專(zhuān)利名稱(chēng)：一種高信道資源利用率的移動(dòng)通信系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種移動(dòng)通信系統(tǒng)及方法，尤其涉及一種高信道利用率的移動(dòng)通信系統(tǒng) 及方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的移動(dòng)通信系統(tǒng)是蜂窩小區(qū)系統(tǒng)，其特點(diǎn)是用蜂窩小區(qū)不重疊、連續(xù)覆蓋服務(wù) 區(qū)域， 一個(gè)基站的覆蓋范圍叫做一個(gè)蜂窩小區(qū)，為了盡量減少一個(gè)覆蓋區(qū)域內(nèi)使用的基 站站點(diǎn)數(shù)量，蜂窩之間是不重疊的。當(dāng)用戶(hù)從一個(gè)蜂窩小區(qū)移動(dòng)到相鄰的蜂窩小區(qū)時(shí)， 為了保證通話(huà)的連續(xù)，就要進(jìn)行切換。在現(xiàn)有的移動(dòng)通信系統(tǒng)中，有四類(lèi)信道前向業(yè) 務(wù)信道、反向業(yè)務(wù)信道、前向控制信道和反向控制信道。其中前向控制信道包括一直在 發(fā)射著的信標(biāo)信道或者導(dǎo)頻信道、同步或者頻率校正信道、公共控制信道等。作為信標(biāo) 信道的前向控制信道的覆蓋范圍就是蜂窩小區(qū)的覆蓋范圍。其他信道的覆蓋范圍也都和 信標(biāo)信道的覆蓋范圍保持一致。當(dāng)一個(gè)移動(dòng)臺(tái)開(kāi)機(jī)時(shí)，它首先掃描接收到的前向控制信道，確定周?chē)盘?hào)最強(qiáng)的接 入站點(diǎn)，駐留在這個(gè)蜂窩小區(qū)，并且一直監(jiān)視著這個(gè)信號(hào)，直到它減弱到切換門(mén)限以下。 這時(shí)移動(dòng)臺(tái)再掃描所有接收到的前向控制信道，選擇另一個(gè)信號(hào)最強(qiáng)的接入站點(diǎn)蜂窩小 區(qū)駐留。移動(dòng)臺(tái)在接收信號(hào)最強(qiáng)的駐留蜂窩小區(qū)發(fā)起通話(huà)業(yè)務(wù)。 一般來(lái)說(shuō)，前向控制信 道占到信道總數(shù)的10%以上，所占用的功率資源或時(shí)隙資源占到總資源的20%左右。為了同時(shí)滿(mǎn)足覆蓋和容量的需求，基站的發(fā)射功率一般達(dá)不到最大發(fā)射功率。移動(dòng)臺(tái)在空閑狀態(tài)時(shí)， 一直在掃描一直由基站發(fā)射的前向控制信道。當(dāng)需要和一個(gè) 移動(dòng)臺(tái)通話(huà)時(shí)，在整個(gè)系統(tǒng)范圍內(nèi)的每個(gè)蜂窩小區(qū)的前向信道廣播對(duì)這個(gè)移動(dòng)臺(tái)的尋呼 消息。移動(dòng)臺(tái)通過(guò)駐留小區(qū)的反向控制信道對(duì)尋呼消息進(jìn)行回應(yīng)。然后，在系統(tǒng)的控制 下，用戶(hù)和系統(tǒng)同時(shí)轉(zhuǎn)向業(yè)務(wù)信道進(jìn)行通話(huà)。在通話(huà)過(guò)程中，移動(dòng)臺(tái)和基站的發(fā)射功率 根據(jù)功率控制算法的計(jì)算結(jié)果隨著信道的狀況和業(yè)務(wù)的需要而改變。當(dāng)用戶(hù)移動(dòng)到其他 小區(qū)時(shí)，根據(jù)移動(dòng)臺(tái)的監(jiān)測(cè)結(jié)果，系統(tǒng)指示移動(dòng)臺(tái)進(jìn)行切換。現(xiàn)有的移動(dòng)通信系統(tǒng)有以下缺點(diǎn)1、由于下行控制信道(信標(biāo)信道和同步信道等)占用很大一部分資源，限制了下行數(shù)據(jù)傳輸速率。在現(xiàn)在的移動(dòng)通信業(yè)務(wù)中，數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)占據(jù)越來(lái)越重要的地位，數(shù)據(jù)業(yè)務(wù) 具有不對(duì)稱(chēng)的特點(diǎn)，特別是下行數(shù)據(jù)速率一般要高于上行數(shù)據(jù)速率，因此，現(xiàn)有的移動(dòng) 通信系統(tǒng)不能最大程度地滿(mǎn)足數(shù)據(jù)通信和多媒體通信的需求。2、 基站各自占據(jù)一個(gè)蜂窩區(qū)域，站間資源不能共享，只有在CDMA系統(tǒng)的軟切換 過(guò)程中，才能實(shí)現(xiàn)宏分集增益；為了避免站間干擾，造成基站功率資源的閑置、浪費(fèi)。3、 由于移動(dòng)臺(tái)移動(dòng)到其他小區(qū)就要進(jìn)行切換，也就是說(shuō)，在用戶(hù)移動(dòng)的路線上經(jīng)過(guò) 多少蜂窩小區(qū)，就要進(jìn)行多少次切換，而不論信號(hào)質(zhì)量是否下降到需要切換的程度，這 樣就造成了切換過(guò)多，而切換的發(fā)生一方面需要占用系統(tǒng)資源，降低了系統(tǒng)效率，另一 方面，切換時(shí)容易造成掉話(huà)，過(guò)多的切換造成了業(yè)務(wù)質(zhì)量的降低。4、 移動(dòng)臺(tái)要根據(jù)頻率校正信道或同步信道的指示，將自己同步到系統(tǒng)的時(shí)鐘上，同 步過(guò)程緩慢，并且容易發(fā)生失步的現(xiàn)象，從而為系統(tǒng)工作質(zhì)量埋下隱患。因此，需要提出一種新的系統(tǒng)模式，克服上述的缺點(diǎn)，為充分發(fā)揮移動(dòng)通信系統(tǒng)的 效能，最大限度地滿(mǎn)足移動(dòng)通信業(yè)務(wù)迅猛增長(zhǎng)的需要，最大程度地滿(mǎn)足多種多樣的移動(dòng) 通信業(yè)務(wù)種類(lèi)的需要。本發(fā)明的目的是提出一種高信道資源利用率的移動(dòng)通信系統(tǒng)，特別是更高效地利用 下行功率、時(shí)隙、碼、信道等資源，這種系統(tǒng)不限制蜂窩小區(qū)的重疊，讓移動(dòng)臺(tái)承擔(dān)更 多功能，從而克服上述缺點(diǎn)。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供了一種高信道資源利用率的移動(dòng)通信系統(tǒng)，其包括-移動(dòng)臺(tái)，也叫用戶(hù)設(shè)備，包括發(fā)起呼叫和被呼叫兩種使用情形。當(dāng)移動(dòng)臺(tái)發(fā)起呼叫 時(shí)，首先通過(guò)系統(tǒng)公共上行接入信道詢(xún)問(wèn)覆蓋它的基站，在收到應(yīng)答信息后，對(duì)接收的 應(yīng)答信號(hào)信噪比進(jìn)行排隊(duì)，在基站負(fù)荷允許用戶(hù)接入的情況下，選定信噪比最大的基站 進(jìn)行接入，這個(gè)過(guò)程叫做接入過(guò)程。當(dāng)移動(dòng)臺(tái)被呼叫時(shí)，由尋呼基站對(duì)移動(dòng)臺(tái)進(jìn)行尋呼， 移動(dòng)臺(tái)收到對(duì)自己的尋呼消息時(shí)，進(jìn)入接入過(guò)程，在接入過(guò)程中，選定進(jìn)行聯(lián)接的基站， 接入以后，向系統(tǒng)報(bào)告自己的位置，準(zhǔn)備好和主叫用戶(hù)通話(huà)；基站，通過(guò)基站控制器和核心網(wǎng)相連接，功能是接收覆蓋區(qū)域內(nèi)移動(dòng)臺(tái)的信息和向 移動(dòng)臺(tái)發(fā)送信息。其覆蓋區(qū)域可以重疊。當(dāng)在公共上行接入信道接收到移動(dòng)臺(tái)的接入詢(xún) 問(wèn)消息時(shí)，表明該移動(dòng)臺(tái)處于自己的覆蓋區(qū)域內(nèi)，對(duì)移動(dòng)臺(tái)進(jìn)行應(yīng)答。應(yīng)答信息包括基 站的身份碼和負(fù)荷情況；尋呼基站，通過(guò)基站控制器與核心網(wǎng)相連，在系統(tǒng)不知道被叫移動(dòng)臺(tái)的具體位置時(shí) 在尋呼信道上對(duì)移動(dòng)臺(tái)進(jìn)行尋呼。當(dāng)系統(tǒng)需要向系統(tǒng)內(nèi)的移動(dòng)臺(tái)廣播信息時(shí)，尋呼基站 承擔(dān)向移動(dòng)臺(tái)發(fā)送廣播信息的工作。上述移動(dòng)通信系統(tǒng)，其特征在于，當(dāng)移動(dòng)臺(tái)移動(dòng)時(shí)，基站和移動(dòng)臺(tái)根據(jù)自己的發(fā)射 功率和接收靈敏度的能力，盡量維持通話(huà)不切換，當(dāng)它們的資源能力不足以維持通話(huà)時(shí)， 再進(jìn)行切換，而不必要在經(jīng)過(guò)的所有基站區(qū)域都切換。上述移動(dòng)通信系統(tǒng)，其特征在于，尋呼基站只支持低速率的尋呼信道，同時(shí)尋呼基 站不需要處理上行信道，另外尋呼基站提供較大的發(fā)射功率，覆蓋大的地理范圍。上述移動(dòng)通信系統(tǒng)，尋呼基站也可以用于全系統(tǒng)的廣播。上述移動(dòng)通信系統(tǒng)，當(dāng)需要移動(dòng)臺(tái)和系統(tǒng)同步時(shí)，系統(tǒng)由虛擬的同步單元和移動(dòng)臺(tái) 同步，并維護(hù)和移動(dòng)臺(tái)的同步。本發(fā)明的目的還在于提供一種高信道資源利用率的方法，其包括以下步驟 在移動(dòng)臺(tái)發(fā)起呼叫時(shí)，包括以下步驟(1) 移動(dòng)臺(tái)向覆蓋它的多個(gè)基站發(fā)送詢(xún)問(wèn)信息；(2) 收到移動(dòng)臺(tái)詢(xún)問(wèn)信息的基站都向移動(dòng)臺(tái)返回應(yīng)答信息；G)移動(dòng)臺(tái)對(duì)收到的應(yīng)答信息按照信號(hào)質(zhì)量排隊(duì)，并選擇質(zhì)量最好的基站進(jìn)行接入;(4) 建立信令鏈路；(5) 建立業(yè)務(wù)鏈路；(6) 傳送業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)；(7) 拆除業(yè)務(wù)鏈路；(8) 拆除信令鏈路； (10)結(jié)束通話(huà)。在移動(dòng)臺(tái)被呼叫時(shí)，包括以下步驟-(1) 尋呼基站發(fā)送尋呼信息；(2) 被叫移動(dòng)臺(tái)收到對(duì)自己的尋呼信息時(shí)向覆蓋它的多個(gè)基站發(fā)送詢(xún)問(wèn)信息；(3) 收到詢(xún)問(wèn)消息的基站向移動(dòng)臺(tái)返回應(yīng)答信息；(4) 移動(dòng)臺(tái)對(duì)收到的應(yīng)答信息按照信號(hào)質(zhì)量排隊(duì)，并選擇質(zhì)量最好的基站；(5) 建立信令鏈路；(6) 建立業(yè)務(wù)鏈路；(7) 傳送業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)；(8) 拆除業(yè)務(wù)鏈路；(9) 拆除信令鏈路；(10) 結(jié)束通話(huà)。上述方法，其特征是，公共控制信道由移動(dòng)臺(tái)提供，即由移動(dòng)臺(tái)發(fā)送，基站接收。 上述方法，其特征是，基站組成基站池，進(jìn)行基站資源的共享，利用多臺(tái)基站的多 個(gè)天線共同組成天線陣，相當(dāng)于利用更大的MIMO陣，傳送更高的數(shù)據(jù)速率。高信道資源利用率的移動(dòng)通信系統(tǒng)和方法的優(yōu)點(diǎn)是，沒(méi)有一直發(fā)射的導(dǎo)頻和廣播信 道等下行控制信道，當(dāng)移動(dòng)臺(tái)請(qǐng)求系統(tǒng)服務(wù)時(shí)，系統(tǒng)相應(yīng)的接入站點(diǎn)可以利用智能天線 發(fā)射導(dǎo)頻和系統(tǒng)信息，降低了系統(tǒng)干擾，提高了系統(tǒng)效率。移動(dòng)臺(tái)在移動(dòng)時(shí)，沒(méi)必要經(jīng) 過(guò)所有的蜂窩小區(qū)都進(jìn)行切換，減少切換的次數(shù)。打破蜂窩的限制，基站可以充分利用 自己的功率資源。也減少了對(duì)基站選址的限制。移動(dòng)臺(tái)可以選擇資源富裕的基站接入， 一方面減少潛在的切換次數(shù)，降低基站資源的閑置量，提高資源利用率。另一方面平衡 系統(tǒng)負(fù)荷。基站組成基站池，進(jìn)行基站資源的共享，利用多臺(tái)基站的多個(gè)天線共同組成 天線陣，相當(dāng)于利用更大的MIMO陣，即，移動(dòng)臺(tái)還可以同時(shí)和多個(gè)基站同時(shí)通信，利 用分集技術(shù)或MIMO技術(shù)，提高通信速率，從而提高系統(tǒng)容量。本發(fā)明能夠充分發(fā)揮移動(dòng)通信系統(tǒng)的效能，最大限度地滿(mǎn)足移動(dòng)通信業(yè)務(wù)迅猛增長(zhǎng) 的需要，最大程度地滿(mǎn)足多種多樣的移動(dòng)通信業(yè)務(wù)種類(lèi)的需要。


圖1為根據(jù)本發(fā)明的基站布置示意圖；圖2為根據(jù)本發(fā)明的尋呼功能布置示意圖；圖3為根據(jù)本發(fā)明的移動(dòng)移動(dòng)臺(tái)越區(qū)切換過(guò)程的示意圖；圖4為根據(jù)本發(fā)明的基站功能框圖；圖5為根據(jù)本發(fā)明的移動(dòng)通信系統(tǒng)架構(gòu)圖；圖6為在本發(fā)明的系統(tǒng)中手機(jī)發(fā)起呼叫的時(shí)序圖；圖7為在本發(fā)明的系統(tǒng)中尋呼過(guò)程的時(shí)序圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的系統(tǒng)和方法進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。本發(fā)明的基站布置示意圖如圖1所示，橢圓形區(qū)域代表一個(gè)基站區(qū)域，基站位于基站區(qū)域的中心點(diǎn)?；緟^(qū)域是可以重疊的。當(dāng)移動(dòng)臺(tái)通過(guò)問(wèn)詢(xún)過(guò)程發(fā)現(xiàn)自己位于多個(gè)基 站區(qū)域的重疊區(qū)域時(shí)，它可以根據(jù)各基站反饋信號(hào)的強(qiáng)弱和負(fù)荷選擇進(jìn)行聯(lián)系的基站。 在本發(fā)明中的基站，其物理結(jié)構(gòu)和傳統(tǒng)的基站是一樣的，包括射頻模擬部分、基帶部分 和基站控制部分，而且本發(fā)明中的基站適用于現(xiàn)有所有的多址接入技術(shù)和雙工技術(shù)。本 發(fā)明的移動(dòng)通信系統(tǒng)對(duì)基站的布置不做限制，基站可以充分發(fā)揮其資源能力，基站的分 布密度完全取決于話(huà)務(wù)量的密度。當(dāng)移動(dòng)臺(tái)發(fā)起呼叫時(shí)，它首先通過(guò)系統(tǒng)公共上行接入 信道詢(xún)問(wèn)覆蓋它的基站，它可能處于多個(gè)基站的共同覆蓋范圍內(nèi)，周?chē)拿總€(gè)接收到移 動(dòng)臺(tái)詢(xún)問(wèn)信息的基站都對(duì)它應(yīng)答，應(yīng)答信息包括基站的身份碼和負(fù)荷情況。移動(dòng)臺(tái)收到 這些應(yīng)答信息后，對(duì)接收的應(yīng)答信號(hào)信噪比進(jìn)行排隊(duì)，在基站負(fù)荷允許用戶(hù)接入的情況 下，選定信噪比最大的基站進(jìn)行接入。本發(fā)明的尋呼移動(dòng)臺(tái)的示意圖如圖2所示，尋呼是在系統(tǒng)需要和被叫移動(dòng)臺(tái)通話(huà)， 又不知道被叫移動(dòng)臺(tái)的具體位置時(shí)，在系統(tǒng)內(nèi)尋找移動(dòng)臺(tái)的一種手段。對(duì)移動(dòng)臺(tái)的尋呼 由廣覆蓋的尋呼站點(diǎn)執(zhí)行。尋呼信道是下行的公共控制信道。移動(dòng)臺(tái)接收到對(duì)自己的尋 呼信息后，利用接入過(guò)程選擇聯(lián)系的基站并接入系統(tǒng)。如圖2所示，當(dāng)移動(dòng)臺(tái)被叫時(shí)， 系統(tǒng)利用廣覆蓋的尋呼站點(diǎn)尋呼移動(dòng)臺(tái)，尋呼站點(diǎn)是一個(gè)基站，和系統(tǒng)的連接關(guān)系和其 他普通基站是一樣的，它支持低速率的尋呼信道，而普通基站一般不支持尋呼行道，根 據(jù)香農(nóng)定理，低速率的尋呼信道，可以覆蓋較大的范圍。移動(dòng)臺(tái)收到對(duì)自己的尋呼消息， 進(jìn)入接入過(guò)程，在接入過(guò)程中，選定進(jìn)行聯(lián)接的基站，接入后，報(bào)告自己的位置，準(zhǔn)備 好和主叫用戶(hù)通話(huà)。尋呼站點(diǎn)也可以用于全系統(tǒng)的廣播。如果是短消息廣播，利用尋呼 站點(diǎn)就可以完成，如果廣播的消息較長(zhǎng)，尋呼站點(diǎn)通知系統(tǒng)內(nèi)的用戶(hù)各自接入系統(tǒng)，用 戶(hù)接入系統(tǒng)的方法和被叫用戶(hù)的接入是一樣的，通過(guò)各自聯(lián)結(jié)的基站接收廣播消息。本發(fā)明的移動(dòng)臺(tái)越區(qū)切換過(guò)程的示意圖如圖3所示。虛雙箭頭表示切換前聯(lián)接的小 區(qū)，實(shí)雙箭頭表示切換后聯(lián)接的小區(qū)，從圖3可以看出，移動(dòng)用戶(hù)在經(jīng)過(guò)中間小區(qū)時(shí)沒(méi) 有進(jìn)行切換?；镜母采w范圍是由公共控制信道的覆蓋范圍決定的，而業(yè)務(wù)信道的覆蓋 范圍受分配給業(yè)務(wù)信道的發(fā)射功率和接收靈敏度決定，因此當(dāng)移動(dòng)臺(tái)運(yùn)動(dòng)到中間小區(qū)時(shí)， 它還可以維持和左邊小區(qū)的聯(lián)接。如圖3所示，當(dāng)移動(dòng)用戶(hù)移動(dòng)時(shí)，基站和移動(dòng)臺(tái)可以 根據(jù)自己的發(fā)射功率和接收靈敏度的能力，盡量維持通話(huà)不切換。當(dāng)它們的資源能力不 足以維持通話(huà)時(shí)，再進(jìn)行切換，而不必要在經(jīng)過(guò)的所有小區(qū)都切換。這樣可以充分利用 基站的能力，另一方面，減少了切換的次數(shù)，從而節(jié)約了系統(tǒng)資源，增大了系統(tǒng)容量。圖4所示為根據(jù)本發(fā)明的基站功能框圖，在本發(fā)明中的基站包括普通基站和尋呼基站2類(lèi)。他們的功能是相同的，如圖4所示。天線是外配的，要適應(yīng)基站的工作頻段等 技術(shù)指標(biāo)。雙工器用于把上下行射頻信號(hào)區(qū)分開(kāi)，低噪聲放大器用于放大接收到的無(wú)線 信號(hào)，下變頻將射頻信號(hào)變到基帶，同時(shí)進(jìn)行解調(diào)。A/D變換將模擬信號(hào)變成數(shù)字信號(hào)。 功率放大器把輸出的低功率射頻信號(hào)放大到需要的功率，上變頻把輸出基帶信號(hào)變到發(fā) 射的射頻頻率，D/A變換把輸出的數(shù)字信號(hào)變成模擬信號(hào)。調(diào)制的功能是形成信號(hào)的星 座圖。上行信號(hào)分配是將多路輸出的基帶信號(hào)分配到相應(yīng)的基帶處理單元。上行信號(hào)處 理主要是進(jìn)行匹配濾波、判決處理，基帶信道譯碼處理包括信道碼和CRC等校驗(yàn)碼的譯 碼處理。下行信號(hào)處理主要是增強(qiáng)下行信號(hào)的平衡性和抗干擾能力的處理，下行信號(hào)路 徑選擇是將輸出的基帶信號(hào)送到相應(yīng)的發(fā)射單元進(jìn)行處理。基帶信道編碼處理主要是將 輸出信號(hào)進(jìn)行信道編碼和加CRC校驗(yàn)等功能?；窘涌谪?fù)責(zé)基站和基站控制器的連接。尋呼基站只支持低速率的尋呼信道，適應(yīng)低速率的信號(hào)處理，同時(shí)尋呼基站不需要 處理上行信道，另外尋呼基站提供較大的發(fā)射功率，覆蓋廣大的地理范圍。普通基站支持除尋呼信道外所有的上行和下行信道。尋呼基站可以由普通基站來(lái)?yè)?dān)負(fù)。如圖5所示為根據(jù)本發(fā)明的移動(dòng)通信系統(tǒng)架構(gòu)圖。從圖5可以看出，整個(gè)系統(tǒng)包括 手機(jī)(又稱(chēng)作移動(dòng)臺(tái)、移動(dòng)終端、用戶(hù)設(shè)備等)、基站、基站控制器、核心網(wǎng)和外部網(wǎng)絡(luò) 等組成。其連接關(guān)系如圖5所示。尋呼基站對(duì)所有的移動(dòng)臺(tái)進(jìn)行尋呼。普通基站支持除 尋呼信道之外的所有信道。尋呼基站利用較高的架設(shè)位置、較大的發(fā)射功率和較低的數(shù) 據(jù)信息速率，可以覆蓋廣大的地理范圍。移動(dòng)終端的其他通信功能都是和普通基站間進(jìn) 行的。尋呼基站和普通基站都連接到基站控制器，接受基站控制器的控制和管理。基站 控制器連接到核心網(wǎng)上，核心網(wǎng)和各種外部網(wǎng)絡(luò)連接。圖6為在本發(fā)明的系統(tǒng)中手機(jī)發(fā)起呼叫的時(shí)序圖。根據(jù)圖6所示，在移動(dòng)臺(tái)發(fā)起呼 叫時(shí)向覆蓋它的基站1、 2、 3發(fā)送詢(xún)問(wèn)信息，基站1、 2、 3返回應(yīng)答信息，移動(dòng)臺(tái)對(duì)收 到的應(yīng)答信息按照信號(hào)質(zhì)量(諸如信躁比)排隊(duì)，并選擇質(zhì)量最好的基站1，移動(dòng)臺(tái)向基 站1發(fā)送控制鏈路連接請(qǐng)求，基站1與移動(dòng)臺(tái)進(jìn)行控制鏈路連接，移動(dòng)臺(tái)向基站l發(fā)送 承載連接請(qǐng)求，基站1與移動(dòng)臺(tái)進(jìn)行承載連接，隨后移動(dòng)臺(tái)與基站1進(jìn)行業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)傳輸， 呼叫結(jié)束時(shí)釋放承載連接以及控制鏈路連接。圖7為在本發(fā)明的系統(tǒng)中尋呼過(guò)程的時(shí)序圖。根據(jù)圖7所示，尋呼基站發(fā)送尋呼信 息，移動(dòng)臺(tái)收到對(duì)自己的尋呼信息時(shí)向覆蓋它的基站l、 2、 3發(fā)送詢(xún)問(wèn)信息，基站l、 2、 3返回應(yīng)答信息，移動(dòng)臺(tái)對(duì)收到的應(yīng)答信息按照信號(hào)質(zhì)量排隊(duì)，并選擇質(zhì)量最好的基站1，移動(dòng)臺(tái)向基站1發(fā)送控制鏈路連接請(qǐng)求，基站1與移動(dòng)臺(tái)進(jìn)行控制鏈路連接，移動(dòng)臺(tái)向 基站1發(fā)送承載連接請(qǐng)求，基站1與移動(dòng)臺(tái)進(jìn)行承載連接，隨后移動(dòng)臺(tái)與基站1進(jìn)行業(yè) 務(wù)數(shù)據(jù)傳輸，呼叫結(jié)束時(shí)釋放承載連接以及控制鏈路連接。 高信道資源利用率的移動(dòng)通信系統(tǒng)原理傳統(tǒng)系統(tǒng)一直有信標(biāo)信道或?qū)ьl信道信息和系統(tǒng)信息的廣播，移動(dòng)臺(tái)和系統(tǒng)的同步 由系統(tǒng)提供同步或頻率校準(zhǔn)信道，移動(dòng)臺(tái)執(zhí)行和維護(hù)同步。在高信道資源利用率移動(dòng)通信系統(tǒng)中，只有移動(dòng)臺(tái)請(qǐng)求時(shí)，系統(tǒng)才給信標(biāo)、導(dǎo)頻和 系統(tǒng)信息。在需要移動(dòng)臺(tái)和系統(tǒng)同步時(shí)，系統(tǒng)由虛擬的同步單元，和移動(dòng)臺(tái)同步，并維護(hù)和移 動(dòng)臺(tái)的同步。在高信道資源利用率移動(dòng)通信系統(tǒng)中，移動(dòng)臺(tái)在需要服務(wù)時(shí)，才主動(dòng)通過(guò)上行接入 信道尋找周?chē)幕荆⑶疫M(jìn)行干擾感知，從而和系統(tǒng)協(xié)商避開(kāi)干擾。 高信道資源利用率的移動(dòng)通信系統(tǒng)和方法的優(yōu)點(diǎn)沒(méi)有一直發(fā)射的導(dǎo)頻和廣播信道等下行控制信道，當(dāng)移動(dòng)臺(tái)請(qǐng)求系統(tǒng)服務(wù)時(shí)，系統(tǒng) 相應(yīng)的接入站點(diǎn)可以利用智能天線發(fā)射導(dǎo)頻和系統(tǒng)信息，降低了系統(tǒng)干擾，提高了系統(tǒng) 效率。移動(dòng)臺(tái)在移動(dòng)時(shí)，沒(méi)必要經(jīng)過(guò)所有的蜂窩小區(qū)都進(jìn)行切換，減少切換的次數(shù)。打 破蜂窩的限制，基站可以充分利用自己的功率資源。也減少了對(duì)基站選址的限制。移動(dòng) 臺(tái)可以選擇資源富裕的基站接入， 一方面減少潛在的切換次數(shù)，降低基站資源的閑置量， 提高資源利用率。另一方面平衡系統(tǒng)負(fù)荷?；窘M成基站池，進(jìn)行基站資源的共享，利 用多臺(tái)基站的多個(gè)天線共同組成天線陣，相當(dāng)于利用更大的MIMO陣，即，移動(dòng)臺(tái)還可 以同時(shí)和多個(gè)基站同時(shí)通信，利用分集技術(shù)或MIMO技術(shù)，提高通信速率，從而提高系 統(tǒng)容量。應(yīng)當(dāng)注意，凡不脫離本發(fā)明思想的任何改進(jìn)的方法都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍，本發(fā) 明具體保護(hù)范圍由權(quán)利要求書(shū)限定。
權(quán)利要求
1、一種高信道資源利用率的移動(dòng)通信系統(tǒng)，其特征在于包括移動(dòng)臺(tái)，也叫用戶(hù)設(shè)備，包括發(fā)起呼叫和被呼叫兩種使用情形；當(dāng)移動(dòng)臺(tái)發(fā)起呼叫時(shí)，首先通過(guò)系統(tǒng)公共上行接入信道詢(xún)問(wèn)覆蓋它的基站，在收到這些基站的應(yīng)答信息后，對(duì)接收的應(yīng)答信號(hào)信噪比進(jìn)行排隊(duì)，在基站負(fù)荷允許用戶(hù)接入的情況下，選定信噪比最大的基站進(jìn)行接入，這個(gè)過(guò)程叫做接入過(guò)程；當(dāng)移動(dòng)臺(tái)被呼叫時(shí)，由尋呼基站對(duì)移動(dòng)臺(tái)進(jìn)行尋呼，移動(dòng)臺(tái)收到對(duì)自己的尋呼消息時(shí)，進(jìn)入接入過(guò)程，在接入過(guò)程中，選定進(jìn)行聯(lián)接的基站，接入以后，向系統(tǒng)報(bào)告自己的位置，準(zhǔn)備好和主叫用戶(hù)通話(huà)；基站，通過(guò)基站控制器和核心網(wǎng)相連接，功能是接收覆蓋區(qū)域內(nèi)移動(dòng)臺(tái)的信息和向移動(dòng)臺(tái)發(fā)送信息，其覆蓋區(qū)域可以重疊，當(dāng)在公共上行接入信道接收到移動(dòng)臺(tái)的接入詢(xún)問(wèn)消息時(shí)，表明該移動(dòng)臺(tái)處于自己的覆蓋區(qū)域內(nèi)，對(duì)移動(dòng)臺(tái)進(jìn)行應(yīng)答，應(yīng)答信息包括基站的身份碼和負(fù)荷情況；尋呼基站，通過(guò)基站控制器與核心網(wǎng)相連，在系統(tǒng)不知道被叫移動(dòng)臺(tái)的具體位置時(shí)在尋呼信道上對(duì)移動(dòng)臺(tái)進(jìn)行尋呼，當(dāng)系統(tǒng)需要向系統(tǒng)內(nèi)的移動(dòng)臺(tái)廣播信息時(shí)，尋呼基站承擔(dān)向移動(dòng)臺(tái)發(fā)送廣播信息的工作。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于當(dāng)移動(dòng)臺(tái)移動(dòng)時(shí)，基站和移動(dòng)臺(tái)根據(jù) 自己的發(fā)射功率和接收靈敏度的能力，盡量維持通話(huà)不切換，當(dāng)它們的資源能力不足以 維持通話(huà)時(shí)，再進(jìn)行切換，而不必要在經(jīng)過(guò)的所有基站區(qū)域都切換。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的系統(tǒng)，其特征在于尋呼基站只支持低速率的尋呼信 道，同時(shí)尋呼基站不需要處理上行信道，另外尋呼基站提供較大的發(fā)射功率，覆蓋大的 地理范圍。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，尋呼基站用于全系統(tǒng)的廣播。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，當(dāng)需要移動(dòng)臺(tái)和系統(tǒng)同步時(shí)，系統(tǒng)由虛擬的同步單 元和移動(dòng)臺(tái)同步，并維護(hù)和移動(dòng)臺(tái)的同步。
6、 一種高信道資源利用率的方法，其特征在于，在移動(dòng)臺(tái)發(fā)起呼叫時(shí)包括以下步驟: (1)移動(dòng)臺(tái)向覆蓋它的多個(gè)基站發(fā)送詢(xún)問(wèn)信息；(2) 收到移動(dòng)臺(tái)詢(xún)問(wèn)信息的基站都向移動(dòng)臺(tái)返回應(yīng)答信息；(3) 移動(dòng)臺(tái)對(duì)收到的應(yīng)答信息按照信號(hào)質(zhì)量排隊(duì)，并選擇質(zhì)量最好的基站進(jìn)行接入；(4) 建立信令鏈路；(5) 建立業(yè)務(wù)鏈路；(6) 傳送業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)；(7) 拆除業(yè)務(wù)鏈路；(8) 拆除信令鏈路； (10)結(jié)束通話(huà)。
7、 一種高信道資源利用率的方法，其特征在于，在移動(dòng)臺(tái)被呼叫時(shí)包括以下步驟(1) 尋呼基站發(fā)送尋呼信息；(2) 被叫移動(dòng)臺(tái)收到對(duì)自己的尋呼信息時(shí)向覆蓋它的多個(gè)基站發(fā)送詢(xún)問(wèn)信息；(3) 收到詢(xún)問(wèn)消息的基站向移動(dòng)臺(tái)返回應(yīng)答信息；(3) 移動(dòng)臺(tái)對(duì)收到的應(yīng)答信息按照信號(hào)質(zhì)量排隊(duì)，并選擇質(zhì)量最好的基站；(4) 建立信令鏈路；(5) 建立業(yè)務(wù)鏈路；(6) 傳送業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)；(7) 拆除業(yè)務(wù)鏈路；(8) 拆除信令鏈路； (10)結(jié)束通話(huà)。
8、 根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的方法，其特征在于公共控制信道由移動(dòng)臺(tái)提供，即由移動(dòng)臺(tái)發(fā)送，基站接收。
9、 根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于基站組成基站池，進(jìn)行基站資源的共享，利用多臺(tái)基站的多個(gè)天線共同組成天線陣，相當(dāng)于利用更大的MIMO陣，傳送更高 的數(shù)據(jù)速率。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種高信道資源利用率的移動(dòng)通信系統(tǒng)及方法，公共控制信道由移動(dòng)臺(tái)發(fā)送，基站接收。移動(dòng)臺(tái)在準(zhǔn)備發(fā)起呼叫時(shí)，才主動(dòng)使用公共上行接入信道尋找周?chē)采w它的基站，基站的覆蓋區(qū)域可以是重疊的，周?chē)采w它的基站收到移動(dòng)臺(tái)的詢(xún)問(wèn)消息，對(duì)移動(dòng)臺(tái)進(jìn)行應(yīng)答，移動(dòng)臺(tái)根據(jù)這些應(yīng)答信息，選擇接入的基站。移動(dòng)臺(tái)在被呼叫時(shí)，由尋呼基站負(fù)責(zé)尋呼被叫移動(dòng)臺(tái)，被叫移動(dòng)臺(tái)收到對(duì)自己的尋呼消息時(shí)，進(jìn)入接入過(guò)程，在接入過(guò)程中，選定進(jìn)行聯(lián)接的基站，接入以后，報(bào)告自己的位置，準(zhǔn)備好和主叫用戶(hù)通話(huà)。本發(fā)明能夠充分發(fā)揮移動(dòng)通信系統(tǒng)的效能，最大限度地滿(mǎn)足移動(dòng)通信業(yè)務(wù)迅猛增長(zhǎng)的需要，最大程度地滿(mǎn)足多種多樣的移動(dòng)通信業(yè)務(wù)種類(lèi)的需要。
文檔編號(hào)H04Q7/38GK101257709SQ20071017553
公開(kāi)日2008年9月3日 申請(qǐng)日期2007年9月30日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月30日
發(fā)明者陳朝陽(yáng) 申請(qǐng)人:北京北方烽火科技有限公司