Результат интеллектуальной деятельности: СИСТЕМА И СПОСОБ ДЛЯ ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ ОБРАТНОГО НАПРАВЛЕНИЯ В СИСТЕМЕ МОБИЛЬНОЙ СВЯЗИ

Описание

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение в целом относится к способу и системе для передачи данных в системе мобильной связи и, в частности, к способу и системе для управления скоростью передачи данных, передаваемых в обратном направлении.

Вообще, системы мобильной связи множественного доступа с кодовым разделением каналов (CDMA) 2-ого поколения (2G) предоставляют голосовое обслуживание с низкоскоростным информационным обслуживанием по каналу потока обмена в прямом и обратном направлении. Со стремительным развитием беспроводной технологии, повышенным объемам данных необходимо передаваться на высоких скоростях для снабжения пользователей мультимедийным контентом и доступом в Интернет в дополнение к простому голосовому обслуживанию. Для удовлетворения пользовательской потребности системы мобильной связи продолжают развиваться до передовых систем, способных к предоставлению как высокоскоростного информационного обслуживания, так и простого, ориентированного на голос, обслуживания.

Система мобильной связи 3-его поколения (3G) нацеливается на предоставление высокоскоростного обслуживания с особой концентрацией на информационно-ориентированном мультимедийном обслуживании.

Например, стандарт высокоскоростной системы обмена пакетными данными CDMA (EV-DO), также известный как стандарт высокоскоростной передачи данных (HDR), был учрежден Проектом 2 партнерства 3-его поколения (3GPP2), который является лагерем стандартизации для синхронных систем, с намерением предоставлять высокоскоростное информационное обслуживание CDMA2000. Во время прямой передачи система 1xEV-DO передает пакетные данные только на конкретную мобильную станцию. Поэтому система 1xEV-DO может передавать пакетные данные на конкретную мобильную станцию с максимальной мощностью на высокой скорости.

Далее будет приведено описание системы 1xEV-DO. Для прямой линии связи системы 1xEV-DO сеть доступа (AN) или базовая станция (BS) служит в качестве передатчика, в то время как терминал доступа (AT) или мобильная станция (MS) служит в качестве приемника. Физический уровень системы 1xEV-DO, перенявший схему адаптации линии связи, адаптивно использует различные схемы модуляции, такие как фазовая манипуляция с четвертичными сигналами (QPSK), 8-ричная фазовая манипуляция (8PSK) и 16-ричная квадратурная амплитудная модуляция (16QAM), с различными скоростями передачи данных согласно внешним канальным условиям. В дополнение система 1xEV-DO поддерживает мультимедийное обслуживание с использованием одной и той же полосы частот, и в системе большое количество мобильных станций могут одновременно передавать данные на базовую станцию. В этом случае идентификация мобильных станций достигается посредством кодов кодирования с расширением спектра, назначенных мобильным станциям.

В системе 1xEV-DO, передача данных в обратном направлении с мобильной станции на базовую станцию достигается через обратный канал пакетных данных (R-PDCH) посредством пакета физического уровня (PLP) с фиксированной длиной пакета. Скорость передачи данных для каждого пакета является регулируемой и основана на мощности принимающей мобильной станции, на которую передается соответствующий пакет, общего объема данных, которые должны передаваться на мобильную станцию, и информации, предоставленной с базовой станции.

В то время как мобильная станция пытается заменить свое соединение с текущей базовой станции (или обслуживающей базовой станции) на новую базовую станцию (или целевую базовую станцию) для выполнения эстафетной передачи обслуживания или для настройки начальной связи, мобильная станция не может принимать информацию управления скоростью с целевой базовой станции, так как соединение с целевой базовой станцией не установлено. Поэтому мобильная станция испытывает затруднение в эффективном управлении скоростью передачи для каждого пакета данных согласно внешним канальным условиям.

Раскрытие изобретения

Поэтому цель настоящего изобретения состоит в том, чтобы предоставить способ и систему управления скоростью передачи обратного направления, в которых мобильная станция устанавливает свою скорость передачи данных в момент времени, когда она впервые инициирует связь с базовой станцией или инициирует связь с новой базовой станцией для выполнения эстафетной передачи обслуживания.

Еще одна цель настоящего изобретения состоит в том, чтобы предоставить способ и систему, в которых, когда мобильная станция впервые инициирует связь с базовой станцией или инициирует связь с новой базовой станцией для выполнения эстафетной передачи обслуживания, мобильная станция управляет своей скоростью передачи данных посредством определения условия загрузки системы с использованием информации о загрузке базовой станции, предоставленной с базовой станции.

Для достижения вышеприведенных и других целей предоставлен способ для управления скоростью передачи данных обратного направления мобильной станцией в системе мобильной связи, поддерживающей передачу высокоскоростных пакетов данных (HRPD), способ включает в себя прием фильтрованного бита обратной активности (FRAB), который указывает долгосрочную загрузку сектора с конкретной базовой станции, когда мобильная станция предпринимает начальный доступ к базовой станции; установление принятой информации средней загрузки в качестве информации средней загрузки для базовой станции; и по приему информации обратной активности (RAB) с базовой станции управление скоростью обратных данных с использованием принятой информации обратной активности и установленной информации средней загрузки.

Для достижения вышеприведенных и других целей предусмотрено устройство для предоставления информации управления скоростью для пакетных данных обратного направления на подвергаемую начальному доступу мобильную станцию базовой станцией в системе мобильной связи, поддерживающей передачу высокоскоростных пакетов данных (HRPD); при этом базовая станция формирует информацию средней загрузки, которая должна передаваться на мобильную станцию, в предопределенное сообщение и передает сформированное сообщение по предопределенному прямому каналу; при этом, когда мобильная станция предпринимает начальный доступ к предопределенной базовой станции, мобильная станция принимает информацию средней нагрузки (FRAB) с базовой станции, устанавливает принятую информацию средней загрузки в качестве информации средней загрузки для базовой станции и по приему информации обратной активности (RAB) управляет скоростью данных обратного направления с использованием принятой информации обратной активности и установленной информации средней загрузки.

Краткое описание чертежей

Вышеприведенные и другие цели, признаки и преимущества настоящего изобретения станут более очевидными из следующего подробного описания при восприятии в соединении с сопроводительными чертежами, на которых:

фиг.1 - структурная схема, иллюстрирующая структуру системы мобильной связи согласно варианту осуществления настоящего изобретения;

фиг.2 - блок-схема последовательности операций способа, иллюстрирующая операцию приема мобильной станцией информации загрузки системы с базовой станции, согласно варианту осуществления настоящего изобретения; и

фиг.3 - блок-схема последовательности операций способа, иллюстрирующая операцию установки мобильной станцией начального значения FRAB для новой базовой станции в зависимости от значений FRAB для ее прежних базовых станций, согласно варианту осуществления настоящего изобретения.

Подробное описание предпочтительного варианта осуществления изобретения

Предпочтительные варианты осуществления настоящего изобретения далее будут описаны подробно со ссылкой на прилагаемые чертежи. В последующем описании подробное описание известных функций и конфигураций, включенных в материалы настоящей заявки, будет опущено для краткости.

В материалах настоящей заявки описание настоящего изобретения будет делаться со ссылкой на систему стандарта системы высокоскоростного обмена пакетными данными (EV-DO), использующую множественный доступ с кодовым разделением каналов (CDMA). Далее будет произведено описание управления скоростью передачи данных каждого пакета, передаваемого в обратном направлении в системе мобильной связи 1xEV-DO.

В системе 1xEV-DO скорость передачи данных для каждого пакета, передаваемого в обратном направлении, управляется на основании мощности мобильной станции, на которую передается соответствующий пакет, общего количества данных передачи и условия загрузки системы. То есть базовая станция формирует бит обратной активности (RAB), который является информацией, установленной с учетом условий загрузки системы.

После этого базовая станция передает сформированный RAB на мобильную станцию по прямому каналу. RAB принимает значение «+1» или «-1». RAB=+1 указывает, что система занята, а RAB=-1 указывает, что система не занята. Каждая базовая станция передает RAB на все мобильные станции, расположенные в ее соте или секторе, чтобы предоставить информацию загрузки системы на мобильные станции. Мобильные станции управляют своими скоростями передачи данных обратного направления согласно условию загрузки системы. Здесь RAB передается через определенное время, например каждые 1,67 мс, также указываемое ссылкой как такт.

Далее будет произведено описание последовательности операций, в которой мобильная станция управляет скоростью передачи данных на основании RAB.

Когда мобильная станция управляет скоростью передачи данных обратного направления с использованием принятого RAB, она использует два параметра, быстрого RAB (QRAB) и фильтрованного RAB (FRAB), принятые с базовой станции, так же как и RAB. QRAB, параметр, указывающий условие загрузки обратного направления базовой станции в определенный момент времени, является значением, определенным посредством фильтрации RAB, непрерывно принятых с базовой станции за относительно короткий интервал времени (например, 1,67мс * 4). Значение QRAB определяется посредством выполнения жесткого решения к +1 или -1 по значениям, отфильтрованным вышеприведенным образом. FRAB, параметр, указывающий условие загрузки обратного направления базовой станции за длительное время, который означает долговременную загрузку сектора, является значением, определенным посредством фильтрации RAB, непрерывно принятых с базовой станции за относительно длительный интервал времени (например, 1,67мс * 256). Значением FRAB является вещественное число между -1 и +1. Таким образом, в то время как значение FRAB становится меньшим в заданный момент времени, оно указывает, что базовая станция чаще передавала RAB=-1, указывающее, что условие загрузки системы является низкоуровневым.

В то время как значение FRAB становится большим в заданный момент времени, оно указывает, что базовая станция чаще передавала RAB=+1, указывающее, что условие загрузки системы является высокоуровневым.

Мобильная станция управляет своей скоростью передачи данных обратного направления с использованием QRAB и FRAB. То есть мобильная станция определяет, следует ли повышать или понижать ее скорость передачи данных согласно тому, -1 или +1 является значение QRAB. Если значением QRAB является +1 в заданный момент времени, указывающая, что текущее условие загрузки системы является высокоуровневым, мобильная станция предпринимает попытку понизить свою скорость передачи данных. Наоборот, если значением QRAB является -1 в заданный момент времени, указывающая, что текущее условие загрузки системы является низкоуровневым, мобильная станция предпринимает попытку повысить свою скорость передачи данных.

Как только мобильная станция определила, следует ли снижать или повышать ее скорость передачи данных согласно тому, +1 или -1 является значение QRAB в заданный момент времени, мобильная станция определяет, на сколько она будет снижать или повышать свою скорость передачи данных согласно значению FRAB. Значение FRAB используется, так как оно служит признаком условия загрузки системы в обратном направлении в течение относительно длительного времени, как описано выше. Например, допуская, что мобильная станция пытается повысить свою скорость передачи данных, определяя, что значением QRAB является -1 в конкретный момент времени, если значение FRAB является очень небольшим, мобильной станции предоставляется возможность повышать свою скорость передачи данных на относительно высокий уровень, не увеличивая нагрузку на систему. Наоборот, если значение FRAB является очень большим, даже если значением QRAB по-прежнему является -1, мобильная станция повышает свою скорость передачи данных на относительно низкий уровень.

В системе значение постоянной времени фильтра, используемого для формирования QRAB и FRAB, поставляется с базовой станции на мобильные станции посредством сообщения сигнализации. Например, если базовая станция снабжает мобильную станцию информацией, указывающей, что значением постоянной времени фильтра, используемого для формирования FRAB, является 256 * 1,67мс, мобильная станция формирует FRAB усреднением и фильтрацией RAB, принятых с базовой станции за промежуток времени в 256 * 1,67мс, и использует сформированное значение FRAB при управлении своей скоростью передачи данных.

В типичной сотовой системе есть несколько базовых станций, соседних конкретной базовой станции. В этой ситуации каждая базовая станция передает свой собственный RAB. Поэтому мобильная станция при операции эстафетной передачи обслуживания принимает RAB с нескольких базовых станций. В этом случае мобильная станция формирует и ведет значения QRAB и FRAB отдельно для каждой базовой станции. Как описано выше, FRAB является усредненным значением для RAB, принимаемых с базовой станции в течение относительно длительного интервала времени, и является информацией, служащей признаком условия средней загрузки системы. Однако мобильная станция не может определять FRAB в момент времени, когда она в начальной стадии начинает связь с базовой станцией, и момент времени, когда она начинает связь с новой базовой станцией для выполнения эстафетной передачи обслуживания. Поэтому вариант осуществления настоящего изобретения предоставляет способ для инициализации значения FRAB для контроля загрузки системы в обратном направлении, чтобы устанавливать скорость передачи данных в момент времени, когда мобильная станция впервые начинает связь с базовой станцией, и момент времени, когда мобильная станция начинает связь с новой базовой станцией для выполнения эстафетной передачи обслуживания. Далее будет приведено описание структуры системы мобильной связи согласно варианту осуществления настоящего изобретения.

Фиг.1 - структурная схема, иллюстрирующая структуру системы мобильной связи для управления скоростью обратного направления согласно варианту осуществления настоящего изобретения. Со ссылкой на фиг.1 система мобильной связи включает в себя мобильную станцию (MS) 10 и систему базовых станции или базовую станцию (BS) 20, а базовая станция 20 включает в себя систему 21 приемопередатчиков базовой станции (BTS), выполняющую связь с мобильной станцией 10, и контроллер 22 базовой станции (BSC) для управления системой 21 приемопередатчиков базовой станции. В материалах настоящей заявки система базовых станций будет указываться ссылкой как базовая станция (BS) 20. Мобильная станция 10 может включать в себя память, приемник и контроллер (не показаны). Программное обеспечение или программа, находящаяся в памяти, управляет контроллером и, в силу этого, мобильной станцией, чтобы выполнять специальные функции, описанные в материалах настоящей заявки.

Мобильная станция 10 передает пакетные данные на базовую станцию по обратному каналу пакетных данных (R-PDCH). Мобильная станция 10 принимает RAB c базовой станции 20. Мобильная станция 10 формирует FRAB информации средней загрузки системы с использованием RAB, непрерывно принимаемых в течение предопределенного промежутка времени (например, 1,67мс * 256) или с использованием значений FRAB для прежних базовых станций (не показаны) при первоначальном доступе к целевой базовой станции после выполнения эстафетной передачи обслуживания с обслуживающей базовой станции, а затем обновляет сформированное значение FRAB в качестве FRAB информации средней загрузки, который должен использоваться на текущей базовой станции.

Базовая станция 20 формирует RAB информации загрузки системы с использованием способа для измерения подъема температуры (RoT), который служит признаком отношения тепловых шумов к полной мощности приема обратного направления. В качестве альтернативы базовая станция 20 может использовать способ, использующий полную нагрузку. После формирования RAB он передается на мобильную станцию 10 по прямому каналу.

Предпочтительно, когда базовая станция 20 первоначально присоединяется к мобильной станции 10 и/или когда она инициализируется для выполнения эстафетной передачи обслуживания, базовая станция 20 устанавливает начальное значение FRAB во время инициализации и передает начальное значение FRAB на мобильную станцию 10. Затем мобильная станция 10 устанавливает значение FRAB, принятое с базовой станции 20, в FRAB, который будет использоваться позже, и определяет шаг повышения/понижения для ее скорости передачи данных обратного направления с использованием принятых RAB и QRAB.

Далее будет приведено описание способа, которым мобильная станция управляет скоростью передачи данных посредством инициализации значения FRAB в момент времени, когда она впервые осуществляет доступ к базовой станции, и момент времени, когда она пытается осуществить доступ к новой базовой станции для выполнения эстафетной передачи обслуживания.

Способ инициализации для значения FRAB может быть ориентировочно разделен на два способа. Первый способ передает начальное значение FRAB посредством сообщения сигнализации на мобильную станцию, инициирующую связь, либо с базовой станцией, либо с новой базовой станцией для выполнения эстафетной передачи обслуживания. Второй способ предназначен для мобильной станции, инициирующей связь с новой базовой станцией для выполнения эстафетной передачи обслуживания. В этом способе мобильная станция устанавливает начальное значение FRAB для новой базовой станции самостоятельно, в зависимости от значений FRAB для своих прежних базовых станций.

Далее будет приведено описание двух способов. Со ссылкой на прилагаемые чертежи, далее будет приведено описание первого способа инициализации FRAB согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения.

Фиг.2 - блок-схема последовательности операций способа, иллюстрирующая операцию приема информации загрузки системы с базовой станции, согласно варианту осуществления настоящего изобретения, в мобильной станции. Со ссылкой на фиг.2 на этапе 101 мобильная станция предпринимает начальный доступ к системе или предпринимает эстафетную передачу обслуживания на новую базовую станцию. В этот момент мобильная станция не имеет в распоряжении QRAB и FRAB для связи обратного направления с новой базовой станцией. На этапе 102 мобильная станция принимает начальное значение FRAB с целевой базовой станции посредством сообщения сигнализации. Базовая станция может устанавливать начальное значение FRAB случайным образом или передавать RAB на мобильную станцию, с тем чтобы мобильная станция могла устанавливать начальное значение FRAB посредством усреднения RAB, переданных с базовой станции. В качестве альтернативы начальное значение FRAB может быть сформировано с использованием отдельного алгоритма. В качестве дополнительного альтернативного варианта начальное значение FRAB может быть предварительно установлено посредством сообщения параметров во время начальной настройки вызова.

На этапе 103 мобильная станция устанавливает значение FRAB, принятое с базовой станции, в качестве начального значения, и определяет на сколько она будет повышать или понижать текущую скорость передачи данных согласно принятому значению FRAB. Поэтому на этапе 104 мобильная станция принимает с базовой станции RAB, указывающий текущую занятость базовой станции или информацию загрузки системы. Мобильная станция определяет на этапе 105 было ли принято с базовой станции значение постоянной времени фильтра. При неудаче в приеме значения постоянной времени мобильная станция возвращается на этап 104.

Если, однако, значение постоянной времени принято, мобильная станция переходит на этап 106, где она формирует FRAB усреднением RAB, принятых за длительность постоянной времени, принятой с базовой станции, например 256 * 1,67мс, как описано выше, и обновляет сформированное значение FRAB в качестве FRAB для соответствующей базовой станции. После этого мобильная станция возвращается на этап 104. Хотя показано, что мобильная станция принимает значение постоянной времени на этапе 105, мобильная станция может пропускать этап 105 в случае, когда значение постоянной времени предварительно установлено в мобильной станции.

Далее со ссылкой на прилагаемые чертежи будет приведено описание второго способа инициализации FRAB согласно второму варианту осуществления настоящего изобретения.

Второй способ предназначен для мобильной станции, инициирующей связь с новой базовой станцией для выполнения эстафетной передачи обслуживания, и в этом способе мобильная станция устанавливает начальное значение FRAB для новой базовой станции в зависимости от значений FRAB для ее прежних базовых станций.

Фиг.3 - блок-схема последовательности операций способа, иллюстрирующая операцию установки мобильной станцией начального значения FRAB для новой базовой станции в зависимости от значений FRAB для ее прежних базовых станций, согласно варианту осуществления настоящего изобретения. Со ссылкой на фиг.3 на этапе 201 мобильная станция предпринимает эстафетную передачу обслуживания на новую базовую станцию. На этапе 202 мобильная станция устанавливает значения FRAB для своих прежних базовых станций в качестве начального значения FRAB для новой базовой станции, чтобы установить значение FRAB для целевой базовой станции.

После этого на этапе 203 мобильная станция определяет на сколько она будет повышать или снижать текущую скорость передачи данных, с использованием установленного начального значения FRAB. На этапе 204 мобильная станция принимает RAB с базовой станции. После этого мобильная станция определяет на этапе 205 было ли принято с базовой станции значение постоянной времени фильтра. При неудаче в приеме значения постоянной времени мобильная станция возвращается на этап 204. При приеме значения постоянной времени мобильная станция переходит на этап 206, где она формирует FRAB посредством фильтрации RAB в течение промежутка времени, соответствующего принятому значению постоянной времени, например 256 * 1,67мс. В дополнение, мобильная станция обновляет сформированное значение FRAB в качестве значения FRAB для базовой станции, а затем возвращается на этап 204. Хотя показано, что мобильная станция принимает значение постоянной времени на этапе 205, мобильная станция может пропускать этап 205 в случае, когда значение постоянной времени предварительно установлено в мобильной станции.

Далее будет приведено описание трех способов для установки на этапе 203 начального значения FRAB для новой базовой станции с использованием значений FRAB для ее прежних базовых станций.

В первом способе мобильная станция может использовать среднее значение FRAB ее прежних базовых станций, с которыми она поддерживала связь ранее, в качестве начального значения FRAB для новой базовой станции. Например, допустим, что мобильная станция выполняет эстафетную передачу обслуживания с базовой станции А и базовой станции В на новую базовую станцию С. Если значением FRAB для базовой станции А является -0,5, а значением для базовой станции В является -0,4, мобильная станция устанавливает начальное значение FRAB для новой базовой станции С в -0,45, среднее двух этих FRAB. Этот способ, использующий среднее значение, действителен, когда несколько базовых станций обладают сходными условиями загрузки обратного направления.

Во втором способе мобильная станция использует минимальное значение из числа значений FRAB для ее прежних базовых станций в качестве начального значения FRAB для новой базовой станции. Например, допустим, что мобильная станция выполняет эстафетную передачу обслуживания с базовой станции А и базовой станции В на новую базовую станцию С. Если значением FRAB для базовой станции А является -0,5, а значением для базовой станции В является -0,4, мобильная станция устанавливает начальное значение FRAB для новой базовой станции С в -0,5, минимальное значение из двух FRAB. Этот способ является агрессивным, так как мобильная станция инициализирует уровень загрузки обратного направления вновь добавленной базовой станции относительно низкоуровневым значением.

В третьем способе мобильная станция использует максимальное значение из числа значений FRAB для ее прежних базовых станций в качестве начального значения FRAB для новой базовой станции. Например, допустим, что мобильная станция выполняет эстафетную передачу обслуживания с базовой станции А и базовой станции В на новую базовую станцию С. Если значением FRAB для базовой станции А является -0,5, а значением для базовой станции В является -0,4, мобильная станция устанавливает начальное значение FRAB для новой базовой станции С в -0,4, большее FRAB двух этих. Этот способ является стабильным, так как мобильная станция инициализирует уровень загрузки обратного направления вновь добавленной базовой станции относительно высокоуровневым значением.

Как может быть понято из вышеприведенного описания, согласно настоящему изобретению мобильная станция устанавливает начальное значение FRAB, указывающее информацию средней загрузки базовой станции, в момент времени, когда она впервые пытается начать связь с базовой станцией, или в момент времени, когда она пытается связаться с новой базовой станцией при выполнении эстафетной передачи обслуживания. Таким образом, мобильная станция может корректно определять условие загрузки системы при установлении своей скорости передачи данных, предоставляя возможность рационально управлять загрузкой системы обратного направления.

Несмотря на то, что изобретение показано и описано со ссылкой на его определенные предпочтительные варианты осуществления, специалистам в данной области техники будет понятно, что в нем могут быть произведены различные изменения по форме и содержанию, не выходя из сущности и объема изобретения, которые определены прилагаемой формулой изобретения.