專利名稱：用于無繩用戶線路接口的無線系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種無線本地回路系統(tǒng)，它包括多個基站和一個接入網(wǎng)節(jié)點，該節(jié)點將無繩終端設(shè)備與固定網(wǎng)的交換機連接起來。本系統(tǒng)尤其包括無繩終端設(shè)備和基站間的空中接口，該接口一般與TDMA移動系統(tǒng)相一致，TDMA系統(tǒng)中以信令頻率(C0)傳輸?shù)膸兄辽儆幸粋€時隙是控制信道時隙，基站在該時隙內(nèi)用標(biāo)準(zhǔn)功率傳輸用于無繩終端設(shè)備的控制消息。
當(dāng)建立一個電話網(wǎng)絡(luò)時，交換機與用戶設(shè)備間的用戶線的安裝不但相當(dāng)昂貴，而且需要大量時間。通常這樣來構(gòu)成用戶線路網(wǎng)絡(luò)，即來自多個用戶設(shè)備的雙絞線提供給一個配線架，從多個縱橫接線器而來的電纜則組合在另一個配線架中，再提供給交換機。交換機和用戶線之間的信令接口是標(biāo)準(zhǔn)化的，它可以是二線制模擬用戶線接口。根據(jù)CCITT的建議V2的復(fù)用器接口或是根據(jù)ETSI建議V5.1的基于信息的復(fù)用器接口。改變固定用戶線相當(dāng)麻煩，而且維護(hù)費用，尤其是那些用戶線為架空明線的地區(qū)的維護(hù)費用也會很可觀。解決這些問題的一種方法是，用無線線路替代交換機與用戶設(shè)備之間的固定線路。這種方法就是已知的無線本地回路(WLL)系統(tǒng)。


圖1中給出了WLL系統(tǒng)的原理。無線固定終端設(shè)備T包含一個帶有天線的無線單元4，和一個電話適配器，適配器把標(biāo)準(zhǔn)用戶設(shè)備5接到終端設(shè)備上。用戶設(shè)備可以是一個普通的電話機，傳真終端或調(diào)制解調(diào)器。通過把一個標(biāo)準(zhǔn)插頭插入到終端設(shè)備的適配連接器，用戶設(shè)備就連接到終端設(shè)備上。用戶可以和在傳統(tǒng)的固定網(wǎng)中一樣來使用用戶設(shè)備5，即便用戶線路連接包含了終端設(shè)備T和基站BS2或3間的無線線路。一個基站可以為多個用戶設(shè)備提供服務(wù)。基站接到一個確定的接入網(wǎng)節(jié)點1，后者又接到標(biāo)準(zhǔn)交換機上。一個接入網(wǎng)節(jié)點1上可以連接多個基站。
利用現(xiàn)有移動電話系統(tǒng)的部件可以構(gòu)成WLL系統(tǒng)。舉例而言，移動系統(tǒng)可以是模擬NMT系統(tǒng)或數(shù)字GSM系統(tǒng)。這種情況下，WLL系統(tǒng)的信令與有關(guān)系統(tǒng)一致，基站是這種系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)基站，而終端設(shè)備的無線單元類似于移動臺的無線單元，或者終端設(shè)備可以就是移動系統(tǒng)中的移動臺。WLL系統(tǒng)中的一個重要部分是連接用戶與標(biāo)準(zhǔn)本地交換機的接入網(wǎng)節(jié)點。接入網(wǎng)節(jié)點將WLL網(wǎng)絡(luò)信令，例如NMT或GSM信令轉(zhuǎn)變?yōu)楣潭ňW(wǎng)(例如PSTN)所適合的信令，并相應(yīng)地使固定網(wǎng)信令適用于WLL網(wǎng)絡(luò)接口。
網(wǎng)絡(luò)節(jié)點利用一個開路V2或V5.1型復(fù)用器接口接到本地交換機上，接口使用2Mbit/s的PCM系統(tǒng)。如果本地交換機只支持二線制接口，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點就利用一個復(fù)用器，把V2信令轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€模擬二線制用戶回路接口，再連接到交換機上。網(wǎng)絡(luò)節(jié)點和它連接的基站間的信令是適宜移動網(wǎng)的信令，不過它以下面方式作了修改，即小區(qū)切換和漫游這些蜂窩網(wǎng)所特有的功能將被制止。因此，用戶必須保持在分配給它的基站的覆蓋范圍內(nèi)。來話呼叫和去話呼叫的路由根據(jù)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的用戶數(shù)據(jù)庫確定。網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的操作對應(yīng)于集線器的操作呼叫從用戶接口傳送到交換機，號碼分析、計算和其他功能都在交換機中進(jìn)行。
根據(jù)上面所述，WLL網(wǎng)可以基于已知的GSM系統(tǒng)。GSM是基于時分多址的數(shù)字蜂窩系統(tǒng)。下面將描述系統(tǒng)信道。
邏輯信道分為傳輸話音與數(shù)據(jù)的業(yè)務(wù)信道TCH，和傳送信令與同步數(shù)據(jù)的控制信道?？刂菩诺腊◤V播信道、公共控制信道和專用信道。廣播信道BCH是直接從基站到移動臺(下行)的信道，它們包括(1)頻率校正信道FCCH，其中的信息被移動臺用來進(jìn)行頻率校正；(2)同步信道SCH，把同步信息與基站的標(biāo)識碼傳送給移動臺；以及(3)廣播控制信道BCCH，傳送有關(guān)基站的一般信息。公共控制信道CCCH在下行方向包括一個尋呼信道PCH，它用來向移動臺傳輸尋呼消息，在上行方向CCCH包括一個隨機接入信道RACH，移動臺用它來從網(wǎng)絡(luò)請求信道，另外在下行方向還包括一個準(zhǔn)予接入信道AGCH。網(wǎng)絡(luò)利用它確認(rèn)移動臺發(fā)送的請求。專用信道包括一個獨立專用控制信道SDCCH，和與業(yè)務(wù)信道相關(guān)的一個慢關(guān)聯(lián)控制信道SACCH和一個快關(guān)聯(lián)控制信道FCCH。
邏輯信道映射為無線通信中的物理信道。正如大家所知的，物理信道由一個時隙與頻率確定的連續(xù)窗口構(gòu)成。一個特定的物理信道通常使用每個TDMA幀中的同一個時隙號，一個TDMA幀由8個時隙構(gòu)成，但是當(dāng)使用跳頻時頻率可以發(fā)生改變。
51個TDMA幀構(gòu)成一個控制信道多幀，圖2為多幀的原理圖。FCCH和SCH具有相同結(jié)構(gòu)SCH時隙隔開一幀的距離跟在PCCH時隙后，多幀為它們中的每個信道保留5個時隙。每個信道都利用幀的時隙TN0。BCCH使用多幀中的四個時隙，這些時隙位于連續(xù)的幀中。其余的36個時隙(每個它所在的TDMA幀中各有一個)是為CCCH保留的，即對于下行方向幀的情況，用于PCH和AGCH，對于上方向幀的情況，則用于RACH。出于實際原因，BCCH和CCCH也都使用時隙TN0。因此控制信道多幀的重復(fù)長度是51個TDMA幀周期。時隙TN0不允許進(jìn)行跳頻，但是使用該時隙的上述信道必須使用同一個固定頻率。根據(jù)規(guī)定，BCCH載波必須在所有時隙中穩(wěn)定地以恒定功率，通常以最高許可功率并在標(biāo)準(zhǔn)頻率進(jìn)行傳輸。傳輸控制信息的載波頻率用C0表示。在沒有信息傳輸?shù)臅r隙中，利用填充比特來形成所謂的偽比特串。以標(biāo)準(zhǔn)功率并在標(biāo)準(zhǔn)頻率連續(xù)傳輸?shù)腂CCH載波C0以以下方式使用，即移動臺周期性地檢測鄰近小區(qū)中BCCH載波的信號強度，并利用比特差錯率確定連接質(zhì)量，從而在切換過程中使用這些測量結(jié)果。
GSM系統(tǒng)中，為盡可能的獲得無差錯無線傳輸，在業(yè)務(wù)信道上采用糾錯編碼。這種編碼是兩相信道編碼，為檢錯主要采用輕分組(lightblock)編碼，為糾錯而使用卷積編碼。卷積編碼中在能夠有效地使用碼字前，必須使差錯在時間上隨機分布。因此當(dāng)一個信道編碼分組至少在四個時隙內(nèi)傳輸時使用了間插。在傳輸前將該信道編碼分組中的比特進(jìn)行混合，從而使傳輸差錯隨機化，而且鄰近分組也被間插在同一時隙中傳輸。如果移動臺在運動，那么這樣的間插就已足夠，但對于低速運動或固定的移動臺的情況，由于矯正了差錯的隨機分布，所以也要使用跳頻。跳頻的另一個好處在于，鄰近小區(qū)使用同一頻率的另一個用戶所造成的共信道干擾也被平均。編碼和跳頻的背景是接收到的信號為具有不同時延的多個瑞利衰減信號的和，因而信號電平與質(zhì)量的變化相當(dāng)大。跳頻和跳動速率降低，并在最好情況下可以消除連續(xù)脈沖串間的相關(guān)性，從而由于間插和比特重組而使差錯隨機化。
然而在一些情況下，連續(xù)傳輸?shù)膹娸d波會是一個問題。它造成網(wǎng)絡(luò)干擾電平的增加，即當(dāng)小區(qū)的業(yè)務(wù)信道載波與鄰近小區(qū)的BCCH載波一樣時，會在接收端造成干擾，從而降低網(wǎng)絡(luò)容量。在業(yè)務(wù)信道上僅使用一個發(fā)射和接收頻率，即一個TRX的低容量小區(qū)中，如果使用跳頻，那么在基站必須有一個輔助的發(fā)射機/接收機，在真正的發(fā)射機/接收機產(chǎn)生業(yè)務(wù)信道頻率的同一個時隙內(nèi)，輔助發(fā)射機/接收機傳輸BCCH載波。因為可用一個發(fā)射機/接收機來合成大量頻率，但一次只能合成一個頻率，所以輔助發(fā)射機/接收機的存在是很必要的。
當(dāng)這樣的GSM系統(tǒng)用作WLL用途時，這些干擾問題也會影響最初描述的WLL系統(tǒng)。尤其是在居住稀疏地區(qū)使用WLL系統(tǒng)時，出現(xiàn)基站僅使用一個發(fā)射與接收頻率(一個TKX頻率)，并且基站的覆蓋區(qū)域相當(dāng)廣闊的情況是很有可能的。這時，除了BCCH載波的發(fā)射功率很高這一事實會增加電話業(yè)務(wù)的共信道干擾并降低網(wǎng)絡(luò)容量外，在基站必須放置一個輔助發(fā)射機/接收機，來形成BCCH載波C0從而實現(xiàn)跳頻的目的。因為在低速或固定移動臺的情況下，只有間插并不足以產(chǎn)生隨機差錯分布，對于一個TRX的情況缺少跳頻會降低卷積碼的效率，所以跳頻也是必須的，或至少是所希望的。由于在頻率分集未能平均同一信道的干擾時，必須用更強的頻率分集，即獲得的是有同一頻率分布的信道要更少，所以這降低了系統(tǒng)容量。
本發(fā)明的目的是基于TDMA系統(tǒng)尤其是GSM系統(tǒng)的一個無線本地回路系統(tǒng)，在該系統(tǒng)中由于使用了GSM系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)BCCH載波，所以BCCH載波C0不會造成上述的各種問題。
利用權(quán)利要求1中公開的方法可以實現(xiàn)該目的。
根據(jù)本發(fā)明的WLL無線系統(tǒng)中，BCCH載波C0只在傳輸控制信息的時隙中以標(biāo)準(zhǔn)功率傳輸，其它的時隙中根本不傳輸載波，或者說其它時隙是在需要時用于業(yè)務(wù)信道，這期間一般會調(diào)整BCCH載波的功率。如果沒有業(yè)務(wù)這些其它時隙就不包含傳輸。如果有業(yè)務(wù)，會使用功率控制，跳頻和不連續(xù)傳輸(DTX)。DTX是指話音停頓時，傳輸會間斷。從而在接收端得到更低的干擾、良好的頻率分集及更好的碼性能。
下面將參考附圖，更詳細(xì)地說明本發(fā)明。附圖中，圖1示出WLL系統(tǒng)的原理；圖2示出控制信道的一個多幀；圖3是根據(jù)本發(fā)明BCCH載波分布的一個示例。
WLL應(yīng)用中，用戶可以在他的歸屬小區(qū)內(nèi)運動，但是小區(qū)間的切換是被阻止的。因此不必檢測鄰近站點BCCH載波的強度。在根據(jù)本發(fā)明的WLL系統(tǒng)中，BCCH載波不必在使用載頻C0的幀的所有時隙中，連續(xù)地進(jìn)行傳輸，而只在構(gòu)成BCCH和CCCH的時隙中以最大功率傳輸。在圖3中這一時隙是RF信道C0的時隙TN0。如果需要，使用載頻C0的幀中的其它時隙TN1，…TN7，可以用作業(yè)務(wù)信道時隙。這些時隙中，對頻率C0通常要使用功率控制。由于載波并不以最大功率傳輸或者它根本就未傳輸，所以共信道干擾顯著降低。
當(dāng)向一個小區(qū)僅分配一個TRX，圖3中為頻率C0時，通過利用同一個發(fā)射機/接收機，還可進(jìn)行BCCH頻率C0和要合成的頻率C1間的跳頻。利用箭頭結(jié)合這些RF信道的時隙，描述了使用跳頻的一種可能信道。該信道由幀的第四個時隙構(gòu)成。由于當(dāng)一個脈沖串在頻率C1的第四個時隙中傳輸時，頻率C0中同步的第四個時隙內(nèi)根本不必進(jìn)行BCCH載波的傳輸，所以一個頻率合成器便足夠了。
當(dāng)向一個小區(qū)分配了多個TRX頻率時，可以在這些頻率間進(jìn)行跳頻，BCCH載波C0可以在時隙TN1，…TN7切斷。這些時隙自然也可用作業(yè)務(wù)信道，從而要在載波上進(jìn)行一般的功率控制，并可用這時隙進(jìn)行跳頻。
當(dāng)根據(jù)本發(fā)明的配置用于BCCH載波時，將忽略標(biāo)準(zhǔn)GSM系統(tǒng)的一些特征切換算法不再需要，從而基站不必再發(fā)射一個鄰近小區(qū)列表，用戶設(shè)備也不必監(jiān)控鄰近小區(qū)的BCCH載波，不必在那里進(jìn)行有關(guān)的測量及向網(wǎng)絡(luò)報告測量結(jié)果。如果沒有進(jìn)行跳頻，BCCH載波也不必連續(xù)傳輸，而只在時隙TN0中即可。
本發(fā)明的進(jìn)一步優(yōu)勢在于，尤其對低容量小區(qū)的情況，由于強載波并非持續(xù)存在，網(wǎng)絡(luò)中的頻率再利用會更為有效。而且，因為不必監(jiān)控鄰近基站的BCCH載波，終端設(shè)備的功率消耗也會降低。由于多數(shù)情況下終端設(shè)備是由電池驅(qū)動的，所以這一點很重要。
必須認(rèn)識到上述有關(guān)的描述與圖形僅僅用以說明本發(fā)明。對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言，在不偏離所附權(quán)利要求書中公開的本發(fā)明的范圍和精神時，可以對本發(fā)明進(jìn)行各種不同變動是顯而易見的。
權(quán)利要求
1.一種無線本地回路系統(tǒng)，包括基站和一個連接無繩終端設(shè)備(T)和固定網(wǎng)的交換機的接入網(wǎng)節(jié)點，位于無繩終端設(shè)備與基站(2，3)之間的空中接口主要符合TDMA移動系統(tǒng)，在TDMA移動系統(tǒng)內(nèi)具有信令基本載波(C0)的一個幀中，至少有一個時隙是控制信道(FCCH，SCH，BCCH，CCCH)的時隙，在該時隙中基站以固定功率傳輸提供給無繩終端設(shè)備的控制消息。其特征在于，所說幀的其它時隙(例如TN1，…TN7)中，脈沖串僅在需要的時隙(例如TN2)中傳輸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的無線系統(tǒng)，其特征在于，傳輸脈沖串的時隙(例如TN2)是一個業(yè)務(wù)信道時隙，而作為脈沖串載波的信令載波(C0)的傳輸功率以移動系統(tǒng)所要求的方式進(jìn)行調(diào)整。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的無線系統(tǒng)，其特征在于，當(dāng)幀時隙并非業(yè)務(wù)信道時隙或控制信道時隙時，信令頻率(C0)根本就不傳輸。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的無線系統(tǒng)，其特征在于，在幀的業(yè)務(wù)信道時隙中允許跳頻。
5.根據(jù)權(quán)利要求2或4的無線系統(tǒng)，其特征在于，在業(yè)務(wù)信道上采用不連續(xù)傳輸(DTX)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或4的無線系統(tǒng)，其特征在于，在系統(tǒng)中有一個TRX頻率，作為信令載頻(C0)，并至少另一個其它的頻率(C1)分配給基站，而且在業(yè)務(wù)信道上可以在TRX頻率和其他一些頻率(C1)間發(fā)生跳頻，從而用一個頻率合成器可形成兩個頻率。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的無線系統(tǒng)，其特征在于，無繩終端設(shè)備(T)僅服從控制信道上的、由分配給該終端設(shè)備的基站所發(fā)射的信息。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種無線本地回路系統(tǒng)，它包括基站和一個接入網(wǎng)節(jié)點，該節(jié)點連接無繩終端設(shè)備(T)與固定網(wǎng)中的交換機。位于無繩終端設(shè)備與基站(2，3)間的無線接口基本與GSM移動系統(tǒng)相一致，從而在具有信令載波(C0)的一幀中，至少有一個時隙是控制信道(FCCH，SCH，BCCH，CCCH)的時隙，在該時隙中基站以恒定功率傳輸供無繩終端設(shè)備使用的控制信息。根據(jù)本發(fā)明，因為所說幀的其它時隙(TN1，…TN7)僅在需要時為業(yè)務(wù)信道時隙而保留，并且在業(yè)務(wù)信道使用中，信令載波(C0)的發(fā)射功率以移動系統(tǒng)要求的方式進(jìn)行調(diào)整，從而降低了共信道干擾。也可使用不連續(xù)傳輸DTX。
文檔編號H04J3/00GK1167560SQ96191346
公開日1997年12月10日 申請日期1996年1月3日 優(yōu)先權(quán)日1995年1月4日
發(fā)明者哈里·伯斯蒂 申請人:諾基亞電信公司