RU2227373C1

RU2227373C1 - Способ сотовой связи

Info

Publication number: RU2227373C1
Application number: RU2003124775/09A
Authority: RU
Inventors: Ю.А. Громаков; В.А. Шевцов
Original assignee: Громаков Юрий Алексеевич; Шевцов Вячеслав Алексеевич
Priority date: 2003-08-12
Filing date: 2003-08-12
Publication date: 2004-04-20
Also published as: CN1698288A; EP1655863A1; ATE476799T1; CN100589341C; DE602004028486D1; EA005985B1; EP1655863B1; EA200400228A1; EP1655863A4; WO2005015785A1

Abstract

Изобретение относится к системам сотовой связи. Достигаемым техническим результатом является повышение эффективности системы сотовой связи. Для этого в способе сотовой связи в центр управления системы сотовой связи предварительно вводят файл в электронном виде с фрагментами цифровой географической карты местности, содержащей координаты и характеристики базовых станций, установленных в сотах, и географические координаты границ сот, при этом в процессе радиосвязи определяют с помощью встроенного в мобильную станцию приемника спутниковой системы определения местоположения и передают через базовую станцию в центр управления системы сотовой связи данные о местоположении соответствующей мобильной станции, а из центра управления системы сотовой связи через соответствующую базовую станцию передают на мобильную станцию файл фрагмента цифровой географической карты, содержащей координаты и характеристики базовой станции той соты, где находится данная мобильная станция и соседних сот с координатами их границ, далее производят в мобильной станции сравнение текущих данных ее местоположения с координатами границ сот. 10 з.п.ф-лы, 5 ил.

Description

Изобретение относится к области радиосвязи, в частности, к системам мобильной связи и может быть использовано для организации систем сотовой связи с обеспечением дополнительных видов услуг группам мобильных абонентов.

Известны способы построения сотовой связи, в основе которых лежат три принципа: 1) повторное использование частот в сотах; 2) обеспечение непрерывности связи при перемещении мобильного абонента из соты в соту ("handover"); 3) непрерывное определение местоположения мобильного абонента в зоне сотовой связи (см., например, Asha Mehrotra. Cellular Radio. Analog and Digital Systems. Artech House, Inc. 1994, 460 p.).

Схема организации сотовой связи на основе указанных принципов представлена на фиг.1, их объединение создает технологическую основу сотовой связи для предоставления услуг абонентам. На фиг.2 приведена общая структурная схема системы сотовой связи (см. например, Williams C.Y.Lee. Mobile Cellular Telecommunications. Analog and Digital Systems. Second Edition. McGraw-Hill, Inc. 1995, 664 p.)

Абонент через свою мобильную станцию (MS) передает сообщения другим мобильным абонентам или абонентам фиксированной сети связи (PSTN) через базовую станцию (BTS), последовательно соединенный с базовой станцией контроллер (BSC) и центр коммутации подвижной связи (MSC), соединенный с визитным регистром (VLR), отслеживающим перемещения абонента, а также с домашним регистром (HLR), в котором содержатся все необходимые данные об абонентах, заключивших контракт с оператором сети и получивших модуль идентификации абонента (SIM-карту) данного оператора. Работа сети контролируется центром управления системы сотовой связи - ОМС (Oper. and Maint. Centre).

В схеме сотовой связи фиг.2 определение местоположения мобильного абонента (MS) осуществляется в рамках “зоны определения местоположения” (Location Area), которая включает контроллер базовых станций (BSC) и все подключенные к нему базовые станции (BTS). В рамках Location Area можно идентифицировать соту или сектор соты, в которой находится MS, например, для того, чтобы обеспечить мобильной станции доставку входящего сообщения от абонента PSTN или другой мобильной станции системы сотовой связи. При этом точность определения местоположения MS зависит от размеров соты и может составлять от нескольких сотен метров до десятков километров.

Для активных мобильных станций, зарегистрированных в VLR, система сотовой связи должна непрерывно определять местоположение, по каналам управления и сигнализации, передаваемым совместно с каналами графика по сетевым интерфейсам (A-bis, A, M и др.), для физической реализации которых необходимо использовать радиорелейные, проводные или оптоволоконные линии связи. Например, для управления процессами связи (включая соединение MS, handover, передачу сообщений, управление мощностью передачи) в сетях сотовой связи GSM выделяются от одного до двух временных окон (TS) из восьми, содержащихся во временном кадре (TDMA-кадр), формируемом на одном из 124 частотных каналов (см. например, Siegmund M.Rede, Mathias К. Weber, Malcolm W. Oliphant. An Introduction to GSM. Artech House, Inc. 1995, 379 p.). Таким образом от 12,5 до 25% ресурса сети не используется для передачи трафика.

Кроме того, тенденции развития услуг новых поколений сотовой связи - третьего (3G) и четвертого (4G), а также действующих систем сотовой связи поколения 2,5G, предусматривают широкое внедрение новых видов услуг, связанных с местоположением абонентов (см., например, Juha Korhenen. Introduction to 3G Mobile Communications. Second Edition. Artech House, Inc., 2003, 544 p.).

К таким услугам относятся, например, навигационные услуги, услуги экстренной помощи, туристический справочник, охрана перевозимых грузов и т.д. Реализация этих услуг возможна при повышении точности определения местоположения мобильных станций, что достигается дополнительным усложнением системы сотовой связи в целом, повышением стоимости оборудования и программного обеспечения сотовой связи за счет включения новых элементов, например, включения измерительных модулей (LMU - Line Measurement Unit) типа А, подключаемых по радиоинтерфейсу к базовым станциям или LMV типа В, подключаемых к контроллеру базовых станций (BSC) по сетевому A-bis интерфейсу, а также центров определения местоположения MLC (Mobile Location Centre). Один из них - SMLC (Serving MLC) - обслуживает запросы на определение местоположения, осуществляет окончательный расчет координат и точности полученного результата, другой - GMLC (Gateway MLC) выполняет функции поддержки клиентов (см., например, ETSI TS 101 723 (GSM 02.71): Digital Cellular Telecommunications System (Phase 2+); Location Services (LCS); Service Description; Stage 1." ETSI TS 122-71 (3GPP TS 22.071): Digital Cellular Telecommunications System (Phase 2+) (GSM); Universal Mobile Telecommunications System (UMTS); Location Services (LCS); Service Description, Stage 1").

Структурная схема сети сотовой связи с поддержкой функций определения местоположения на основе дополнительных измерительных модулей, принятая для стандартов GSM и практически совпадающая с аналогичной схемой нового поколения сотовой связи - 3G (UMTS) приведена на фиг.3.

Известны методы определения местоположения MS по схеме фиг.3, основанные на данных сети сотовой связи, наиболее известным из которых является метод идентификации соты (Cell ID), для которого не требуется определения уровня сигнала или его задержки, так как это является внутренним свойством сетей сотовой связи. В качестве основных методов определения местоположения MS для сетей сотовой связи GSM выбраны следующие: Cell ID-TA (Timing Advance), TOA (Time Of Arrival), E-OTD (Enhanced Observed Time Difference) (см., например, ETSI TS.101 724 (3GPP TS 03.71): Digital Cellular Telecommunications System (Phase 2+), Location Services (LCS), Functional Description - Stage 2).

Для сетей 3G выбор метода определения местоположения определяется видом сети радиодоступа. В случае UMTS (UTRAN) рекомендованы методы Cell ID-TA и ОТ DOA (Observed Time Difference Of Arrival) (см., например, ETSI TS 125 395 (3PGG TS 25.395): Universal Mobile Telecommunications System (UMTS); Stage 2, Functional Description on UE Positioning in UTRAN).

Указанные методы определения местоположения MS на основе сети сотовой связи для своей реализации требуют установки дополнительного оборудования и программного обеспечения, для их внедрения в сеть сотовой связи необходимо выделение дополнительных соединительных линий.

Кроме того, указанные методы определения местоположения MS на основе сети сотовой связи не изменяют общие принципы построения сети, представленные на фиг.1. Точность определения местоположения MS в этих методах составляет несколько сотен метров.

Известны методы определения местоположения абонента на основе мобильной станции, когда MS определяет местоположение независимо от оператора сети. К числу методов определения местоположения на базе MS относятся методы GPS или A-GPS (Assisted GPS), в последнем для получения координат MS используются данные от дополнительных (assisted) передатчиков сигналов GPS, установленных на земле в зоне сети сотовой связи.

GPS - глобальная спутниковая система определения местоположения была разработана и эксплуатируется Министерством обороны США для обеспечения наземных объектов по всеми миру точной информацией о положении, скорости и текущем времени. Орбитальная группировка включает 28 спутников, постоянно задействовано не менее 24 спутников. Аналогичные задачи решает российская глобальная спутниковая система определения местоположения GLONASS. Разрабатывается европейская глобальная спутниковая система определения местоположения GALILEO (см., например, Ю.А.Соловьев. Системы спутниковой навигации. - М.: Эко-Трендз, 2000, 270 с.). Точность определения местоположения с помощью GPS может составлять около 10 метров. Точность определения местоположения повышается при применении A-GPS и может составлять несколько десятков сантиметров.

При определении местоположения MS с использованием GPS или А-GPS мобильная станция с встроенным GPS приемником передает свои координаты через базовые станции (BTS) и контроллер (BSC) в центр управления системы сотовой связи (ОМС) по каналам передачи коротких сообщений (SMS) или по другим каналам, в частности по каналам подсистемы пакетной передачи данных (GPRS).

Однако в этих известных способах определения местоположения на основе глобальных спутниковых систем сеть сотовой связи и система GPS (GLONASS и др.) работают независимо друг от друга. В системах сотовой связи для передачи сообщений, для обеспечения непрерывности связи ("handover"), для повторного использования частот в сети или кодов в сотах, а также управления режимами работы базовых и мобильных станций, данные от глобальных спутниковых систем определения местоположения не используются. Поэтому загружаются каналы связи, используется дополнительное оборудование и программное обеспечение, а точность определения местоположения ограничивается точностью "до соты", размеры которой могут составлять от нескольких сотен метров до десятков километров.

Известно применение GPS как независимого от сотовой сети источника сигналов синхронизации в системах сотовой связи с кодовым разделением каналов (CDMA, IS-95) (см., например, Jhong Sam Lee, Leonard E. Miller. CDMA Systems Engineering Handbook. Artech House. 1998, 1228 p.), но и в этом случае GPS и сеть сотовой связи не взаимосвязаны.

По технической сущности наиболее близким к предлагаемому изобретению является способ сотовой связи, реализованный в системе сотовой связи GSM, в которой данные местоположения мобильной станции GSM, полученные от приема сигналов спутниковой системы связи GPS, используются для поиска и передачи сигналов тревоги (см. патент US №6411811 В2, или M 04 Q 7/20 от 25.06.2002 г.).

Однако несмотря на то, что при использовании известного способа расширяется состав услуг связи сети GSM, данные местоположения MS, полученные от GPS, не используются для оптимизации работы системы сотовой связи, что не приводит к снижению нагрузки в каналах связи, а решение задачи определения местоположения по-прежнему решается на основе ресурсов и оборудования сети сотовой связи (фиг.1).

В известном способе использование данных от GPS для передачи сигналов тревоги и предоставления услуг, связанных с местоположением мобильных абонентов, не изменяет структуру сети сотовой связи, ее базовые принципы (фиг.1) и не заменяет отдельные функции системы сотовой связи.

Техническим результатом изобретения является повышение эффективности систем сотовой связи за счет повышения их пропускной способности (емкости), снижения нагрузки на сетевых интерфейсах, по которым передается служебная информация (например, между MS и BTS, BTS и BSC, BSC и MSC), и использования освобожденных ресурсов для передачи полезной нагрузки, сокращения состава оборудования и программного обеспечения сотовой связи, ответственного за определение местоположения MS, (LMU, SMLC, GMLC и др.), а также повышения точности определения местоположения MS.

Дополнительным техническим результатом является расширение функциональных возможностей системы сотовой связи за счет создания сот, расположенных на разной высоте от поверхности земли (например, на разных этажах зданий), а также осуществления вертикального "handover", организации корпоративных групп мобильных абонентов внутри сот, использования данных о местоположении мобильной станции для формирования максимума диаграммы направленности многолучевых антенн с управляемой диаграммой направленности в направлении на MS.

Достигается это тем, что в способе сотовой связи, согласно изобретению, в центр управления системы сотовой связи предварительно вводят файл в электронном виде с фрагментами цифровой географической карты местности, содержащей координаты и характеристики базовых станций, установленных в сотах, и географические координаты границ сот, при этом в процессе радиосвязи определяют с помощью встроенного в мобильную станцию приемника спутниковой системы определения местоположения и передают на базовую станцию в центр управления системы сотовой связи данные о местоположении соответствующей мобильной станции, а из центра управления системы сотовой связи через соответствующую базовую станцию передают на мобильную станцию файл фрагмента цифровой географической карты, содержащей координаты и характеристики базовой станции той соты, где находится данная мобильная станция, и соседних сот с координатами их границ, далее производят в мобильной станции сравнение текущих данных ее местоположения с координатами границ сот, при переходе мобильной станции в другую соту -"handover" - и/или при переходе из одной сети сотовой связи в другую - роуминг - вырабатывают в мобильной станции и передают в соответствующий центр управления системы сотовой связи данные о совершении "handover" или осуществлении роуминга и изменения рабочих параметров каналов связи, кроме того, синхронизацию работы мобильных и базовых станций осуществляют по сигналам спутниковой системы определения местоположения, кроме того, размер фрагмента цифровой географической карты, передаваемого на мобильную станцию, и периодичность передачи этой мобильной станцией в центр управления системы сотовой связи данных о своем местоположении изменяют в зависимости от скорости перемещения мобильной станции, текущие данные местоположения мобильной станции используют для управления параметрами адаптивных многолучевых антенных систем базовых станций, в том числе для управления диаграммой направленности антенн в направлении на мобильную станцию, причем внутри соты выделяют микросоты с рабочими параметрами связи, отличными от рабочих параметров связи данной соты, в частности, другие виды радиоинтерфейсов, протоколов, стандартов связи, при этом координаты границ и рабочие параметры этих микросот, записанные в центре управления системы сотовой связи, передают через соответствующие базовые станции на мобильные станции, находящиеся в микросотах, а в качестве одного из рабочих параметров выбирают высоту нахождения мобильной станции над уровнем поверхности земли, по отношению к которому выделяют соответствующие соты или микросоты и обеспечивают вертикальный "handover", а также регулируют уровень мощности передатчиков мобильных и базовых станций в зависимости от удаления их друг от друга на основе данных местоположения мобильных и базовых станций, а также цифровых географических карт, представленных в электронной форме, используемых в центре управления системы сотовой связи, кроме того, при передаче файла фрагмента цифровой географической карты из центра управления системы сотовой связи через базовую станцию на соответствующую мобильную станцию осуществляют адаптацию размеров и конфигурации сот, а также условий обеспечения "handover" к нагрузке, создаваемой мобильными станциями в соте, причем в зависимости от местоположения мобильной станции в определенной соте или определенной зоне сотовой связи каждой мобильной станции определяют приоритеты доступа к услугам связи или предельные качественные характеристики связи, или исключают доступ к услугам связи или части услуг связи на отдельных участках зоны сотовой связи или соты, кроме того, обеспечивают точечную или зоновую с произвольной конфигурацией зон тарификацию услуг связи, предоставляемых абонентам (например, вдоль автомобильных трасс или железных дорог), а текущие данные местоположения мобильной станции, доступные мобильному абоненту сотовой сети в глобальном масштабе, используют для выбора сети мобильной связи, действующей на определенной территории, и доступного вида услуг в этой сети путем соответствующего программирования мобильной станции абонентом или оператором мобильной связи, в том числе с учетом действующих тарифов на услуги связи (например, минимальных) в сетях связи разных операторов.

Сущность изобретения заключается в формировании конфигурации сот базовых станций, границами которых является совокупность географических координат, обеспечении процедуры перехода из соты в соту при пересечении указанных границ сот и определении местоположения мобильной станции на основе координат, получаемых от спутниковой системы местоопределения, например GPS. При этом передают от мобильных станций, содержащих приемник спутниковой системы определения местоположения, текущие данные местоположения мобильных станций через базовые станции системы сотовой связи в центр управления системой сотовой связи, который формирует фрагменты географической карты в электронной (цифровой) форме, включающей координаты границ соты данной базовой станции и сот соседних базовых станций, их рабочих параметров каналов связи (частот, кодов и т.п.), и передает мобильным станциям указанные фрагменты географических карт для запоминания их и последующего сравнения на мобильной станции с текущими данными спутникового определения местоположения с целью определения рабочих параметров каналов связи и обеспечения процедуры перехода мобильной станции из одной соты в другую, или из одной сети в другую при роуминге, или при смене одного вида радиодоступа или сети связи на другой.

Кроме того, периодичность определения местоположения мобильной станции и размеры фрагмента географической карты адаптируются к скорости перемещения мобильной станции, а данные его спутникового местоопределения используют на базовых станциях для изменения параметров диаграмм направленности антенн базовых станций в целях увеличения дальности связи, повышения качества связи и емкости сети. Формирование внутри сот микросот с рабочими параметрами связи, отличными от параметров сот, и связанными, в том числе, с высотой нахождения мобильной станции, обеспечивает возможность надежной связи с летательными аппаратами, включая взаимодействие с высокоподнятыми радиоретрансляторами, например, HAPS (High Altitude Platform Station).

По существу, повышение эффективности сотовой связи получено путем исключения из известного способа сотовой связи (фиг.1) функции определения местоположения, реализуемой сетью сотовой связи, и построения системы сотовой связи с использованием ресурсов глобальной спутниковой системы определения местоположения типа GPS, GLONASS, GALILEO или других аналогичных спутниковых систем для реализации функций определения местоположения в составе сети сотовой связи, а также обеспечения "handover", повторного использования частот или кодов, разделяющих каналы связи, и других функций с передачей файлов данных цифровых географических карт на мобильные станции. При этом производят в мобильной станции сравнение текущих данных о ее местоположении с координатами границ этой соты, при переходе мобильной станции в другую соту и/или при переходе из одной сети сотовой связи в другую, вырабатывают в ней и передают в соответствующий центр управления сетью сотовой связи данные для "handover" или роуминга и изменения рабочих параметров каналов связи, причем синхронизацию работы мобильных и базовых станций осуществляют по сигналам спутниковой системы определения местоположения.

Сравнение предлагаемого технического решения с ближайшим аналогом позволяет утверждать о соответствии критерию "новизна", а отсутствие отличительных признаков в аналогах говорит о соответствии критерию "изобретательский уровень".

Предварительные испытания позволяют утверждать о возможности промышленного использования.

Схемы организации сотовой связи, реализующие заявленный способ, представлены на фиг.4 и фиг.5.

В системе, изображенной на фиг.5, определение местоположения мобильных станций осуществляется не элементами системы сотовой связи, а осуществляется внешней по отношению к системе сотовой связи системой определения местоположения, в качестве которой предлагается использовать глобальную спутниковую систему определения местоположения мобильных объектов (GPS, GLONASS и т.д.)

Рассмотрим подробнее функционирование системы сотовой связи согласно заявляемому способу.

На основе цифровой карты местности, учитывающей застройку (высоту и размеры зданий, конфигурацию улиц и т.д.) и модели распространения радиоволн в условиях различной застройки, применительно к заданному частотному диапазону и выделенному частотному ресурсу рассчитывают зону покрытия связью с учетом прогнозируемых нагрузок в каналах связи, требований к надежности и качеству связи, характеристик направленности антенн, условий электромагнитной совместимости с другими радиоэлектронными средствами, требований обеспечения "handover" и т.д. В результате расчета определяют координаты, высоту размещения и параметры базовых станций в системе связи. Для каждой базовой станции формируют конфигурацию ее соты, которую в виде координат границ соты, в том числе и пространственных, записывают в электронном виде и хранят в центре управления системы сотовой связи (ОМС), откуда необходимые данные передают и записывают в контроллеры (BSC) для управления соответствующими базовыми станциями (BTS). Эти данные вместе с координатами границ соседних сот, их рабочих частот, кодов и параметров связи образуют цифровую географическую карту в виде фрагментов в электронной форме.

Центр управления системы сотовой связи (ОМС) может быть выполнен аналогично центрам управления существующих систем сотовой связи на основе ПЭВМ типа PC, но снабжен соответствующим программным обеспечением для выполнения всех операций по реализации заявляемого способа.

Спутниковая система определения местоположения включает в себя совокупность спутников (более трех), что позволяет мобильной станции осуществлять определение местоположения не только в плоскости поверхности земли, но и в пространстве, а также осуществляет временную синхронизацию работы мобильных и базовых станций.

Примечание: в данном контексте термин "мобильная станция" соответствует термину "мобильный абонент", поскольку прослеживается однозначная связь понятий - мобильная станция - это неотъемлемая принадлежность мобильного абонента сотовой сети.

Мобильная станция (MS), в состав которой должен входить терминал сотовой связи, приемник спутниковой системы определения местоположения и контроллер для хранения и обработки данных географической карты, принимая и обрабатывая сигналы со спутников, периодически определяет собственные пространственные, в том числе географические координаты, причем периодичность определения координат адаптирована (привязана) к скорости перемещения мобильного абонента. Если при двух последовательных определениях собственных координат результаты значительно различаются, т.е. мобильный абонент перемещается с большой скоростью (пользуется транспортом), время между местоопределениями (определениями координат) для повышения точности определения местоположения мобильной станции уменьшают.

Базовая станция (BTS) при первом попадании в ее соту мобильной станции (MS), передает ей фрагмент географической карты в электронной форме, запрошенный из центра управления системы сотовой связи (ОМС), на которой указаны координаты границ данной соты и соседних сот, а также рабочие частоты или коды базовых станций и параметры связи, причем размер фрагмента цифровой географической карты в электронной форме адаптируют к скорости перемещения мобильного абонента.

Мобильная станция (MS) периодически сравнивает данные определения местоположения, полученные от спутниковой системы GPS (или аналогичной), с фрагментом цифровой географической карты в электронной форме на предмет определения соты своего местоположения (принадлежности к базовой станции (BTS)). При изменении соты своего местоположения мобильная станция (MS) переходит на рабочую частоту или код, а также на параметры связи базовой станции (BTS) соты, в которой она находится.

Таким образом, применение глобальной спутниковой системы определения местоположения для реализации функций определения местоположения в составе системы сотовой связи позволяет значительно сократить нагрузку в каналах управления и сигнализации на сетевых интерфейсах системы сотовой связи.

В многоэтажных зданиях, в силу специфических условий распространения радиоволн, различные этажи зданий могут относиться к различным сотам, и пространственное определение местоположения позволяет осуществлять вертикальный "handover", что важно также для обеспечения связи с летательными аппаратами.

Данные определения местоположения, передаваемые MS на базовые станции, позволяют осуществлять связь с мобильными станциями с помощью многолучевых интеллектуальных антенн (см. приложение 1), максимум диаграмм направленности которых ориентирован непосредственно по координатам мобильной станции и, в соответствии с данными ее местоположения, отслеживают перемещения MS.

Использование точных координат мобильных станций в системе управления интеллектуальных антенн, полученных от GPS, позволяет исключить режимы плавной перестройки диаграмм направленности адаптивных антенн и ввести режим коммутации лучей, что сокращает время установления соединения.

В пределах одной соты (т.е. при работе на одной группе частот или кодов) возможно формирование микросот с заданными границами географических координат, находясь в которых мобильные абоненты пользуются параметрами связи: видом радиоинтерфейса, скоростью передачи, протоколом связи, тарифом и т.д., отличными от параметров связи соты. То есть, при нахождении мобильного абонента в пределах микросоты он получает ряд льгот или дополнительных услуг.

Точное определение местоположения мобильных станций через спутниковую систему определения местоположения позволяет обеспечить роуминг при переходе MS из одной сети связи в другую в рамках одного стандарта связи или разных стандартов связи или разных видов радиосвязи. В этом случае координаты пограничной соты формируются в соответствии с координатами границ (в частности государственных) сетей связи. Мобильный абонент, пересекая государственную границу или зону сотовой связи, получает услуги роуминга сразу после пересечения границы зоны связи, в отличие от действующих в настоящее время сотовых сетей, где зона связи и границы сот зависят от условий распространения радиоволн на местности и принципиально не могут быть однозначно связаны с границами сетей (с границами лицензируемых территорий). Кроме того, использование цифровых электронных карт местности и данных местоположения MS, полученных от глобальных спутниковых систем определения местоположения, с учетом застройки и условий размещения антенных систем базовых станций, а также модели распространения радиоволн, позволяет регулировать уровень мощности передатчиков мобильных и базовых станций в зависимости от удаления их друг от друга.

В зависимости от нагрузки, создаваемой мобильными станциями в соте, размеры и конфигурация сот, определяемых географическими координатами, а также условия "handover", могут задаваться каждой мобильной станции дистанционно с центра управления системой сотовой связи.

Высокая точность определения местоположения на основе данных глобальной спутниковой системы позволяет, в зависимости от местоположения мобильной станции в определенной соте, каждой мобильной станции определить приоритеты доступа к услугам связи или определить предельные характеристики связи, или вообще исключить доступ в сеть. Заявляемый способ обеспечивает точечную или зоновую с произвольной конфигурацией зон тарификацию услуг связи, предоставляемых абонентам.

Текущие данные местоположения мобильной станции, доступные мобильному абоненту в глобальном масштабе, используют для выбора сети мобильной связи, а также доступного вида услуг в этой сети путем соответствующего программирования мобильной станции абонентом или оператором мобильной связи, в том числе - с учетом действующих тарифов на услуги связи.

Таким образом, заявляемый способ позволяет повысить эффективность работы систем сотовой связи за счет использования в составе сети сотовой связи для реализации функций определения местоположения мобильных станций ресурсов глобальной спутниковой системы местоопределения типа GPS, GLONASS и др., в результате чего сокращаются затраты на оборудование и программное обеспечение сотовой связи; снижается нагрузка на сетевых интерфейсах (между MS и BTS, BTS и BSC, BSC и MSC), по которым передается служебная информация, и появляется возможность использовать освобожденные ресурсы сети для передачи полезной нагрузки, повышения емкости сети сотовой связи: повышается точность определения местоположения мобильных станций, что позволяет: реализовать автоматический "handover" при пересечении MS границ сот, заданных в виде системы географических координат и высоты расположения MS, обеспечить управление диаграммами направленности антенн или лучей в адаптивных многолучевых антеннах с максимумом в сторону MS и осуществить управление мощностью излучения базовых и мобильных станций, создавать границы сот и микросот (по географическому принципу) любой формы, а также адаптировать размеры и конфигурацию сот при изменении нагрузки в сотах, обеспечить приоритеты доступа различных групп абонентов в различных зонах сотовой связи, предоставить абонентам услугу точной зоновой тарификации услуг связи, программировать условия связи (используемая сеть, услуги, тарифы), а также осуществлять надежный переход из одной сети связи в другую в процессе поездок абонента.

Claims

1. Способ сотовой связи, характеризующийся тем, что в центр управления системы сотовой связи предварительно вводят файл в электронном виде с фрагментами цифровой географической карты местности, содержащей координаты и характеристики базовых станций, установленных в сотах, и географические координаты границ сот, при этом в процессе радиосвязи определяют с помощью встроенного в мобильную станцию приемника спутниковой системы определения местоположения и передают через базовую станцию в центр управления системы сотовой связи данные о местоположении соответствующей мобильной станции для связи с ней, а из центра управления системы сотовой связи через соответствующую базовую станцию передают на мобильную станцию файл фрагмента цифровой географической карты, содержащей координаты и характеристики базовой станции той соты, где находится данная мобильная станция, координаты и характеристики базовых станций соседних сот с координатами их границ, далее производят в мобильной станции сравнение текущих данных ее местоположения с координатами границ сот, при переходе мобильной станции в другую соту - "handover" - и/или при переходе из одной сети сотовой связи в другую - роуминг - вырабатывают в мобильной станции и передают в соответствующий центр управления системы сотовой связи данные о совершении "handover" или осуществлении роуминга и изменения рабочих параметров каналов связи.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что синхронизацию работы мобильных и базовых станций осуществляют по сигналам спутниковой системы определения местоположения.

3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что размер фрагмента географической карты, передаваемого на мобильную станцию, и периодичность передачи этой мобильной станцией в центр управления системы сотовой связи данных о своем местоположении изменяют в зависимости от скорости перемещения мобильной станции.

4. Способ по п.1, или 2, или 3, отличающийся тем, что текущие данные местоположения мобильной станции используют для управления параметрами адаптивных многолучевых антенных систем связанных с ней базовых станций, в том числе для управления диаграммой направленности антенных систем в направлении на мобильную станцию.

5. Способ п.1, или 2, или 3, или 4, отличающийся тем, что внутри соты выделяют микросоты с рабочими параметрами связи, отличными от рабочих параметров связи данной соты, в частности другие виды радиоинтерфейсов, протоколов, стандартов связи, при этом координаты границ и рабочие параметры этих микросот, записанные в центре управления системы сотовой связи, передают через соответствующие базовые станции на мобильные станции, находящиеся в микросотах.

6. Способ по п.1, или 2, или 3, или 4, или 5, отличающийся тем, что в качестве одного из рабочих параметров выбирают высоту нахождения мобильной станции над уровнем поверхности Земли, по отношению к которому выделяют соответствующие соты или микросоты и обеспечивают вертикальный "handover".

7. Способ по п.1, или 2, или 3, или 4, или 5, или 6, отличающийся тем, что регулируют уровень мощности передатчиков мобильных и базовых станций в зависимости от удаления их друг от друга на основе данных местоположения мобильных и базовых станций, а также цифровых географических карт, используемых в центре управления системы сотовой связи.

8. Способ по п.1, или 2, или 3, или 4, или 5, или 6, или 7, отличающийся тем, что при передаче файла фрагмента цифровой географической карты из центра управления системы сотовой связи через базовую станцию на соответствующую мобильную станцию осуществляют адаптацию размеров и конфигурации сот, а также условий обеспечения "handover" к нагрузке, создаваемой мобильными станциями в соте.

9. Способ по п.1, или 2, или 3, или 4, или 5, или 6, или 7, или 8, отличающийся тем, что, в зависимости от местоположения мобильной станции в определенной соте или определенной зоне связи сотовой сети каждой мобильной станции определяют приоритеты доступа к услугам связи или предельные качественные характеристики связи или исключают доступ к услугам связи или части услуг связи на отдельных участках зоны сотовой связи или соты.

10. Способ по п.1, или 2, или 3, или 4, или 5, или 6, или 7, или 8, или 9, отличающийся тем, что обеспечивают точечную или зоновую с произвольной конфигурацией зон тарификацию услуг связи, предоставляемых абонентам.

11. Способ по п.1, или 2, или 3, или 4, или 5, или 6, или 7, или 8, или 9, или 10, отличающийся тем, что текущие данные местоположения мобильной станции, доступные мобильному абоненту сотовой сети в глобальном масштабе, используют для выбора сети мобильной связи и доступного вида услуг в этой сети путем соответствующего программирования мобильной станции абонентом или оператором мобильной связи, в том числе - с учетом действующих тарифов на услуги связи в сетях связи разных операторов.