktywne terminale bezprzewodowe nie zostają w sposób trwały przyporządkowane bardziej aktywnemu terminalowi bezprzewodowemu 10, a zatem nie ma potrzeby kontroli dużej liczby komunikatów pełnego powiadamiania, które nie są do niego kierowane.

Przedział szybkiego powiadamiania dla terminala bezprzewodowego 10 występuje na przykład w ciągu 80 ms przedziału szybkiego powiadamiania, który rozpoczyna się 120 ms przed rozpoczęciem przedziału pełnego powiadamiania obliczonego według następującego równania:

(floor((t-6)/4)-PGSLOT)mod(16*T) = 0, (4) gdzie PGSLOT jest takie samo, jak stosowane w przypadku przedziału pełnego powiadamiania. Czas trwania okresu szybkiego powiadamiania jest podzielony na przedziały szybkiego powiadamiania, podczas których są nadawane komunikaty szybkiego powiadamiania, opisane poniżej bardziej szczegółowo. Korzystnie przedziały szybkiego powiadamiania i przyporządkowane im komunikaty szybkiego powiadamiania mają czas trwania pojedynczego bitu. Zatem liczba przedziałów szybkiego powiadamiania, przypadająca na okres szybkiego powiadamiania, jest funkcją szybkości przesyłania danych kanału szybkiego powiadamiania.

Równanie (4) jest takie samo, jak równanie (1), z tym wyjątkiem, że czas systemu jest przesunięty o sześć ramek, co powoduje rozpoczęcie okresu szybkiego powiadamiania 120 ms przed przedziałem pełnego powiadamiania. Stosowanie przesunięcia 120 ms zapewnia, że występuje czas przynajmniej 40 ms, zakładając, że okres szybkiego powiadamiania wynosi 80 ms, między dowolnym konkretnym przedziałem szybkiego powiadamiania i przedziałem pełnego powiadamiania, co daje terminalowi bezprzewodowemu czas dostateczny na przygotowanie do przetwarzania komunikatu pełnego powiadamiania po odebraniu komunikatu szybkiego powiadamiania.

W okresie 80 ms szybkiego powiadamiania przedział szybkiego powiadamiania trwający 1 bit, przydzielony konkretnemu terminalowi bezprzewodowemu 10, jest określany przy zastosowaniu następującego równania:

QUICK_PGSLOT= 1+floor(Nx((40505x(L©H©DECORR) )mod2^A16)/2^A16), (5) gdzie wartość N jest ustalona odpowiednio do szybkości przesyłania danych kanału szybkiego powiadamiania QPAGE_RATE w liczbie bitów na przedział 80 ms. Na przykład, jeżeli szybkość przesyłania danych w kanale szybkiego powiadamiania wynosi 9600 bitów/s, to wartość QPAGE_RATE jest równa 768 bitów/ramka. Ponadto wartość dekorelacji jest określana następująco:

DECORR = (floor((t-6)/64)mod 2^Λ16 (6)

Zatem równanie (5) zwraca wartość między 1 i 768, odpowiadającą przedziałowi szybkiego powiadamiania w okresie 80 ms przedziału szybkiego powiadamiania, który zaczyna się 120 ms przed przedziałem pełnego powiadamiania. Terminal bezprzewodowy kontroluje kanał szybkiego powiadamiania i jeżeli zostanie odebrany komunikat szybkiego powiadamiania, to terminal bezprzewodowy zaczyna kontrolować kanał pełnego powiadamiania w oczekiwaniu na komunikat pełnego powiadamiania.

Z równania (6) wynika, że zostaje obliczona wartość dekorelacyjna DECORR dla kanału szybkiego powiadamiania jako funkcja czasu systemu, a zatem wynikowa wartość QUICK_PGSLOT dla danego zespołu terminali bezprzewodowych 10 zmienia się wraz z czasem. Powoduje to, że zespół terminali bezprzewodowych 10, przyporządkowanych konkretnemu przedziałowi pełnego powiadamiania, ma w czasie różne przedziały szybkiego powiadamiania, chociaż mogą one nadal być przekazywane podczas tego samego okresu szybkiego powiadamiania, co pomaga w zapewnieniu, że mniej aktywny terminal bezprzewodowy 10 nie jest przywiązany do bardziej aktywnego terminala bezprzewodowego 10, który mógłby powodować kontrolę kanału pełnego powiadamiania z niepotrzebnie dużą częstotliwością, a zatem z niepotrzebnym poborem mocy.

Jeżeli identyfikator MOBILE_ID nie jest zawarty bezpośrednio w żądaniu łączności, to jest możliwy do uzyskania za pośrednictwem przeglądania bazy danych przy zastosowaniu dowolnej innej informacji identyfikacyjnej, zawartej w żądaniu, jak na przykład numeru telefonicznego lub ruchomego numeru identyfikacyjnego MIN terminala bezprzewodowego 10.

PL 206 000 B1

Po określeniu przedziału szybkiego powiadamiania i przedziału pełnego powiadamiania, sterownik 14 stacji bazowej nadaje w etapie 42 komunikat szybkiego powiadamiania w kanale szybkiego powiadamiania, a w etapie 44 w kanale pełnego powiadamiania, za pośrednictwem jednej lub więcej stacji bazowych 12. Stacje bazowe 12 kodują i modulują komunikaty powiadamiania opisane poniżej bardziej szczegółowo, a transmisja dwóch komunikatów powiadamiania odbywa się podczas trwania przedziału szybkiego powiadamiania i przedziału pełnego powiadamiania.

Po transmisji komunikatu szybkiego powiadamiania i komunikatu pełnego powiadamiania, sterownik 14 stacji bazowej żąda w etapie 46 odpowiedzi określającej, że powiadamianie otrzymano. Jeżeli otrzymano odpowiedź, to w etapie 50 rozpoczyna się łączność.

Jeżeli nie otrzymano odpowiedzi po okresie maksymalnego upływu czasu, to w etapie 52 odbywa się transmisja drugiego komunikatu szybkiego powiadamiania, a w etapie 54 odbywa się transmisja drugiego komunikatu pełnego powiadamiania. W etapie 56 sterownik 14 stacji bazowej zapytuje o odpowiedź z terminala bezprzewodowego 10 i w etapie 58 określa, czy otrzymano odpowiedź. Jeżeli odpowiedź otrzymano, to w etapie 50 rozpoczyna się łączność. Jeżeli w etapie 58 nastąpi stwierdzenie, że nie otrzymano odpowiedzi, to w etapie 60 następuje brak możliwości realizacji powiadomienia. W przypadku każdego powiadomienia są generowane na przykład dwa lub więcej komunikatów pełnego powiadamiania. Drugi komunikat szybkiego powiadamiania i komunikat pełnego powiadamiania zwiększają prawdopodobieństwo odebrania powiadomienia bez wprowadzania opóźnienia, niezbędnego do stwierdzenia, czy z terminala bezprzewodowego 10 otrzymano komunikat potwierdzający.

Komunikat szybkiego powiadamiania składa się na przykład z bitu INCOMMING_PAGE, który w pierwszym stanie, na przykład logicznym wysokim, określa, że odebrano żądanie łączności skierowane do jednego z terminali bezprzewodowych 10, przyporządkowanych temu przedziałowi szybkiego powiadamiania, a zatem, że te terminale bezprzewodowe powinny przetwarzać komunikat pełnego powiadamiania podczas następnego wyznaczonego przedziału pełnego powiadamiania. Bit INCOMMING_PAGE w drugim stanie, na przykład logicznym niskim, określa, że nie odebrano żądania łączności dla tych terminali bezprzewodowych 10, a zatem kanał pełnego powiadamiania nie wymaga przetwarzania w następnym przydzielonym przedziale powiadamiania. Zatem komunikat szybkiego powiadamiania jest zakodowany w większym stopniu niż komunikat pełnego powiadamiania, ponieważ powiadomienie jest reprezentowane przez pojedynczy bit zamiast znacznie większej liczby bitów, więc może być przetwarzany za pomocą mniejszych zasobów. Takiego kodowania komunikatu nie należy mylić z kodowaniem kanałowym opisanym poniżej, gdzie większa ilość kodowania wymaga większych zasobów przetwarzania danych, a zatem jest mniej pożądana w aspekcie poboru mocy.

Komunikat pełnego powiadamiania zawiera na przykład informację w standardzie IS-95 dla normalnego komunikatu powiadamiania, który umożliwia terminalowi bezprzewodowemu 10 określenie, czy powiadomienie jest skierowane do niego. Przykład powiadomienia generowanego zgodnie ze standardem IS-95 jest pokazany w tablicy I, gdzie komunikat pełnego powiadamiania zawiera znacznie więcej informacji niż komunikat szybkiego powiadamiania, który korzystnie składa się z jednego bitu. Zatem komunikat szybkiego powiadamiania jest przetwarzany z łatwością przez każdy terminal bezprzewodowy 10 i z mniejszą mocą niż komunikat pełnego powiadamiania.

Stosuje się na przykład wielobitowe komunikaty szybkiego powiadamiania, które służą do kodowania i przenoszenia dodatkowej informacji poza prostym określeniem, że terminal bezprzewodowy kontroluje kanał pełnego powiadamiania podczas następnego przydzielonego przedziału 32 pełnego powiadamiania. Na przykład wielobitowy komunikat szybkiego powiadamiania jest stosowany do bardziej dokładnego określenia, który terminal bezprzewodowy 10 jest powiadamiany z podzespołu terminali bezprzewodowych, przyporządkowanego odpowiedniemu przedziałowi 30 szybkiego powiadamiania. Wielobitowy moduł szybkiego powiadamiania jest stosowany do określania, że kanał pełnego powiadamiania wymaga kontroli w ciągu dłuższego okresu czasu, tak że zmiany parametrów są rozsyłane do wszystkich terminali bezprzewodowych 10. Przy zastosowaniu wielobitowego komunikatu powiadamiania mogą być transmitowane różne rodzaje informacji. Na komunikacie szybkiego powiadamiania jest realizowane na przykład kodowanie ze zredukowaną wyprzedzającą korekcją błędu.

Poza transmitowaniem mniejszej ilości informacji w komunikacie szybkiego powiadamiania niż w komunikacie pełnego powiadamiania, system stanowi system kodowania minimalnego dla kanału szybkiego powiadamiania.

Fig. 4 przedstawia sposoby kodowania stosowane w przypadku kanału pełnego powiadamiania i kanału szybkiego powiadamiania według wynalazku. Dane transmitowane przez kanał pełnego powiadamiania są kodowane splotowo przez koder splotowy 60 i wynikowe symbole kodowe są powtarzane

PL 206 000 B1 przez układ powtarzania 61 symboli w celu generowania symboli z zadaną szybkością przesyłania danych. Powtarzane symbole kodowe są następnie przeplatane blokami przez układ przeplatania 62 bloków. Dane z układu przeplatania 62 bloków są szyfrowane w układzie EXCLUSIVE-OR (XOR) przez dziesiętny długi kod generowany przez generator 64 długiego kodu i układ dziesiętny 66. Długi kod jest kodem binarnym generowanym jako funkcja wartości początkowej i jest znany wszystkim terminalom bezprzewodowym 10. Zaszyfrowane dane są modulowane przez kod Walsha kanału, przeznaczony dla kanału pełnego powiadamiania, a dane modulowane kodem Walsha kanału są rozpraszane względem QPSK przy zastosowaniu kodu szumu pseudolosowego PN, sumowane z danymi z innych kanałów i mają zwiększaną częstotliwość dla transmisji, korzystnie zgodnie ze standardem IS-95.

Na fig. 4 dane transmitowane przez kanał szybkiego powiadamiania są doprowadzane bezpośrednio do kodu Walsha kanału, przeznaczonego dla kanału szybkiego powiadamiania, a następnie rozpraszane, sumowane i mają zwiększaną częstotliwość w sposób opisany powyżej. Korzystne jest, jeżeli pojedynczy bit danych transmitowanych przez kanał szybkiego powiadamiania jest modulowany wiele razy przez ten sam kod Walsha i skutkiem tego transmitowany wiele razy. Można transmitować również bit danych w sposób powtarzalny, przy zastosowaniu układu powtarzania symboli, jak układ powtarzania 61 symboli stosowany w przypadku kanału pełnego powiadamiania. Natomiast kanał szybkiego powiadamiania jest szyfrowany na przykład przy zastosowaniu długiego kodu, jak kod realizowany dla kanału pełnego powiadamiania.

Z fig. 4 widać, że przetwarzanie związane z informacją transmitowaną w kanale szybkiego powiadamiania jest znacznie mniejsze, zarówno w odniesieniu do czasu trwania jak i złożoności, od przetwarzania związanego z kanałem pełnego powiadamiania. Zatem stopień przetwarzania niezbędnego do realizacji przetwarzania przy odbiorze z kanału szybkiego powiadamiania jest również znacznie mniejszy, a więc wymaga mniejszej energii niż jest wymagana w przypadku kanału pełnego powiadamiania. Ponieważ mniejszy stopień przetwarzania realizowanego w przypadku kanału szybkiego powiadamiania zwiększa prawdopodobieństwo błędu podczas przetwarzania dowolnego konkretnego bitu, można stosować inne metody zmniejszenia oddziaływania wzrostu stopy błędów, bez znacznego zwiększenia złożoności. Metody te obejmują wielokrotną transmisję tego samego bitu lub interpretowanie transmisji o niskiej jakości jako pozytywnych komunikatów powiadamiania.

Fig. 5 przedstawia sieć działań przy przetwarzaniu realizowanym przez terminal bezprzewodowy w trybie oczekiwania według wynalazku. Korzystne jest, jeżeli przetwarzanie odbywa się przy zastosowaniu sterownika mikroprocesorowego za pośrednictwem instrukcji programowych, przechowywanych w pamięci sprzężonej z innymi układami scalonymi i systemami. Przetwarzanie rozpoczyna się w etapie 80, a w etapie 84 następuje stwierdzenie, czy nadszedł przydzielony przedział czasowy szybkiego powiadamiania i jeżeli nie, następuje ponowne wykonanie etapu 82.

Jeżeli nadszedł przydzielony przedział czasowy szybkiego powiadamiania, to terminal bezprzewodowy 10 w etapie 86 przetwarza kanał szybkiego powiadamiania. Korzystne jest, jeżeli przetwarzanie jest realizowane przy zastosowaniu znacznie mniejszego podzespołu układów przetwarzania sygnałów, zawartych w terminalu bezprzewodowym, niż używanych do przetwarzania komunikatów pełnego powiadamiania. Zgodnie z przetwarzaniem sygnałów nadawczych, realizowanym w przypadku kanału szybkiego powiadamiania, przedstawionego na fig. 4, przetwarzanie odbiorcze obejmuje zmniejszenie częstotliwości odbieranej energii wielkiej częstotliwości, eliminację rozproszenia za pomocą kodu rozproszenia PN i demodulację za pomocą wyznaczonego kodu Walsha. Wynikowe dane programowe są przetwarzane bezpośrednio w celu określenia nadawanego poziomu logicznego.

Zgodnie z fig. 5 w etapie 88 określa się, na podstawie poziomu logicznego wykrytych danych, czy w etapie 86 nastąpił odbiór komunikatu szybkiego powiadamiania. Jeżeli został odebrany komunikat szybkiego powiadamiania, to przetwarzanie przechodzi do etapu 90 opisanego poniżej. Jeżeli nie wykryto komunikatu szybkiego powiadamiania, to dodatkowo w etapie 89 sprawdza się, czy jakość sygnału podczas przetwarzania była akceptowalna. Jeżeli tak, to terminal bezprzewodowy 10 wraca do etapu 82. Jeżeli jakość sygnału nie była akceptowalna, to przetwarzanie przechodzi do etapu 90 w sposób opisany poniżej.

Jakość odebranego sygnału jest określana za pomocą znanych metod, włącznie z określaniem, kiedy moc odbieranego sygnału nadawanego z nadajnika 50 spada poniżej poziomu progowego lub przez określenie, kiedy stosunek sygnału do szumu spada poniżej poziomu progowego. Przez kontrolę, kiedy jest nieakceptowalna jakość odbieranego sygnału komunikatu pełnego powiadamiania, minimalizowana jest liczba komunikatów pełnego powiadamiania, pominiętych w wyniku niewykrycia komunikatów szybkiego powiadamiania z powodu nieakceptowalnej jakości sygnału.

PL 206 000 B1

Jeżeli wykryto komunikat szybkiego powiadamiania lub jeżeli jakość odbieranego sygnału była nieakceptowalna, to terminal bezprzewodowy 10 w etapie 90 uruchamia dodatkowe układy dekodujące i w etapie 92 przetwarza komunikat pełnego powiadamiania podczas przydzielonego przedziału czasowego pełnego powiadamiania przy zastosowaniu uruchomionych układów. Czas między przedziałem szybkiego powiadamiania i przedziałem pełnego powiadamiania, przydzielony konkretnemu terminalowi, musi być wystarczający do umożliwienia uruchamiania dodatkowych układów dekodujących w terminalu bezprzewodowym 10 po wykryciu komunikatu szybkiego powiadamiania, przed wystąpieniem przedziału pełnego powiadamiania.

W etapie 94 terminal bezprzewodowy 10, na podstawie adresu zawartego w komunikacie określa, czy został do niego skierowany komunikat pełnego powiadamiania przetwarzany w etapie 92 i jeżeli nie, to w etapie 82 następuje wyłączenie układów dekodujących w terminalu bezprzewodowym 10 oraz ponowne wykonanie etapu 84. Jeżeli komunikat pełnego powiadamiania był skierowany do terminala bezprzewodowego 10, to w etapie 96 rozpoczyna się przetwarzanie połączeń i terminal bezprzewodowy w etapie 98 wchodzi w tryb aktywny.

Fig. 6 przedstawia schemat blokowy uproszczonego terminala bezprzewodowego 10, gdy jest on skonfigurowany dla realizacji sposobu według wynalazku. Demodulator cyfrowy 302, układ przeplatania 304 bloków, dekoder kratowy 306 i układ sterujący 308 są sprzężone za pośrednictwem magistrali cyfrowej, a odbiornik 300 wielkiej częstotliwości jest dołączony do demodulatora cyfrowego 302.

W trybie oczekiwania układ sterujący uruchamia okresowo odbiornik 300 wielkiej częstotliwości i demodulator cyfrowy 302 w celu przetwarzania komunikatów sterującego i szybkiego powiadamiania. Odbiornik 300 wielkiej częstotliwości zmniejsza częstotliwość i przetwarza do postaci cyfrowej sygnały wielkiej częstotliwości, a demodulator cyfrowy 302 dokonuje demodulacji cyfrowej danych programowych dla przetwarzanych komunikatów w pierwszym okresie. Układ sterujący 308 bada dane programowe komunikatu sterującego w celu określenia jakości sygnału i sprawdza kanał szybkiego powiadamiania dla określenia, czy odebrano komunikat szybkiego powiadamiania.

Jeżeli odebrano komunikat szybkiego powiadamiania lub odebrano sygnał złej jakości, to układ sterujący 308 uruchamia układ eliminacji 304 przeplatania bloków i dekoder kratowy 306, a konfigurowany demodulator cyfrowy rozpoczyna przetwarzanie komunikatu pełnego powiadamiania w drugim okresie, który jest dłuższy od pierwszego okresu. Układ sterujący 308 kontroluje dane odbierane w kanale pełnego powiadamiania dla komunikatu pełnego powiadamiania skierowanego do niego i jeżeli żaden nie został wykryty, wyłącza układ eliminacji 304 bloków i dekoder kratowy 306 oraz pozostaje nadal w trybie oczekiwania. W razie wykrycia komunikatu pełnego powiadamiania, układ sterujący 308 przełącza terminal bezprzewodowy w tryb aktywny, w którym następuje realizacja łączności.

Kanał szybkiego powiadamiania i kanał pełnego powiadamiania są połączone na przykład w ten sam kanał kodowy. Oznacza to, że kanał szybkiego powiadamiania i kanał pełnego powiadamiania są modulowane tym samym kodem Walsha. W tym samym kanale kodowym kanał szybkiego powiadamiania i kanał pełnego powiadamiania są rozróżniane logicznie zgodnie z wyznaczonym wzorem podziału czasowego. Na przykład podczas niektórych przedziałów 80 ms są nadawane komunikaty szybkiego powiadamiania, natomiast podczas innych przedziałów 80 ms są nadawane komunikaty kanału pełnego powiadamiania, zgodnie z wyznaczonym wzorem podziału czasowego. To wykonanie upraszcza nieco odbiór i przetwarzanie nadawcze, wymagając jedynie modulacji i demodulacji pojedynczego kanału kodowego, lecz może wymagać znaczniejszej modyfikacji standardu IS-95, a zatem zapewnia mniejszą kompatybilność z istniejącymi systemami komunikacyjnymi zgodnymi ze standardem IS-95.

Przy powiadamianiu z zastosowaniem komunikatu szybkiego powiadamiania o minimalnej liczbie bitów, który jest transmitowany przez minimalnie kodowany kanał, wynalazek umożliwia pobór mniejszej mocy terminala bezprzewodowego, przy kontroli komunikatów powiadamiania w trybie oczekiwania. Pobór mniejszej mocy w trybie oczekiwania umożliwia dłuższą pracę terminala bezprzewodowego z daną baterią, a zatem wydłuża czas oczekiwania terminala. Ponieważ terminale bezprzewodowe są stosowane zwykle w łączności ruchomej, to często konieczna jest praca w wydłużonych okresach czasu bez doładowywania lub wymiany baterii terminala. Zatem w celu zapewnienia większej wygody i zmniejszenia prawdopodobieństwa pominięcia komunikatów powiadamiania w wyniku wyczerpania się baterii, wydłużenie czasu oczekiwania dla danych rozmiarów baterii jest wysoce pożądane.

Ponadto, ponieważ komunikaty szybkiego powiadamiania są nadawane w bardzo krótkich okresach czasu, to kontrola komunikatu szybkiego powiadamiania może być realizowana poza okresem oczekiwania, również podczas trybu aktywnego, gdy odbywa się przetwarzanie związane z połączeniem telefonicznym lub inną łącznością. Taka kontrola jest realizowana na przykład przez krótkie zawieszanie

PL 206 000 B1 przetwarzania kanału użytkowego w celu umożliwienia przetwarzania kanału szybkiego powiadamiania podczas przedziału szybkiego powiadamiania. Ponieważ przedział szybkiego powiadamiania jest rzędu 5 ms, to wszelkie utraty danych nie stanowią problemu ani nie są wykrywane, a często mogą być odtworzone przy zastosowaniu kodowania z wyprzedzającą korekcją błędu FEC. Po odebraniu komunikatu szybkiego powiadamiania, komunikat pełnego powiadamiania jest odbierany po dodatkowym zawieszeniu przetwarzania kanału użytkowego przez nadanie komunikatu sygnalizacyjnego do sterownika stacji bazowej i następne przetwarzanie komunikatu pełnego powiadamiania. Zatem przez zastosowanie zasady podwójnego powiadamiania o zdarzeniu rozszerza się możliwość odbioru komunikatu powiadamiania w trybie aktywności. Sposób dwukanałowego powiadamiania telefonów komórkowych i innych terminali bezprzewodowych zmniejsza pobór mocy w trybie oczekiwania.

Claims

1. Sposób powiadamiania terminala bezprzewodowego w systemie telekomunikacyjnym bezprzewodowym, w którym dane spełniające różne funkcje transmituje się z nadajnika stacji bazowej do odbiornika terminala bezprzewodowego wysoko kodowanymi kanałami poprzez modulację częstotliwości i/lub amplitudy i/lub fazy lub kwadraturową modulację fazy lub inną znaną technikę modulacji sygnału fali nośnej cyfrowym sygnałem danych, przy czym w skład wysoko kodowanych kanałów wchodzi kanał powiadamiania, którym transmituje się komunikaty powiadamiania informujące określony terminal bezprzewodowy o aktualnym żądaniu łączności, znamienny tym, że generuje się w stacji bazowej (12) komunikat szybkiego powiadamiania i transmituje się ten komunikat z nadajnika stacji bazowej (12) do odbiornika (300) terminala bezprzewodowego (10) kanałem kodowanym w mniejszym stopniu, modulowanym sygnałem komunikatu szybkiego powiadamiania, przy czym za pomocą komunikatu szybkiego powiadamiania wywołuje się kontrolę przez terminal bezprzewodowy (10) kanału kodowanego w większym stopniu dla komunikatu pełnego powiadamiania pod kątem zmiany co najmniej amplitudy i/lub częstotliwości i/lub fazy sygnału w tym kanale, następnie generuje się w stacji bazowej (12) komunikat pełnego powiadamiania i transmituje się ten komunikat z nadajnika stacji bazowej (12) do odbiornika (300) terminala bezprzewodowego (10) kanałem kodowanym w większym stopniu, modulowanym sygnałem komunikatu pełnego powiadamiania, przy czym w kanale kodowanym w większym stopniu, za pomocą połączonych szeregowo kodera splotowego (60) i układu przeplatania (62) przetwarza się sygnał danych komunikatu pełnego powiadamiania, a następnie dane te moduluje się za pomocą modulatora przy zastosowaniu kodu Walsha, natomiast w kanale kodowanym w mniejszym stopniu, sygnał danych komunikatu szybkiego przetwarzania moduluje się za pomocą modulatora przy zastosowaniu kodu Walsha.

2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że komunikat pełnego powiadamiania nadaje się z nadajnika stacji bazowej (12) poprzez bezpośrednią modulację rozproszonego widma fali nośnej sekwencją kodową, oraz komunikat szybkiego powiadamiania nadaje się z nadajnika stacji bazowej (12) poprzez bezpośrednią modulację rozproszonego widma fali nośnej sekwencją kodową.

3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że do komunikatu pełnego powiadamiania wprowadza się dodatkową informację detekcji błędów oraz komunikat pełnego powiadamiania nadaje się z nadajnika stacji bazowej (12) poprzez bezpośrednią modulację rozproszonego widma fali nośnej sekwencją kodową, oraz komunikat szybkiego powiadamiania nadaje się z nadajnika stacji bazowej (12) przez bezpośrednią modulację rozproszonego widma fali nośnej sekwencją kodową.

4. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że komunikat pełnego powiadamiania transmituje się z określonym opóźnieniem czasowym (34) po transmisji komunikatu szybkiego powiadamiania.

5. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że odbiera się przez odbiornik (300) terminala bezprzewodowego (10) komunikat szybkiego powiadamiania, demoduluje się zmodulowany sygnał pierwszego kanału w demodulatorze (302), następnie za pomocą układu sterującego (308) aktywuje się układ przetwarzania sygnałów terminala bezprzewodowego (10), po czym przetwarza się komunikat pełnego powiadamiania przy zastosowaniu układu przetwarzania sygnałów.

PL 206 000 B1

6. Sposób według zastrz. 5, znamienny tym, że w układzie przetwarzania sygnałów dekoduje się komunikat pełnego powiadamiania za pomocą dekodera kratowego (306).

7. Sposób według zastrz. 5, znamienny tym, że w układzie przetwarzania sygnałów rozplata się komunikat pełnego powiadamiania za pomocą układu rozplatania (304).

8. Sposób według zastrz. 5, znamienny tym, że w układzie przetwarzania sygnałów sprawdza się cykliczną kontrolę nadmiarową komunikatu pełnego powiadamiania za pomocą układu cyklicznej kontroli nadmiarowej.