RU2009120090A

RU2009120090A - Способ групповой обработки каналов внутризоновых корреспондентов базовой станции радиотелефонной сети с кодовым разделением каналов и устройство для его реализации

Info

Publication number: RU2009120090A
Application number: RU2009120090/09A
Authority: RU
Inventors: Алексей Александрович Галицын (RU); Алексей Александрович Галицын
Original assignee: Алексей Александрович Галицын (RU); Алексей Александрович Галицын
Priority date: 2009-05-27
Filing date: 2009-05-27
Publication date: 2010-12-10
Also published as: RU2463736C2

Abstract

1. Способ групповой обработки каналов внутризоновых корреспондентов, т.е. корреспондентов, находящихся в зоне действия одной общей (и смежных с ней) базовой станции радиотелефонной сети, на основе сложных широкополосных сигналов с кодовым разделением каналов, заключающийся в приеме приемной антенной базовой станции спектра радиосигналов от абонентов в полосе частот приема (F0, F1), организации управления уровнем мощности, излучаемой абонентами, формировании сигналов синхронизации, обработке вызовов, организации логических и физических каналов связи, организации регистрации абонентов, организации роуминга, передачи каналов корреспондентов при их переходе в зону обслуживания смежных базовых станций, организации выхода в глобальную телефонную сеть и передаче через передающую антенну абонентам спектра радиосигналов в полосе частот передачи (F3, F4), отличающийся тем, что в приемных и передающих устройствах абонентов и базовой станции в качестве широкополосных сигналов с кодовым разделением каналов используют шумоподобный сигнал, промодулированый псевдослучайной кодовой последовательностью по заданному, в соответствии с принципом кодового разделения каналов, закону модуляции мощности с частотой модуляции мощности Fmod<<min{(F1-F0), (F4-F3)}, при этом сигнал, поступающий из приемной антенны как базовой станции, так и абонентов, фильтруют в соответствующей полосе приема и используют для формирования двух сигналов, один из которых получают в результате усиления отфильтрованного в полосе приема сигнала и ограничения его по амплитуде, а в качестве второго используют упомянутый отфильтрованный сигнал или сигнал, линей�

Claims

1. Способ групповой обработки каналов внутризоновых корреспондентов, т.е. корреспондентов, находящихся в зоне действия одной общей (и смежных с ней) базовой станции радиотелефонной сети, на основе сложных широкополосных сигналов с кодовым разделением каналов, заключающийся в приеме приемной антенной базовой станции спектра радиосигналов от абонентов в полосе частот приема (F0, F1), организации управления уровнем мощности, излучаемой абонентами, формировании сигналов синхронизации, обработке вызовов, организации логических и физических каналов связи, организации регистрации абонентов, организации роуминга, передачи каналов корреспондентов при их переходе в зону обслуживания смежных базовых станций, организации выхода в глобальную телефонную сеть и передаче через передающую антенну абонентам спектра радиосигналов в полосе частот передачи (F3, F4), отличающийся тем, что в приемных и передающих устройствах абонентов и базовой станции в качестве широкополосных сигналов с кодовым разделением каналов используют шумоподобный сигнал, промодулированый псевдослучайной кодовой последовательностью по заданному, в соответствии с принципом кодового разделения каналов, закону модуляции мощности с частотой модуляции мощности Fmod<<min{(F1-F0), (F4-F3)}, при этом сигнал, поступающий из приемной антенны как базовой станции, так и абонентов, фильтруют в соответствующей полосе приема и используют для формирования двух сигналов, один из которых получают в результате усиления отфильтрованного в полосе приема сигнала и ограничения его по амплитуде, а в качестве второго используют упомянутый отфильтрованный сигнал или сигнал, линейно усиленный без изменения формы, полученные два сигнала перемножают и результирующий сигнал фильтруют в целях устранения наиболее мощной помехи, причем для абонентской станции в полосе частот {ΔF”узк, (F4-F3)}, а для базовой станции - в полосе частот {ΔF'узк, (F1-F0)}, где ΔF'узк, ΔF”узк - частотная полоса спектра изменения квадрата амплитуды напряжения максимальной узкополосной помехи, попадающей соответственно в полосу частот (F0, F1) в зоне приемной антенны базовой станции и в полосу частот (F3, F4) в зоне приемной антенны абонента, а при наличии нескольких мощных узкополосных помех в спектре принимаемого абонентской или базовой станцией сигнала полученный после фильтрации узкополосной помехи «низкочастотный» спектр сигнала перемножают с опорным узкополосным сигналом F_оп для переноса спектра информационного сигнала из области низких в область высоких частот, фильтруют в полосе высоких частот, например в полосе (F3, F4), после чего выполняют вышеописанную процедуру разделения сигнала на два сигнала с последующим усилением и ограничением одного из них, усилением без ограничения второго и перемножением результирующих сигналов в целях переноса информационного спектра снова в область низких, а помехи - в область нулевых частот и осуществления ее последующей фильтрации, причем весь вышеописанный процесс перехода в область высоких частот и фильтрации очередной максимальной узкополосной помехи после перемножения сигналов параллельных каналов и перехода спектра сигнала в область низких частот многократно повторяют посредством автоматического каскадирования до достижения спектром сигнала заранее заданных кондиций в отношении мощных узкополосных помех в спектре итогового информационного сигнала в приемных устройствах абонентов или в отношении обеспечения требуемого динамического диапазона ретранслятора базовой станции соответственно, после чего в абонентской станции отфильтрованный таким образом «низкочастотный сигнал» демодулируют путем преобразования в напряжение, пропорциональное мощности, с последующим ограничением уровня и выделением корреляционным способом информационного сигнала, соответствующего данному абоненту, в соответствии с принципом кодового разделения каналов, а в базовой станции полученный «низкочастотный сигнал» дополнительно нормируют в блоке нормализации спектра сигнала с целью уменьшения влияния оставшихся в спектре сигнала узкополосных помех и выравнивания соотношения амплитуд принимаемых широкополосных информационных сигналов и амплитуд сигналов общего радиофона местности в точке приема, затем перемножают полученный таким способом «низкочастотный сигнал» с опорным сигналом F2, для переноса спектра сигнала вверх по частоте - на частоту передачи базовой станции, полученный сигнал фильтруют в полосе частот передачи (F3, F4), после чего усиливают усилителем мощности с автоматической регулировкой усиления до необходимого уровня мощности и излучают в эфир через передающие антенны базовой станции для последующего приема этого сигнала приемными антеннами абонентов и его дальнейшей обработки в соответствии с принципом кодового разделения каналов, причем для всех мобильных абонентов организацию управления процессом расчета и установления уровня собственной мощности излучения по уровню «пилот-сигнала» базовой станции и количеству ошибок в канале связи, а для внутризоновых корреспондентов еще и организацию управления процессами синхронизации приема и передачи, процедур организации логических каналов, включая логические процедуры посылки и подтверждения вызова, организации речевого канала, отбоя, «мягкой передачи» каналов при переходе корреспондента в смежную зону выполняют программно-техническими средствами аппаратуры абонентов, притом, что абоненты, не получившие за время Тmax, где Тmax - максимальное время отклика внутризонового корреспондента, сигнала подтверждения о наличии корреспондента в зоне действия данной базовой станции, направляют на базовую станцию сигнал внешнего вызова, а в базовой станции осуществляют прием сигнала внешнего вызова в полосе (F0, F1), его обработку аналогично тому, как это делается в абонентском комплекте, но в полосе приема (F0, F1) и выделение корреляционным способом информационной составляющей сигнала для каждого внешнего вызова, затем полученную информацию обрабатывают программно-техническими средствами базовой станции индивидуально для каждого внешнего вызова, т.е. предоставляют абоненту, запросившему внешний вызов, физическое канальное оборудование базовой станции для организации логических каналов связи, каналов выхода в глобальную телефонную сеть и необходимый сервис, включая процедуры регистрации, организации роуминга, с последующим формированием, выдачей в передающее устройство и излучением в радиоэфир через передающие антенны базовой станции для передачи абонентам в полосе частот передачи (F3, F4) соответствующего спектра широкополосных сигналов, промодулированых псевдослучайной кодовой последовательностью по заданному, в соответствии с принципом кодового разделения каналов абонентов, закону модуляции мощности.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в целях организации «мягкой передачи» каналов корреспондентов при их переходе из зоны действия одной базовой станции в зону действия смежной базовой станции в аппаратуру абонента вводят по несколько независимых каналов синхронизации и, соответственно, по несколько каналов приема информационного сигнала на основе независимых корреляторов и устройство выбора наиболее достоверного сигнала, а в приемопередающем устройстве каждой базовой станции «низкочастотный информационный сигнал», полученный после его нормализации в блоке нормализации, но перед перемножением его с опорным сигналом F2, суммируют с принимаемыми по внешним помехозащищенным каналам связи аналогичными нормализированными сигналами базовых станций i смежных зон, где i={0,…,K}, а K - общее число смежных зон базовой станции.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что сигналы внешних вызовов от мобильных абонентов к абонентам местной телефонной сети направляют через приемопередающее устройство базовой станции и канальное оборудование базовой станции посредством проводных соединений на специальный многоканальный телефонный контроллер общего доступа к местной телефонной сети, посредством которого осуществляют соединение мобильных абонентов с абонентами местной телефонной сети общего пользования, альтернативный выход в глобальную телефонную сеть (и наоборот).

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что процесс синхронизации приема и передачи спектра широкополосных сигналов в аппаратуре абонентов осуществляют на основе синхросигналов, формируемых базовой станцией.

5. Способ по п.1, отличающийся тем, что приемопередающее устройство базовой станции, включая приемные и передающие антенны, элементы помехоподавления, нормализации, конвертации и усиления спектра сигнала, реализуют в виде отдельного блока (устройства групповой обработки каналов) и располагают отдельно (автономно) от базовой станции, точнее от канального оборудования базовой станции, осуществляющего обработку внешних вызовов, при этом всю информацию от приемопередающего устройства на такую базовую станцию передают через радиоэфир в полосе частот (F3, F4), для чего в такой базовой станции размещают приемник и передатчик, причем прием и обработку спектра радиосигнала в такой базовой станции, демодуляцию сигнала осуществляют аналогично обработке и демодуляции сигнала в аппаратуре абонентов, но при помощи группы физических каналов базовой станции, с последующей логической обработкой информации, поступающей по каждому из этих каналов, формированием логических каналов внешних вызовов и их дальнейшей передачей в сеть, а передачу всей информации от передатчика и передающей антенны такой базовой станции в вышеупомянутое приемопередающее устройство осуществляют также через радиоэфир, но в полосе частот (F0, F1) с последующим осуществлением в приемопередающем устройстве описанных в п.1 формулы изобретения процессов помехоподавления, нормализации спектра сигнала, его преобразования в полосу (F3, F4), усиления и дальнейшей ретрансляции в зоне действия данной базовой станции.

6. Способ по п.5, отличающийся тем, что несколько автономных приемопередающих устройств, описанных в п.5, размещают в территориально различных точках зоны действия одной базовой станции и организуют их работу в режиме «холодного» резерва, обеспечивая включение очередного устройства приемопередачи в замен устройства, вышедшего из строя.

7. Способ по п.5, отличающийся тем, что несколько автономных приемопередающих устройств, описанных в п.5, размещают в территориально различных точках в зоне действия одной базовой станции, причем обеспечивают их одновременную и параллельную работу в радиоэфире в режиме «горячего» резерва, при этом выбор конкретного пути прохождения информационного сигнала между внутризоновыми корреспондентами базовой станции (т.е. выбор конкретного устройства приемопередачи, через которое будет осуществляться передача информационного трафика), также как и выбор пути прохождения сигнала между корреспондентами и базовой станцией, осуществляют при помощи устройств выбора наиболее достоверного сигнала аппаратуры абонентов и базовой станции соответственно, для чего в аппаратуру абонента и в аппаратуру базовой станции вводят по несколько независимых каналов синхронизации и, соответственно, по несколько каналов приема информационного сигнала на основе независимых корреляторов, а также устройство выбора наиболее достоверного сигнала.

8. Способ по п.5, отличающийся тем, что сигналы внешних вызовов от мобильных абонентов к абонентам местной телефонной сети направляют непосредственно через радиоэфир с приемопередающего устройства базовой станции на специальный многоканальный телефонный контроллер общего радиодоступа к местной телефонной сети, посредством которого осуществляют соединение мобильных абонентов с абонентами местной телефонной сети общего пользования, альтернативный выход в глобальную телефонную сеть (и наоборот).

9. Способ по п.5, отличающийся тем, что сигналы вызовов от мобильных абонентов к персональным абонентским контроллерам частных телефонных линий местной телефонной сети направляют непосредственно через радиоэфир с приемопередающего устройства базовой станции на персональные абонентские контроллеры радиодоступа к частным телефонным линиям местной телефонной сети, посредством которых осуществляется последующее соединение мобильных абонентов с абонентами местной телефонной сети общего пользования, альтернативный выход в глобальную телефонную сеть (и наоборот).

10. Устройство групповой обработки каналов внутризоновых корреспондентов радиотелефонной сети с кодовым разделением каналов, содержащее приемную антенну, подключенную ко входу полосового фильтра с полосой пропускания частот (F0, F1), выход которого подключен ко входу первого из N={1,…,М}, где М=[(F1-F0)/ΔF^~узк], a ΔF^~узк - усредненное значение частотной полосы спектров изменения квадрата амплитуды напряжения наибольших узкополосных помех в полосе частот (F0, F1), включенных последовательно преобразовательных каскадов, состоящих, в свою очередь, из последовательно включенных в каждом каскаде блока подавления узкополосной помехи и блока преобразования спектра сигнала вверх по частоте, причем в каждом из блоков подавления узкополосной помехи ко входу блока подключены вход усилителя-ограничителя и вход линейного усилителя, выходы которых подключены ко входам перемножителя, подключенного выходом ко входу полосового фильтра с полосой пропускания {ΔF'''узк, (F1-F0)}, где ΔF'''узк - частотная полоса спектра изменения квадрата амплитуды напряжения максимальной узкополосной помехи, попадающей в спектр обрабатываемого входного сигнала соответствующего блока, выходы полосовых фильтров в каждом блоке подавления узкополосной помехи одновременно являются выходами блоков подавления, каждый из которых, за исключением последнего, подключены ко входу блока преобразования спектра сигнала вверх по частоте соответствующего преобразовательного каскада, в блоке преобразования осуществляется перемножение спектра сигнала, полученного из блока подавления, на опорный сигнал частотой F_оп и фильтрация полученного в результате этого перемножения сигнала в полосе высоких частот, например (F3, F4), кроме того, выходы всех блоков подавления узкополосной помехи дополнительно подключены ко входам многоканальной приоритетной схемы анализа соотношения амплитуды максимальной узкополосной помехи в спектре широкополосного сигнала и среднего уровня широкополосного сигнала в каждом канале, причем выход первого блока подавления узкополосной помехи подключен ко входу схемы, имеющему наивысший приоритет, а выходы последующих блоков подавления узкополосной помехи подключены в соответствующем последовательном порядке к следующим (в порядке уменьшения приоритета) входам этой приоритетной N-канальной схемы анализа, осуществляющей фазированную передачу на свой выход спектра сигналов со входа канала, обеспечивающего наперед заданное значение соотношения амплитуды максимальной узкополосной помехи и величины среднего уровня широкополосного сигнала в канале, обладающего при этом наивысшим приоритетом, выход схемы анализа подключен ко входу блока нормализации спектра сигнала, выход которого подключен к «низкочастотному» выходу устройства групповой обработки каналов, на котором формируется «низкочастотный» спектр сигнала для передачи на физическое канальное оборудование данной базовой станции и для передачи на устройства групповой обработки каналов смежных базовых станций, а также подключен ко входу блока суммирования (смесителю) спектров сигналов, к которому подключены вход данного устройства групповой обработки каналов, предназначенный для приема «низкочастотного» спектра сигнала в полосе (0^F, (F1-F0)), где 0^F - обозначает частоту, близкую к нулевой (но не обязательно передачу постоянной составляющей спектра сигналов), от физического канального оборудования данной базовой станции и выход блока выравнивания уровней и суммирования спектров «низкочастотных» сигналов, поступающих соответственно в полосе частот (0^F, (F1-F0)) от «низкочастотных» выходов устройств групповой обработки сигналов смежных базовых станций, в свою очередь, выход блока суммирования (смесителя) подключен к центральному блоку преобразования спектра сигнала вверх по частоте, осуществляющего перемножение спектра сигнала, получаемого с выхода блока суммирования (смесителя), с опорным сигналом F2, выход центрального блока преобразования спектра соединен со входом проходного полосового фильтра с полосой пропускания (F3, F4), высокочастотный сигнал с выхода которого направляют на первый вход блока суммирования высокочастотных сигналов, ко второму входу которого подключен выход генератора «пилот-сигнала», необходимого для организации процедуры управления мощностью излучения абонентов, а выход этого блока суммирования спектров высокочастотных сигналов подключают ко входу усилителя мощности с автоматической регулировкой усиления, выход которого, в свою очередь, подключен к передающей антенне устройства групповой обработки каналов.

11. Устройство по п.10, отличающееся тем, что к третьему, дополнительному, входу блока суммирования спектров высокочастотных сигналов подключен выход внутреннего генератора синхросигналов устройства.