專利名稱：動態(tài)信道分配的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在同時采用時間分割和頻率分割的無線電系統(tǒng)中的無線電信道的分配。
在無線電系統(tǒng)中，一方面移動終端設(shè)備(例如移動臺)的巨大數(shù)目，另一方面多媒體應(yīng)用的帶寬需求使得必需盡可能有效地利用分配給該系統(tǒng)的頻譜。由無線電環(huán)境或者系統(tǒng)的其他終端設(shè)備引起的干擾是限制頻率再利用的一個基本因素。通過開發(fā)有效的無線電子系統(tǒng)和信道分配技術(shù)可以抑制這一點(diǎn)。在無線電和轉(zhuǎn)接子系統(tǒng)中采用時間和空間分集，低噪聲濾波器和有效的信道校正器和調(diào)制模式可抑制干擾并可分離所需的信號。然而，除了其他因素以外，由頻率的再利用而導(dǎo)致的同信道干擾也是限制系統(tǒng)總?cè)萘康囊蛩?。事實上，在信道分配中采用的算法的基礎(chǔ)在于利用無線電波傳輸?shù)膿p耗特性使載波-干擾比或CIR比達(dá)到最小，從而促進(jìn)無線電頻率的再利用。
信道分配裝置將一個給定的頻譜分為一套相鄰的或無干擾的信道，所以這些信道都可被同時使用，而接收信號的質(zhì)量仍保持可以接受。幾種已知的技術(shù)都可用于劃分信道，例如頻率分割(FD)，時間分割(TD)或代碼分割(CD)。在頻率分割中，通過將頻譜劃分為相鄰的頻帶來實現(xiàn)信道的分離，在時間分割中，通過將頻率劃分為連續(xù)的時間段或時隙來實現(xiàn)，而在代碼分割中則通過將采用不同的調(diào)制碼來獲得信道的分離。眾所周知的GSM移動系統(tǒng)是采用頻分和時分相結(jié)合的蜂窩系統(tǒng)的一個范例，而數(shù)字歐洲無繩電信(DECT)則是時分系統(tǒng)的一個范例。
可以重復(fù)使用同一信道并使CIR保持可以接受的距離被稱作同一信道的再利用距離。另一方面，由于CIR是再利用距離和發(fā)射功率的函數(shù)，在蜂窩系統(tǒng)中可以通過增加基站之間的距離或者通過采用發(fā)射功率的動態(tài)控制來降低干擾電平。
至少固定信道分配(FCA)和動態(tài)信道分配(DCA)是信道分配方法。
在固定信道分配中，整個范圍被分為小區(qū)，根據(jù)某種再利用模式為每個小區(qū)分配一套頻率。這種分配的一大優(yōu)點(diǎn)是它的筒易性，但它不能隨小區(qū)內(nèi)的業(yè)務(wù)狀態(tài)或移動用戶的數(shù)目而改變。
在動態(tài)信道分配中，所有的信道都位于一個“信道組”內(nèi)，當(dāng)呼叫到達(dá)系統(tǒng)時，從信道組中為新呼叫分配信道，同時確保保持最小的CIR。這樣，在信道和小區(qū)之間沒有固定的關(guān)系，但是只要信號干擾低到可以接受的程度，任意一個信道都可被任意一個小區(qū)所選擇。根據(jù)信道被選擇的方式可以區(qū)分不同的動態(tài)分配方式。這種分配的優(yōu)點(diǎn)在于，巨大的靈活性，并且能夠適應(yīng)于業(yè)務(wù)的變化，但是當(dāng)負(fù)荷非常高時，它沒有固定信道分配的效率高。在出版物“IEEE個人通信”，1996年六月；蜂窩移動電信系統(tǒng)的信道分配方案；綜合調(diào)查；I.Katzela,M.Naghshineh中全面描述了動態(tài)信道分配。
現(xiàn)有的基于TDMA/FDD的蜂窩移動系統(tǒng)主要采用固定的信道分配FCA。改進(jìn)的系統(tǒng)還利用了頻率躍變來改善連接的質(zhì)量，從而均衡損耗和干擾。在頻率躍變模式中，只有業(yè)務(wù)信道頻率或者，除此之外，時隙可以被改變。如果由于環(huán)境的改變或者移動設(shè)備的運(yùn)動而導(dǎo)致信號質(zhì)量變差并降低至容忍極限以下，則執(zhí)行信道改變或切換，由此信道被更換為另一個，同時與基站的連接保持不變(稱為區(qū)內(nèi)切換)或者轉(zhuǎn)換連接為通過另一基站(稱為區(qū)間切換)。這樣無線電鏈路的質(zhì)量惡化也可導(dǎo)致越區(qū)切換，或者由于網(wǎng)絡(luò)想要重新分配信道以避免擁塞，則網(wǎng)絡(luò)可以指令移動設(shè)備執(zhí)行切換。
在提及的第一種情況下，移動設(shè)備執(zhí)行連接質(zhì)量的連續(xù)測量，通常的誤碼率計算，以及相鄰基站載波功率的測量，并將測量結(jié)果以一定的時間間隔發(fā)射給網(wǎng)絡(luò)。網(wǎng)絡(luò)在其進(jìn)行切換決定時利用這些測量結(jié)果。在此情況下，該切換是移動輔助切換。如果在區(qū)內(nèi)切換中沒有發(fā)現(xiàn)發(fā)自該小區(qū)自身基站的空閑信道，或者在小區(qū)間信道交換中沒有發(fā)現(xiàn)從該相鄰基站到該移動設(shè)備移至的小區(qū)之間的空閑信道，則必需切斷連接。當(dāng)在蜂窩系統(tǒng)中通過減小小區(qū)規(guī)模來增加容量時，并且在初始情況下小區(qū)規(guī)模非常小的系統(tǒng)中，即所謂的微小區(qū)系統(tǒng)中，在一次呼叫期間必需執(zhí)行幾次信道交換。此外，當(dāng)用戶數(shù)目增加時，不但維持好的業(yè)務(wù)水平逐漸變得更加困難，而且逐漸地可能無法找到空閑的信道。
在DECT中采用動態(tài)信道分配，該系統(tǒng)依照TDMA/TDD，即，發(fā)射和接收在同一頻率上發(fā)生。在此系統(tǒng)中，可以通過移動設(shè)備來執(zhí)行信道交換，而不是象在例如GSM系統(tǒng)中通過網(wǎng)絡(luò)在執(zhí)行。這一點(diǎn)之所以成為可能是由于，移動設(shè)備能夠監(jiān)視上行線路和下行線路方向上的所有信道，并由此具有有關(guān)無線接口條件的穩(wěn)定信息，即有關(guān)空閑和占用信道以及有關(guān)其干擾電平的信息。
為增加任一TDMA/FDD系統(tǒng)中的容量，自然可以采用動態(tài)信道分配DCA來取代固定信道分配，但是在此情況下，是移動設(shè)備而不是網(wǎng)絡(luò)可以從空閑信道組中選擇信道。因此，可以從一個包含幾個仍處于信道交換狀態(tài)中的信道的信道組中提取新信道。以此方式采用DCA時的一個問題在于，雖然許多信道都是空閑的，但所有這些都不能使用。移動設(shè)備不能隨機(jī)地選擇新信道，因為隨機(jī)選出的信道可能已經(jīng)被采用。由于移動設(shè)備缺乏有關(guān)無線接口狀態(tài)的信息，特別是有關(guān)上行線路方向上的信道的狀態(tài)的信息，由此移動設(shè)備不能執(zhí)行任何信道的交換。迄今為止尚未提出任何獲得此信息的方法。
本發(fā)明的目的在于，提供一種允許在TDMA/FDD系統(tǒng)中也采用動態(tài)信道分配的方法，從而移動設(shè)備可以自己選擇它將使用的信道，并由此執(zhí)行信道交換。信道交換必須至少在小區(qū)內(nèi)可以實現(xiàn)，并且至少到同一頻率的另一時隙處可以實現(xiàn)，但是最好也可以從一個小區(qū)到另一個小區(qū)實現(xiàn)信道交換。
利用獨(dú)立權(quán)利要求中描述的屬性可以實現(xiàn)這一確定的目的。
根據(jù)本發(fā)明，從一個基站處在一個載波上持續(xù)地發(fā)射一個特殊的極低電平信號，在下文中稱為導(dǎo)頻信號。對每個可用的載波并且在其每個時隙上都執(zhí)行這一點(diǎn)，而與是否在該時隙上發(fā)射了有用的信號(業(yè)務(wù)突發(fā)脈沖)無關(guān)。在導(dǎo)頻信號中包含的信息在時隙上是同步的，從而在每個時隙上發(fā)射相同的信息。因此，為了獲得所有的信息，在最小程度上需要滿足，接收機(jī)接收該頻率上的任意一個時隙，并從中將導(dǎo)頻信號的信息解碼。
在發(fā)射有用信號的時隙中，導(dǎo)頻信號電平絕對低于有用信號的電平，并且具有與普通有用信號相同的帶寬。然而，它以一種較有用信號不同的方式被編碼，因此即使其頻率與有用信號的頻率相同，在接收機(jī)中仍可檢測到導(dǎo)頻信號。
在沒有發(fā)射有用信號的時隙中，導(dǎo)頻信號電平非常低，但是仍然滿足下述條件，即，即使它幾乎淹沒于噪聲中，仍然可以從中將其提取出來。
導(dǎo)頻信號包含有限數(shù)量的有關(guān)基站的信息。最重要的信息段是，相關(guān)頻率的信道是否可以用于動態(tài)信道分配，即，與下行線路方向相對應(yīng)的上行線路方向信道是否正被應(yīng)用。如果需要，該信號還可以包含標(biāo)識該基站的信息，由此基于該信息，移動設(shè)備可以將基站區(qū)別開來。此外，如果網(wǎng)絡(luò)沒有同步，導(dǎo)頻信號可以包含有限的同步信息。
從實際角度而言，如果導(dǎo)頻信號的擴(kuò)散序列與基站發(fā)射的同步突發(fā)脈沖具有一種直接的已知關(guān)系，則是非常有利的。由此，依照CDMA系統(tǒng)的基站無需同步，但是移動設(shè)備可以從它接收到的導(dǎo)頻信號中計算相鄰基站的定時。
基站還可以在廣播信道上向使用導(dǎo)頻信號的小區(qū)發(fā)射信息，從而能夠利用它的移動設(shè)備可以以一種正確方式操作。
移動設(shè)備在除實際接收時隙之外的其他時間接收載頻信號，從中將導(dǎo)頻信號解碼(如果存在的話)，并從該信號中獲得有關(guān)上行線路方向上信道(時隙)的狀態(tài)的信息。當(dāng)決定執(zhí)行切換時，它選擇它所需的空閑信道，并在其上向基站發(fā)射一個尋址突發(fā)脈沖(access burst)。如果基站接受該信道，它將在同一信道上反向發(fā)射一個尋址授權(quán)(grant)突發(fā)信號，根據(jù)它基站和移動設(shè)備將立即向該信道傳遞業(yè)務(wù)。
下面將參照所附圖表更詳盡地描述本發(fā)明，其中

圖1所示為作為時間函數(shù)的導(dǎo)頻信號和用戶信號，圖2所示為作為頻率函數(shù)的信號的能譜，圖3闡釋了一幀的不同時隙的內(nèi)容，圖4所示為一個導(dǎo)頻信號的可能的域，圖5是信道交換的流程圖。
圖1所示為TDM/FDD系統(tǒng)的一個發(fā)射突發(fā)脈沖。用作示例的系統(tǒng)是GSM系統(tǒng)。
發(fā)射是在一個發(fā)射時隙中以突發(fā)脈沖的方式發(fā)生的。在該時隙期間，發(fā)生信號的包絡(luò)振幅1從一個初始值零上升至一個額定值，根據(jù)它來調(diào)制信號相位，從而發(fā)射一個包含147比特的比特包。然后，在時隙的末端，發(fā)射信號振幅再次降低至零。普通的突發(fā)脈沖包含兩個58比特段，其間插有一個26比特指令段。在突發(fā)脈沖的首端和末端有3個尾比特。為避免接收到的順序突發(fā)脈沖相互重疊，在每個突發(fā)脈沖的末端有一段安全時間。該安全時間的實際長度依賴于發(fā)射突發(fā)脈沖的包絡(luò)，但是一般而言安全時間被定義為突發(fā)脈沖信號低于-70dB(或-36dB，根據(jù)哪一個更高)的時間。因此，安全時間大約為30微秒。由于在同一無線載波上發(fā)射的移動設(shè)備離基站的距離是隨機(jī)的，由此從基站到移動設(shè)備的無線電波的傳輸時間將在一個時隙內(nèi)變化，因此安全時間是必需的。由于這個原因，將在時隙內(nèi)發(fā)射的突發(fā)脈沖的持續(xù)時間必須略短于該時隙，從而當(dāng)基站接收時，在相鄰時隙上發(fā)射的突發(fā)脈沖將不會相互重疊。
移動接收機(jī)具有一個固定的輸入分辨率3，并且接收機(jī)不能從噪聲中區(qū)分出比輸入分辨率更弱的信號。每個接收機(jī)的輸入分辨率相互不同，因此附圖中的輸入分辨率3僅為建議值。
根據(jù)本發(fā)明，在圖1基站處將一個低電平導(dǎo)頻信號4加在每個可用的載波上。持續(xù)地將其加在載波上，從而在每個時隙上都可以發(fā)生，而不論它是否用于業(yè)務(wù)信道。然而，包含在導(dǎo)頻信號中的信息是與時隙同步的，從而在每個時隙上發(fā)射相同的信息，即，在一個時隙期間可以接收到該導(dǎo)頻信號內(nèi)包含的所有信息。因此導(dǎo)頻信號的擴(kuò)散碼與同步突發(fā)脈沖具有某種已知關(guān)系是非常有利的。
當(dāng)在實際的有用信號(包絡(luò)1)期間發(fā)射導(dǎo)頻信號時，其電平必須以某種適當(dāng)關(guān)系低于有用信號的電平。例如，可以如此選擇信號間的適當(dāng)差異使得，例如，導(dǎo)頻信號電平較有用信號電平低大約20dB。當(dāng)采用功率控制時，有用信號電平變化，從而導(dǎo)頻信號電平將以相同的比例變化。
當(dāng)在一個沒有發(fā)射有用信號的時隙上發(fā)射導(dǎo)頻信號時，可能會在操作于相同頻率上的接收機(jī)處引起干擾。由于這個原因，其電平必須非常低，但是仍高于系統(tǒng)接收機(jī)的正常輸入分辨率，從而普通的接收程序可以將其從噪聲中區(qū)分開來。
圖2所示與圖1相同，但現(xiàn)在不是作為頻率的函數(shù)。當(dāng)載波頻帶為Df時，用戶數(shù)據(jù)的能譜如曲線1所示，而導(dǎo)頻信號的能譜如曲線4所示。這樣導(dǎo)頻信號4具有與業(yè)務(wù)信號1相同的帶寬，但是導(dǎo)頻信號電平遠(yuǎn)低于業(yè)務(wù)信號的最低電平。
圖3以幀的方式闡釋了本發(fā)明的思想。在作為示例的系統(tǒng)中，載波被分為順序的時隙，8個時隙構(gòu)成一個幀。在示例中，該幀的時隙1,2,6和7是占用的，因為業(yè)務(wù)突發(fā)脈沖是在這些時隙期間被發(fā)射給四個移動設(shè)備的。這樣四個信道被使用。這里用一個盒子來闡釋業(yè)務(wù)突發(fā)脈沖的時隙，在該時隙期間導(dǎo)頻信號電平遠(yuǎn)高于接收機(jī)的輸入分辨率，但是較業(yè)務(wù)突發(fā)脈沖相比略低(例如)20dB。在時隙3,4,5和8中沒有發(fā)射業(yè)務(wù)突發(fā)脈沖，導(dǎo)頻信號電平略低于接收機(jī)的輸入分辨率，但是仍位于可將其從噪聲中區(qū)分出來的電平上。在隨后的n+1幀中，第一時隙已經(jīng)是空閑的(該信道空閑)，而時隙2,6和7仍在使用中。不論該時隙被使用與否，都在每個時隙上發(fā)射導(dǎo)頻信號4，在附圖中該信號顯示為變化電平的一個小的波動。
在導(dǎo)頻信號4中包含的信息具有與時隙中發(fā)射的普通突發(fā)脈沖1相同的帶寬，圖2，但是它的編碼方式不同，因此可以將其從噪聲中提取出來。在編碼中采用CDM方式(碼分多址)是尤其有利的，由此利用一個擴(kuò)散碼將導(dǎo)頻信號信息擴(kuò)展至整個傳輸帶寬。擴(kuò)散序列與同步突發(fā)脈沖具有一種直接的已知關(guān)系是非常有利的。還可以使用某種更高階的卷積編碼，或者單獨(dú)使用或者與CDM編碼相結(jié)合。當(dāng)要獲得最佳性能時，可以同時采用兩種編碼方式。通過所述編碼方式，可以檢測到其電平較普通輸入分辨率相比低15…25dB的導(dǎo)頻信號。然而，在有些接收機(jī)中，為了覆蓋極低電平可能需要放大自動增益控制(AGC)。
當(dāng)根據(jù)CDM方式將導(dǎo)頻信號編碼時，按照需要可以在不同的基站處采用不同的離散碼，從而移動設(shè)備可以完全識別發(fā)射導(dǎo)頻信號的基站。的確這將增加復(fù)雜性，但是如果幾個運(yùn)營者在同一區(qū)域運(yùn)行，它允許與網(wǎng)絡(luò)無關(guān)的操作。
對于導(dǎo)頻信號還可以始終具有同一個靜態(tài)電平。如圖2所示，在每個時隙上該電平都可以是固定的，不論在“空閑”時隙上還是在含有業(yè)務(wù)突發(fā)脈沖的時隙上。由于接收機(jī)知道發(fā)射信號的電平，它可以根據(jù)接收信號來測量所用的無線鏈路的損耗，并可以得出結(jié)論，正常的業(yè)務(wù)信道是否可以工作在這樣一個狀態(tài)。如果損耗大于可接受值，對它來說采用該信道可能是不適宜的，因為發(fā)射功率則不得不被增加至過高的電平。
在上文中已經(jīng)考慮了導(dǎo)頻信號的特征而沒有考慮它的信息內(nèi)容。但是正是其內(nèi)容允許移動設(shè)備確定無線接口的狀態(tài)。導(dǎo)頻信號包含關(guān)于基站的有限量的信息。在導(dǎo)頻信號中，在每個時隙上發(fā)射的消息至少包括那些在圖4中顯示的域。
首先，它包括被編碼作信息比特的上行線路信息，即，有關(guān)任何與該下行線路率相對應(yīng)的上行線路頻率是否能夠用于動態(tài)信道分配以及哪些上行線路時隙空閑的信息。眾所周知，在TDM/FDD系統(tǒng)中發(fā)射幀與接收幀的確定時隙對構(gòu)成了一個雙向業(yè)務(wù)信道，由此信道是對稱的并且在每個方向上包括一個時隙(例如，當(dāng)所指為GSM系統(tǒng)時)。這樣，某一上行線路信道與一個下行線路信道相對應(yīng)。然而，特別在數(shù)據(jù)傳輸中，由于數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊笸ǔＴ谝粋€方向上較另一個方向上的大，信道可能是不對稱的，正如大多數(shù)數(shù)據(jù)是從網(wǎng)絡(luò)到移動設(shè)備的方向上傳輸?shù)?。因此，在?dǎo)頻信號中應(yīng)該知道哪些上行線路時隙被占用，哪些時隙空閑。如果在系統(tǒng)中采用不連續(xù)傳輸(DTX)，從而在沒有信息需要發(fā)射的時刻發(fā)射機(jī)關(guān)閉，則可以使用導(dǎo)頻信號來指出那些暫時空閑的特定時隙。
第二，可以使用導(dǎo)頻信號來傳遞有限量的同步信息，特別是時隙定時信息。在GSM系統(tǒng)中不需要這一點(diǎn)，因為所有的業(yè)務(wù)信道都與基站處的BCCH載波同步。如果需要同步，必須為每個載波發(fā)射一個頻率校正突發(fā)脈沖。它只包含零比特，并且它的解調(diào)導(dǎo)致一個純的正弦波，其頻率等于相關(guān)載波的頻率或者距離它有一個預(yù)定距離。通過在一個時隙上采用代碼擴(kuò)散也可以使DCA載波同步，雖然這只在時隙中部產(chǎn)生良好的擴(kuò)散結(jié)果。
第三，這些信息也可以被包含在那些在某種程度上標(biāo)識發(fā)射基站的導(dǎo)頻信號中。這樣，移動設(shè)備在接收載波時能夠區(qū)別出發(fā)射每個載波的基站。
為使在該網(wǎng)絡(luò)中操作的移動設(shè)備能夠得知網(wǎng)絡(luò)具有根據(jù)本發(fā)明的性能，必須將該信息以信號方式發(fā)送給它們。為發(fā)送信號，使用那些由基站發(fā)射的廣播信道，其他需要的信息也在該信道上以信號方式發(fā)送給移動設(shè)備。在GSM網(wǎng)絡(luò)中，該信道被稱為廣播控制信道(BCCH)。如果需要，該信道還用于說明支持動態(tài)信道分配DCA的信道的數(shù)目，不過這是一個可選性能，用以加速信道的選擇。
當(dāng)基站根據(jù)本發(fā)明發(fā)射導(dǎo)頻信號時，移動設(shè)備必須以任一方式先接收然后檢測該信號。下文將參照圖5描述移動設(shè)備功能。
在普通的業(yè)務(wù)連接時隙中，由于移動設(shè)備在接收到的普通信號的解調(diào)過程以及在信道解碼過程中有許多事要做，因此接收并不成功。然而，在已知的移動系統(tǒng)中至少可以發(fā)現(xiàn)四個瞬時，因此移動設(shè)備有時間來監(jiān)控頻率，階段51，并能搜索導(dǎo)頻信號。
a)監(jiān)控時隙，移動設(shè)備用它來監(jiān)控其自身的傳輸以及鄰近基站的傳輸。眾所周知，在所有的蜂窩系統(tǒng)中移動設(shè)備監(jiān)控鄰近基站的BCCH載波信號的強(qiáng)度，從而可以將導(dǎo)頻信號與該時隙中接收的信號區(qū)分開來。
b)空閑幀的時隙，由此在業(yè)務(wù)信道的普通發(fā)射時隙中沒有發(fā)射，并且在接收時隙中沒有接收，空閑幀是一個移動設(shè)備不能在其中正常地發(fā)射或接收任何信號的幀。
c)在使用不連續(xù)傳輸(DTX)時，在該時刻沒有在其上接收到任何信號的業(yè)務(wù)連接的接收時隙。在不連續(xù)傳輸DTX中，基站和移動設(shè)備都不發(fā)射任何信號，這意味著移動設(shè)備不在與該發(fā)射時隙有關(guān)的接收時隙中接收任何信號。這樣該時隙可被用于接收導(dǎo)頻信號。
d)在使用一個小于全速的業(yè)務(wù)信道時，具有同一時隙序號但是由于較低速率沒有用于業(yè)務(wù)的時隙。全速業(yè)務(wù)信道是由這些具有相同的屬于循環(huán)順序幀的序號的時隙構(gòu)成的。半速或更低速率業(yè)務(wù)信道是由用于業(yè)務(wù)的每隔一個幀或者更少的幀中的具有同一序號的時隙構(gòu)成的。這樣在未被使用的時隙中，移動設(shè)備可以接收導(dǎo)頻信號。
e)沒有發(fā)射普通突發(fā)脈沖的業(yè)務(wù)信道的時隙。這種情況是可能的，例如在發(fā)射分組數(shù)據(jù)的時候。這樣在該時隙中移動設(shè)備可以接收導(dǎo)頻信號。
第六種可能情況是，在某段時間中斷業(yè)務(wù)信道的普通業(yè)務(wù)，從而移動設(shè)備可以接收導(dǎo)頻信號。對于接收方而言這種情況當(dāng)然是很麻煩的，因此這種情況最適用于當(dāng)業(yè)務(wù)用途是分組數(shù)據(jù)傳輸?shù)臅r候。
當(dāng)基站發(fā)射導(dǎo)頻信號并且移動設(shè)備接收它時，在某些情況下可能導(dǎo)致移動設(shè)備不能監(jiān)測導(dǎo)頻信號，階段52。這至少有三種原因1)使用該載波時，沒有信道可以用于動態(tài)信道分配，2)由于普通的業(yè)務(wù)使用整個時隙和載波，因此導(dǎo)頻信號的信噪比(S/N)太差，3)由環(huán)境引起的干擾電平或噪聲太高。不論原因是上述的哪一種，其結(jié)論都是，信道不能用于動態(tài)信道分配，階段53。
采用上述的機(jī)理，在將信號解碼之后移動設(shè)備將了解在每一時刻在上行線路和下行線路方向上哪些信道是空閑的，階段54。如果導(dǎo)頻信號還包含一個基站標(biāo)識符，移動設(shè)備將了解在其自身的基站以及在鄰近的基站處哪些信道是空閑的。根據(jù)該信息，移動設(shè)備可以開始從該時刻它使用的信道處進(jìn)行信道交換至某一空閑信道，階段55。信道交換標(biāo)準(zhǔn)可以是任一合適的一種，并且同樣不屬于本發(fā)明的范圍。
當(dāng)需要信道交換時，移動設(shè)備檢查其存儲器，以確定該時刻是否有空閑的信道可以使用。如果沒有可用的信道，它保持在同一信道上，這樣在最壞的情況下可能會切斷該連接或該鏈路，階段56。
如果存在空閑信道，移動設(shè)備將選擇一條空閑信道，階段57，并通過在其選擇的空閑信道(即，時隙/頻率)上向基站發(fā)射尋址突發(fā)脈沖來起動一次信道交換，階段58。
如果該信道交換是一次蜂窩內(nèi)交換，由于同一基站的所有定時都對BCCH載波同步，因此定時將自動校正。如果信道交換是小區(qū)間的，移動設(shè)備已經(jīng)從它從該相鄰基站接收到的導(dǎo)頻信號中了解了該基站的定時。在兩種情況下，基站接收突發(fā)脈沖，通過在該信道上反向發(fā)射一個尋址授權(quán)突發(fā)脈沖來接受該信道，階段59，并且同時立即向該移動設(shè)備選擇的新信道傳送業(yè)務(wù)，階段60。相應(yīng)地，在接受尋址授權(quán)突發(fā)脈沖之后，移動設(shè)備將業(yè)務(wù)從“舊”信道轉(zhuǎn)換至它選擇的新信道。如果沒有尋址授權(quán)突發(fā)脈沖，移動設(shè)備將保持在舊的信道上，階段61。
該建議方法特別適用于有限干擾的蜂窩微網(wǎng)絡(luò)中。這是一種在小區(qū)中可能存在空閑信道的網(wǎng)絡(luò)，然而在某一時刻可能不能使用這些空閑信道，因為它們可能在其他小區(qū)的連接中引起太多的干擾。由于瑞利漏失，當(dāng)移動設(shè)備以高速移動時，本方法特別不適用。在現(xiàn)有基站和移動設(shè)備下無需進(jìn)行大的改變，但是如果網(wǎng)絡(luò)不同步，需要的只是額外的邏輯來將某些比特擴(kuò)散/解碼為導(dǎo)頻信號并且監(jiān)測另一載波的時隙定時。此外，必須為基站增加分配，從而正如在本系統(tǒng)中，它可以不但在隨機(jī)尋址信道(RACCH)上而且在所有的業(yè)務(wù)信道上接收尋址突發(fā)脈沖。另外，必須為基站增加分配，從而它可以在廣播控制信道(BCCH)上發(fā)射有關(guān)本發(fā)明特征的消息。
權(quán)利要求
1．一種在移動電話系統(tǒng)中分配信道的方法，在該系統(tǒng)的無線接口上發(fā)射與接收在不同的載頻上發(fā)生，并且發(fā)射幀和接收幀包含幾個時隙，從而時隙和頻率構(gòu)成一個信道，在該信道上以突發(fā)脈沖的方式發(fā)射業(yè)務(wù)信號，其特征在于形成一條包含有關(guān)基站的信息的消息，從基站處持續(xù)地在一個導(dǎo)頻信號中發(fā)射消息，該信號的頻率為載頻，但是該信號的信號電平低于業(yè)務(wù)信號電平，其帶寬與業(yè)務(wù)信號的帶寬相同，并且每個單獨(dú)的消息位于一段時期內(nèi)的導(dǎo)頻信號中，該時期在時間方面對應(yīng)于發(fā)射時隙，在移動設(shè)備接收到導(dǎo)頻信號之后，按需執(zhí)行到該消息中指明的空閑信道的切換。
2．根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在那些沒有發(fā)射業(yè)務(wù)信號的時隙中，導(dǎo)頻信號電平要低但是仍然可以檢測到該信號，而在那些發(fā)射了業(yè)務(wù)信號的時隙中，導(dǎo)頻信號電平接近業(yè)務(wù)信號電平但是仍要略低一些。
3．根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，在那些沒有發(fā)射業(yè)務(wù)信號的時隙中，導(dǎo)頻信號位于一個固定的靜態(tài)電平。
4．根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，通過采用碼分多址，該消息位于導(dǎo)頻信號中。
5．根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于導(dǎo)頻信號信息的擴(kuò)散序列與同步突發(fā)脈沖之間存在一種直接關(guān)系。
6．根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，通過采用高階卷積碼，該消息位于導(dǎo)頻信號中。
7．根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，與導(dǎo)頻信號的發(fā)射頻率相對應(yīng)的接收頻率的信道狀態(tài)信息位于該消息中。
8．根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，該消息包含標(biāo)識基站的信息，從而當(dāng)移動設(shè)備接收到導(dǎo)頻信號時，它將了解該發(fā)射基站。
9．根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，移動設(shè)備在普通的監(jiān)控時隙中接收導(dǎo)頻信號。
10．根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，移動設(shè)備在一個空閑幀期間接收導(dǎo)頻信號，從而它不發(fā)射或接收任何業(yè)務(wù)突發(fā)脈沖。
11．根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，當(dāng)使用不連續(xù)傳輸(DTX)時移動設(shè)備在基站不發(fā)射任何突發(fā)脈沖的時間內(nèi)接收導(dǎo)頻信號。
12．根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，當(dāng)使用低于全速的業(yè)務(wù)信道時，移動設(shè)備在空閑的接收時隙中接收導(dǎo)頻信號。
13．根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，當(dāng)執(zhí)行信道交換時，移動設(shè)備在其選擇的空閑信道上向基站發(fā)射一個尋址突發(fā)脈沖，該基站用一個尋址授權(quán)突發(fā)脈沖對其作出響應(yīng)，根據(jù)它向所選信道發(fā)射業(yè)務(wù)。
14．根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在基站可用的所有載頻上發(fā)射導(dǎo)頻信號。
全文摘要
根據(jù)本發(fā)明,從基站處在每個可用載波上發(fā)射一個導(dǎo)頻信號4。對每個可用載波并且在該載波的每個時隙上執(zhí)行這一步,而與該時隙中是否發(fā)射了有用信號無關(guān)。該導(dǎo)頻信號包含有限數(shù)量的有關(guān)該基站的信息,例如有關(guān)無線接口的信息。該信息在時隙上同步,從而在每個時隙上發(fā)射相同的信息。導(dǎo)頻信號電平是變化的,并且在用于業(yè)務(wù)的時隙中該電平適當(dāng)?shù)陀谟杏眯盘?的電平,但是在空閑時隙中它具有非常低的靜態(tài)電平。它具有與普通有用信號相同的帶寬Df。然而,其編碼方式與有用信號不同,以此方式即使它幾乎淹沒在噪聲中,仍然可以將其從噪聲中提取出來。移動設(shè)備從導(dǎo)頻信號中獲得有關(guān)上行線路方向上信道(時隙)狀態(tài)的信息。當(dāng)決定執(zhí)行信號交換時,它選擇它想要的任一空閑信道,并在該信道上向基站發(fā)射一個尋址突發(fā)脈沖。如果基站接受該信道,它將在同一信道上反向發(fā)射一個尋址授權(quán)突發(fā)脈沖,此后基站和移動設(shè)備立刻向該信道發(fā)射業(yè)務(wù)。
文檔編號H04W36/30GK1208539SQ97191717
公開日1999年2月17日 申請日期1997年11月11日 優(yōu)先權(quán)日1996年11月15日
發(fā)明者蒂莫·阿利－維瑪斯 申請人:諾基亞電信公司