專利名稱：自主分配頻率給一個(gè)與覆蓋的宏無線電系統(tǒng)頻率共享的無線電系統(tǒng)的方法和系統(tǒng)的制作方法
本非臨時(shí)的申請要求基于下列在先的美國暫時(shí)的專利申請優(yōu)先權(quán)，該專利申請引用在這里供參考題目在跳頻蜂窩環(huán)境中HBS AFA操作發(fā)明人James C.Haartsen；序號60/042,113申請日期3/4/97本發(fā)明是申請者和受讓人的1997年4月24日提交的美國專利申請序號08/847,524、名稱“在專用無線電系統(tǒng)中自主地分配跳頻業(yè)務(wù)信道的方法和系統(tǒng)”的部分繼續(xù)申請，而它是1996年8月28日提交的申請專利序號08/704,846，名稱“自主地分配用于蜂窩終端和電話基站之間通信的蜂窩通信信道的方法和系統(tǒng)”的部分繼續(xù)申請。
本發(fā)明通常涉及專用無線電通信系統(tǒng)，典型地覆蓋本地室內(nèi)的住宅的或者商業(yè)區(qū)域。特別地，本發(fā)明涉及無線電通信系統(tǒng)，該系統(tǒng)使用兼容現(xiàn)有的蜂窩數(shù)字時(shí)分多址(TDMA)標(biāo)準(zhǔn)象全球移動通信系統(tǒng)(GSM)或者數(shù)字高級移動電話服務(wù)(D-AMPS)的一個(gè)空中接口。更特別地，本發(fā)明涉及在分享無線電頻譜的不同等的無線電通信系統(tǒng)之間特別地在公共的微/微微系統(tǒng)或者與重疊宏蜂窩網(wǎng)絡(luò)分享頻率的專用微微系統(tǒng)之間自動頻率分配，適用跳頻和實(shí)現(xiàn)跳頻的方法和通信系統(tǒng)。
移動電話的應(yīng)用過去幾十年有相當(dāng)大的增加。在象AMPS、北歐移動電話(NMT)和總接入通信系統(tǒng)(TACS)的模擬標(biāo)準(zhǔn)緩慢啟動之后，移動電話近來在具有采用高級數(shù)字標(biāo)準(zhǔn)象GSM和D-AMPS的產(chǎn)品的消費(fèi)者市場變得相當(dāng)流行。除了在移動電話特征象較小尺寸和較長電池壽命的其它發(fā)展之外，在網(wǎng)絡(luò)方面特別地在頻率復(fù)用方案以避免相鄰的網(wǎng)孔之間同波道干擾也取得許多進(jìn)展。逐漸地，密集的網(wǎng)孔復(fù)用規(guī)劃已經(jīng)以分層的網(wǎng)孔結(jié)構(gòu)補(bǔ)充，宏網(wǎng)孔覆蓋整個(gè)區(qū)域(高等級)，微網(wǎng)孔覆蓋較小部分象街道(中間等級)，和微微網(wǎng)孔覆蓋非常小區(qū)域，幾個(gè)房間的范圍(低等級)。分層網(wǎng)孔結(jié)構(gòu)的重要性是使用的所有的基站(從宏至微微基站排列)是相同的公共陸地移動網(wǎng)絡(luò)(PLMN)的一部分。
為了避免不同的無線電鏈路之間的同波道干擾，構(gòu)成的信道分配方案是適用的，即，不同組的頻率分配給以該相應(yīng)的等級內(nèi)適用的頻率復(fù)用的不同的等級，以便最大化無線電頻譜使用率。公共電話系統(tǒng)典型地工作在得到許可的無線電頻譜的一部分。無線電頻譜分開為兩個(gè)或者多個(gè)波段，分配給不同的經(jīng)營者。一個(gè)波段包含多個(gè)無線電信道，每個(gè)無線電信道中心在不同的無線電載波頻率附近。在限制的本地區(qū)域中，多個(gè)移動用戶可以通過分配不同的無線電信道給它們進(jìn)行服務(wù)。用這種方式，在用戶之間沒有交叉干擾。這稱為頻分多址(FDMA)，和適用于所有模擬移動電話系統(tǒng)。在更高級的數(shù)字系統(tǒng)中，每個(gè)無線電信道包含以時(shí)隙形式的許多子信道，例如FDMA/時(shí)分多址(FDMA/TDMA)一個(gè)擴(kuò)展碼，例如FDMA/碼分多址(FDMA/CDMA)。每個(gè)子信道可以服務(wù)不同的用戶。然而，由于該分配波段是有限的，以這個(gè)概念僅僅有限的數(shù)量的用戶可以被服務(wù)。已經(jīng)引入頻率復(fù)用解決這個(gè)限制。同樣的無線電頻率在不同的地理位置復(fù)用，以致出現(xiàn)最小的交叉干擾(同波道干擾)。如果在移動站和它的服務(wù)基站之間的傳播損耗比這個(gè)移動站和干擾基站之間的傳播損耗小得多，在該移動接收機(jī)的載波干擾比(C/I)對于可接受的鏈路質(zhì)量是足夠的。
因此應(yīng)該懂得，覆蓋同樣地理區(qū)域的無線電系統(tǒng)必須使用不同的頻率，以便避免在分層網(wǎng)孔結(jié)構(gòu)中的前述同波道干擾，這是通過分配不同組的頻率給不同的等級實(shí)現(xiàn)的。在該等級內(nèi)，適用頻率復(fù)用以便最大化該無線電頻譜的使用率。
顯然，復(fù)用概念的采用要求在網(wǎng)絡(luò)經(jīng)營者方面的規(guī)則的努力。網(wǎng)絡(luò)經(jīng)營者必須在地理上以這樣的方式規(guī)劃該頻率，前述互相干擾將減到最少。對于高的等級(宏網(wǎng)孔)這是可管理的，但是當(dāng)在分層級中往下時(shí)，由于難以預(yù)料的傳播條件，規(guī)劃變得越來越困難的問題。此外，當(dāng)它到達(dá)專用無線電系統(tǒng)，象上述的美國專利號5,428,668和5,526,402中描述的，以重疊蜂窩環(huán)境共享該頻率，這個(gè)經(jīng)營者根本沒有直接控制在最低等級分配頻率。
因此，已經(jīng)提議自主的信道分配方法，其中在最低等級的無線電系統(tǒng)(公共的或者專用的微微系統(tǒng))自主地確定在蜂窩無線電頻譜中的哪些頻率可以在低等級用戶的本地區(qū)域中復(fù)用。典型地，這些低等級系統(tǒng)周期地在不同的載波執(zhí)行測量，以便″學(xué)習(xí)″重疊(規(guī)劃)的高等級系統(tǒng)的頻率使用率。以這個(gè)信息，則可以進(jìn)行選擇高等級系統(tǒng)在本地未使用的頻率，和因此可以由低等級系統(tǒng)復(fù)用，因此高等級和低等級系統(tǒng)之間的同波道干擾將減到最少。這樣的自主的頻率分配方法在申請人1996年8月28日申請的、美國專利申請序號No.08/704,846、名稱為“在蜂窩終端和電話基站之間自主地分配蜂窩通信的方法和系統(tǒng)”的上述的未審查的專利申請和1997年4月24日申請的、美國專利申請序號No.08/847,524、“在專用無線電系統(tǒng)中自主地分配跳頻業(yè)務(wù)信道的方法和系統(tǒng)”中描述，引用在這里供參考。
應(yīng)該懂得，使用在上面指出的專利申請中提出的技術(shù)執(zhí)行干擾測量的可靠性取決于進(jìn)行測量的信道的使用率。如果該信道傳送廣播信息，恒定的信號是在該信道上和可以進(jìn)行可靠的干擾測量。然而在業(yè)務(wù)信道環(huán)境中，該信號可以是更加突發(fā)(bursty)，特別在FDMA/TDMA系統(tǒng)中。在這樣的系統(tǒng)中最壞情況是該業(yè)務(wù)信道是跳頻。正如本領(lǐng)域技術(shù)人員知道的，當(dāng)話務(wù)量低時(shí)，在該頻率的突發(fā)性信號具有低荷載周期和測量變得越來越不可靠。
因此本發(fā)明的一個(gè)目的是提供自主地導(dǎo)出在低等級的無線電系統(tǒng)中使用的一組頻率的系統(tǒng)和方法，它與應(yīng)用跳頻的重疊的高等級無線電系統(tǒng)干擾最小。該系統(tǒng)和方法是在如果高等級系統(tǒng)重新規(guī)劃，低等級系統(tǒng)將自動地適應(yīng)新的條件和選擇頻率，而這又不兼顧高等級系統(tǒng)的操作的意義上而言是最適應(yīng)。
本發(fā)明有利地提供自動地選擇低等級無線電通信系統(tǒng)中的一個(gè)頻率組的系統(tǒng)和方法，與重疊高等級蜂窩無線電系統(tǒng)共享頻率，與采用跳頻的高等級系統(tǒng)干擾最小。本發(fā)明使用由高等級無線電基站在它們的廣播控制信道(BCCH)上傳送的廣播信息，不僅僅包含周圍網(wǎng)孔的BCCH載波頻率，而且包含關(guān)于在所考慮的網(wǎng)孔中適用于跳頻話務(wù)信道的頻率的信息。利用這個(gè)廣播信息，它可以在下行鏈路上由高等級和低等級用戶接收，低等級系統(tǒng)可以導(dǎo)出高等級系統(tǒng)的頻率規(guī)劃。除了這個(gè)規(guī)劃信息之外，低等級系統(tǒng)可以測量在周圍的網(wǎng)孔的BCCH的信號強(qiáng)度。與規(guī)劃信息一起，低等級系統(tǒng)能夠形式該頻率的地理上的使用率的圖畫，和隨后可以導(dǎo)出低等級使用率的頻率組，與重疊高等級系統(tǒng)干擾最小。這個(gè)技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是僅僅必須執(zhí)行在BCCH載波上的測量，這些是非跳頻，具有一個(gè)恒定的傳送功率，和具有一個(gè)連續(xù)(非突發(fā)性)信號。
本發(fā)明及其范圍的更完全的理解可以從在下面簡要地概述的附圖、本發(fā)明目前優(yōu)選的實(shí)施例的詳細(xì)的描述和所附的權(quán)利要求書獲得。


圖1是表示在蜂窩網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的微和微微基站收發(fā)信機(jī)系統(tǒng)二者的分層的網(wǎng)孔結(jié)構(gòu)的一個(gè)示意的實(shí)例；圖2是寬區(qū)域蜂窩網(wǎng)絡(luò)的1/3復(fù)用圖的示意的實(shí)例；圖3是寬區(qū)域蜂窩網(wǎng)絡(luò)的4/12復(fù)用圖的示意的實(shí)例；圖4說明候選的可復(fù)用的頻率的一般列表；圖5說明圖4的候選可復(fù)用的頻率的順序表；圖6進(jìn)一步說明分成候選表的圖4和5的候選可復(fù)用的頻率；和圖7也說明圖4-6的候選頻率選擇機(jī)理。
現(xiàn)在在下文參見附圖更完全地描述本發(fā)明，其中示出發(fā)明的優(yōu)選的實(shí)施例。然而這個(gè)發(fā)明可以以許多不同的形式實(shí)現(xiàn)而不應(yīng)該解釋為限制為在這里提出的實(shí)施例；相反地，提供這些實(shí)施例以便公開的內(nèi)容是全面和完整的，和對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來講，將完全地覆蓋本發(fā)明的范圍。
現(xiàn)代的公共蜂窩網(wǎng)絡(luò)使用頻率復(fù)用，以便獲得無線電頻譜的最佳的使用率。頻率復(fù)用保證在一個(gè)網(wǎng)孔使用的頻率在附近的網(wǎng)孔中不復(fù)用，而是僅僅在離開相當(dāng)距離的網(wǎng)孔中復(fù)用。干擾信號受到的傳播損耗最好足夠大，以致在考慮的網(wǎng)孔中的載波-干擾比對于其中出現(xiàn)可接受的無線電操作是足夠高的。頻率復(fù)用提供以僅僅有限數(shù)量的無線電頻譜覆蓋大的地理區(qū)域的能力。除了頻率復(fù)用之外，現(xiàn)代的公共蜂窩網(wǎng)絡(luò)使用網(wǎng)孔層次結(jié)構(gòu)，正如在上文討論的。在高的等級，有覆蓋整個(gè)區(qū)域的宏基站；在中間等級，有覆蓋較小區(qū)域象街道或者購物中心的微基站；在最低的等級，有覆蓋一些房間范圍的很小區(qū)域的微微基站和專用住宅的(家庭的)基站。圖1說明這個(gè)分層的網(wǎng)孔概念。
現(xiàn)在參考圖1，示出寬區(qū)域無線通信系統(tǒng)的一部分，通常以標(biāo)號10指定，被分成許多常規(guī)的網(wǎng)孔12A、12B、12C、12D等等，例如形成一個(gè)蜂窩網(wǎng)絡(luò)。移動服務(wù)中心(MSC)14超過系統(tǒng)10與各個(gè)基站收發(fā)信機(jī)系統(tǒng)(BTS)16聯(lián)系控制通信，為了簡單起見示出一個(gè)無線電塔，最好通過基站控制器(BSC)18，它協(xié)調(diào)各個(gè)BTS 16的操作，提供網(wǎng)孔12內(nèi)的無線電覆蓋。正如所討論的，在網(wǎng)絡(luò)層次結(jié)構(gòu)的高等級，“宏”BTS 16由網(wǎng)孔12例如網(wǎng)孔12A表示的地區(qū)區(qū)域。
如在圖1中所示的，BSC 18與系統(tǒng)10內(nèi)的BTS 16以及通常由標(biāo)號20指定的“微”基站收發(fā)信機(jī)系統(tǒng)(MBTS)聯(lián)系，最好通過一個(gè)微基站控制器(MBSC)22。正如指出的，在網(wǎng)絡(luò)層次結(jié)構(gòu)的中間等級的這些MBTS 20覆蓋該覆蓋網(wǎng)孔的部分。例如，MBTS 20A覆蓋網(wǎng)孔12A的區(qū)域的部分，而MTS 20B跨越網(wǎng)孔12A的一部分以及另外的相鄰的網(wǎng)孔的一部分。
在最低等級是各個(gè)“微微”基站收發(fā)信機(jī)(PBTS)，通常由標(biāo)號24指定，它更細(xì)致地分開系統(tǒng)10的覆蓋蜂窩配置。如在圖1中所示的，離散的PBTS 24覆蓋網(wǎng)孔12內(nèi)的非常小的區(qū)域和可以彼此重疊以及某些大的MBTS 20。不象MBTS 20，PBTS 24不與BSC 18有線連接，因此不與網(wǎng)孔12內(nèi)的操作協(xié)調(diào)。當(dāng)然應(yīng)該理解，雖然表示各個(gè)MBTS 20連接到BSC 18(通過前述的MBSC 22)，但是MBTS 20可以代之與BSC 18無關(guān)的工作，正如與PBTS 24。當(dāng)然，將出現(xiàn)同波道干擾，除非微微系統(tǒng)24(以及任何獨(dú)立的微系統(tǒng)20)以更高的等級協(xié)調(diào)信道選擇，避免同波道干擾。
在圖1的網(wǎng)孔12B中也示出移動站(MS)26。表示MS 26與一個(gè)BTS 16無線通信。MS 26是物理設(shè)備，例如一部汽車電話或者其它便攜電話機(jī)，由移動用戶用于與蜂窩網(wǎng)絡(luò)10通信，例如與系統(tǒng)10中的其它MS 26或者微系統(tǒng)20內(nèi)的用戶通過MBSC 22通信。微微系統(tǒng)24最好通過未表示的一個(gè)常規(guī)的公用交換電話網(wǎng)(PSTN)聯(lián)系其它用戶。
通常，不同的等級分配不同組的頻率，以免等級之間干擾。例如，三個(gè)公共的等級，即前述的宏、微和微微層或者等級，三個(gè)可分的頻率組典型地分配給不同的等級。在特定的等級內(nèi)，最好以產(chǎn)生同波道干擾最小的方式在地理上復(fù)用頻率。然而頻率復(fù)用概念要求由網(wǎng)絡(luò)操作員必須執(zhí)行的許多頻率規(guī)劃。然而正如指出的，當(dāng)在分層的網(wǎng)孔結(jié)構(gòu)中往下移動時(shí)，由于在較低等級中難以預(yù)料的傳播路徑，規(guī)劃變得越來越困難。因此在較低等級中自動地工作的頻率分配方案變得有意義，因?yàn)樗鼈儨p輕了經(jīng)營者規(guī)劃網(wǎng)絡(luò)的負(fù)擔(dān)。然而，這些方案必須適應(yīng)于自動地適應(yīng)改變的環(huán)境條件。此外自主方案是無線電系統(tǒng)中強(qiáng)制性的，經(jīng)營者沒有通過無線電系統(tǒng)直接控制象專用、住宅的系統(tǒng)。此外，本地條件可以指示從更高的等級來的頻率可以在較低的等級內(nèi)以最小的交叉干擾復(fù)用，因此增加了容量。
在低等級系統(tǒng)中自適應(yīng)的頻率分配方案必須使用在無線電頻譜的載波上執(zhí)行的測量，以便得到更高等級系統(tǒng)在使用哪些載波。在載波上周期的接收信號強(qiáng)度指示(RSSI)測量表示應(yīng)用這個(gè)載波的系統(tǒng)的活動和靠近程度。由低等級基站執(zhí)行的上行鏈路測量和由低等級基站和/或者低等級移動站執(zhí)行的下行鏈路測量顯示高的等級系統(tǒng)的這個(gè)載波的本地使用率，正如在申請人的上述的未審查的專利申請中描述的。
然而當(dāng)載波連續(xù)地使用和不是功率控制時(shí)，這樣的測量是最可靠的。當(dāng)高等級系統(tǒng)使用跳頻(FH)時(shí)，復(fù)用單個(gè)載波內(nèi)的頻率，而測量更難翻譯。例如跳頻是在標(biāo)準(zhǔn)GSM系統(tǒng)中規(guī)定的。利用跳頻，允許在較低的C/I操作，這可以翻譯為容量增加。另外，復(fù)用規(guī)劃的努力可以是輕松的，因?yàn)樗械幕?6站點(diǎn)可以復(fù)用同樣的頻率組，假定采用扇區(qū)。在3扇區(qū)系統(tǒng)中，每個(gè)無線電站點(diǎn)覆蓋三個(gè)不同的扇區(qū)(也稱為網(wǎng)孔)，例如，在圖2中相應(yīng)的BTS 16(由粗六角形的形狀指定)控制相應(yīng)的周圍網(wǎng)孔A、B和C內(nèi)的通信。在示于圖2的1/3扇區(qū)復(fù)用系統(tǒng)中，高等級頻率組分成三個(gè)組，那就是A、B和C組。例如利用同樣方向A1、A2...A9的扇區(qū)復(fù)用同樣組的頻率。以這種方式，有31扇區(qū)復(fù)用。此外，每個(gè)站點(diǎn)將復(fù)用所有的A、B、C組，如此有1∶1站點(diǎn)復(fù)用。然而應(yīng)該懂得，對于廣播控制信道(BCCH)，這個(gè)方案不能適用，因?yàn)轭l率/信道是不跳頻的(在尋找BCCH期間將防礙移動站26)。因此，該系統(tǒng)10要求大的復(fù)用系數(shù)，典型地4/12復(fù)用圖(4站點(diǎn)，12扇區(qū)復(fù)用)，正如圖3中示出的，使用其中四個(gè)離散的頻率組，即(A，B，C)，(D，E，F(xiàn))，(G，H，I)和(J，K，L)。
正如在蜂窩技術(shù)中眾所周知的，在蜂窩操作中BCCH起主要角色的作用，作為移動的移動站26的參考，給它們指示預(yù)占哪些網(wǎng)孔12，和給出關(guān)于相關(guān)的網(wǎng)孔中的蜂窩參數(shù)的常規(guī)信息。特別在GSM系統(tǒng)中，BCCH廣播包含周圍網(wǎng)孔內(nèi)的BCCH載波的絕對射頻信道號碼(ARFCN)，和網(wǎng)孔信道描述或者網(wǎng)孔分配(CA)列表，它可以包括多達(dá)64射頻或者載波，在其上跳頻業(yè)務(wù)信道是跳頻的。應(yīng)該懂得在GSM系統(tǒng)中，當(dāng)應(yīng)用跳頻時(shí)僅僅傳送CA列表。
從覆蓋蜂窩系統(tǒng)10來的這個(gè)下行鏈路信息可以由低等級系統(tǒng)諸如微系統(tǒng)20和微微系統(tǒng)24有利地使用，以便得出哪些頻率可以以最小的干擾復(fù)用到和來自高等級系統(tǒng)。下行鏈路信息可以由低等級基站例如MBTS 20或者PBTS 24收集，或者相應(yīng)的基站16可以命令低等級的移動站，即MBTS 20B范圍內(nèi)的專用移動電話機(jī)28(示于圖1)收集該信息。以這種方式使用上述的BA列表的低等級系統(tǒng)可以調(diào)諧到鄰近的網(wǎng)孔12的BCCH，它又在它們的BCCH上廣播他們自己的BA列表和CA列表。通過將鄰近的BA列表和CA列表放在一起，低等級系統(tǒng)可以獲得一個(gè)畫面，其中BCCH載波使用于周圍的網(wǎng)孔12，和哪些載波頻率被用于那些網(wǎng)孔12中的業(yè)務(wù)信道(TCH)。通過在確定的BCCH載波上執(zhí)行測量，低等級系統(tǒng)可以確定從在給定的業(yè)務(wù)網(wǎng)孔附近的每個(gè)網(wǎng)孔12例如網(wǎng)孔12A可以預(yù)期多少干擾。耦合這個(gè)信息到與網(wǎng)孔12A相關(guān)的CA列表相關(guān)的CA列表，低等級系統(tǒng)例如其中的微微系統(tǒng)24可以確定哪些頻率適合于在本地復(fù)用用于低等級通信。
一個(gè)例子較好地說明該操作。假定的一個(gè)最壞情況是具有前述的1/3扇區(qū)復(fù)用FH高等級系統(tǒng)，正如在圖2中那樣，其中BCCH具有4/12復(fù)用圖。網(wǎng)孔12由指示該扇區(qū)的一個(gè)字母和指示該站點(diǎn)的一個(gè)數(shù)字表示，例如網(wǎng)孔B3表示在站點(diǎn)(BTS16)3的扇區(qū)B。對于在網(wǎng)孔A5中(同樣地可適用于任何其它位置)的低等級系統(tǒng)30，A5是服務(wù)網(wǎng)孔12。由BCCH(A5)指定的A5的廣播信道廣播用于網(wǎng)孔A5的BA列表，至少包含用于鄰近網(wǎng)孔B2，B4，C4，B5，C5，C8的BCCH載波，并且可能更多。
當(dāng)然應(yīng)該理解，網(wǎng)孔A5的BA列表的選擇不僅僅是基于地理的距離，而且基于地形條件。例如，如果在網(wǎng)孔A5和C8之間有大的障礙物，則C8不可能包括在網(wǎng)孔A5的BA列表中。另一方面，如果從站點(diǎn)1即A1，B1和C1到網(wǎng)孔A5有一個(gè)低的傳播損耗，則BCCH(B1)也包括在網(wǎng)孔A5的BA列表中。
經(jīng)營者的BA列表的選擇是他們高等級系統(tǒng)的規(guī)劃策略的一部分并且取決于本地條件。周圍的網(wǎng)孔通常包括但不一定是所有的或者僅僅相鄰的網(wǎng)孔。如果網(wǎng)孔A5中的低等級系統(tǒng)例如此刻調(diào)諧到網(wǎng)孔C8的BCCH，即BCCH(C8)，廣播的BA列表包含至少網(wǎng)孔B4，A5，B5，A8，B8和A9的BCCH載波。類似的列表可以從其它周圍的網(wǎng)孔獲得，這些網(wǎng)孔的BCCH是列在服務(wù)網(wǎng)孔A5的BA列表中。原則上，低等級系統(tǒng)現(xiàn)在可以調(diào)諧到在周圍網(wǎng)孔的BA列表中指示的BCCH，它們不同于該服務(wù)網(wǎng)孔的BA列表中的BCCH。例如，諸如系統(tǒng)30的低等級系統(tǒng)可以調(diào)諧到BCCH(B8)，并且偵聽BA列表，而不尋找服務(wù)網(wǎng)孔A5中的BCCH。
然而應(yīng)該懂得，由于4/12BCCH復(fù)用，用于BCCH(BS)的載波是與BCCH(B1)的載波相同，正如參見圖3的對應(yīng)的網(wǎng)孔進(jìn)一步說明的。然而，由于在BCCH發(fā)送的唯一的基本標(biāo)識碼，BCCH可以被區(qū)別，該標(biāo)識碼在美國也稱為彩色碼。在GSM協(xié)議中，BCCH包含一個(gè)基站識別碼(BSIC)，它幫助移動站26在使用同樣的BCCH載波的基站16之間區(qū)別。例如，如果BCCH(B8)比BCCH(B1)弱的多，通過應(yīng)用該BSIC，在所考慮的載波的信號可能是由低等級系統(tǒng)到網(wǎng)孔B1而不是到網(wǎng)孔B8引起的。
除了BA列表之外，當(dāng)調(diào)諧到服務(wù)A5和周圍的網(wǎng)孔的BCCH時(shí)，低等級系統(tǒng)30還可以得出CA列表。這些列表包含用于不同的網(wǎng)孔12中的業(yè)務(wù)信道(TCH)的頻率。例如，假定示于圖2的完全地加載的1/3復(fù)用方案，所有的A網(wǎng)孔的CA列表將是相同的，在這里由CA_A指定；同樣地，對于B網(wǎng)孔由CA_B和所有的C網(wǎng)孔由CA_C指定。忽略由于障礙物引起的陰影衰減，當(dāng)它受到干擾時(shí)，網(wǎng)孔A5中的低等級系統(tǒng)30可能僅僅必須處理網(wǎng)孔A5，B2和C4。作為一個(gè)例子，假定系統(tǒng)操作員使用由ARFCN＝1到9指定的9個(gè)頻率。因此網(wǎng)孔A的CA列表例如作為(1，4，7)給出，對于網(wǎng)孔B(2，5，8)，和對于網(wǎng)孔C(3，6，9)。此刻低等級系統(tǒng)30測量周圍網(wǎng)孔的BCCH上的RSSI，產(chǎn)生如圖4所示的列表32。其中RSSI的dBm值隨傳播距離，天線圖和方向，天線高度，BCCH傳送功率，陰影衰落(障礙物)和其它這樣的因素而定，正如本領(lǐng)域已知道的。當(dāng)然應(yīng)該理解，圖4中的值僅僅是示例的。盡管如此，這些測量可以認(rèn)為相當(dāng)精確，因?yàn)锽CCH載波不跳頻，沒有應(yīng)用功率控制，和載波信號是恒定的空閑時(shí)間以虛擬脈沖串填充。隨后排序這個(gè)測量的列表32和收集對應(yīng)于特定測量的BCCHS的CA列表，產(chǎn)生其順序表34，如圖5所示的。最強(qiáng)的BCCH最好位于頂上，即BCCH(A5)具有50dBmRSSI值和一個(gè)相關(guān)的{1，4，7}的CA列表。
然后依據(jù)遇到的特定的CA列表，圖5的順序表34細(xì)分為相應(yīng)的子表36A，36B和36C，正如圖6示出的。例如子表36A只包含其中的一個(gè)CA列表，即在服務(wù)網(wǎng)孔A5使用的FH頻率{1，4，7}的CA列表。然而包含CA列表頻率{2，5，8}的子表36B具有四個(gè)單元，即對應(yīng)于網(wǎng)孔B2，B1，B4。類似地，包含剩余頻率{3，6，9}的子表36C具有其中的三個(gè)單元，對應(yīng)于網(wǎng)孔C4，C8和C5。
在本發(fā)明的優(yōu)選的實(shí)施例中，方法和系統(tǒng)選擇具有最小的最大值的那個(gè)列表，在圖6中是頻率組{3，6，9}，因?yàn)樽畹偷腞SSI值是65dBm。因此，BCCH(C4)的CA列表即CA_C或者(3，6，9)已經(jīng)由其中使用的服務(wù)網(wǎng)孔A5最的低等級系統(tǒng)30導(dǎo)出。
現(xiàn)在參考圖7，更詳細(xì)地示出實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的系統(tǒng)和方法的首選的機(jī)制。正如所討論的，來自覆蓋蜂窩系統(tǒng)10的下行鏈路信息是由微系統(tǒng)20或者微微系統(tǒng)24或者所連接的移動終端接收。通常由標(biāo)號38指定的、分配給系統(tǒng)10經(jīng)營者，例如系統(tǒng)信息類型1包含諸如允許在服務(wù)網(wǎng)孔即圖2中的網(wǎng)孔A5中使用的頻率的信息。前述的系統(tǒng)信息通常由標(biāo)號40指定，其中包含一個(gè)字段，即上述的網(wǎng)孔信道描述或者網(wǎng)孔分配(CA)，該網(wǎng)孔分配(CA)包含多達(dá)64個(gè)射頻(RF)頻率。在呼叫建立期間，諸如包括圖1中的移動用戶終端26，該蜂窩系統(tǒng)10告訴MS26希望的信道的類型，即跳頻或者非FH。特別，在蜂窩系統(tǒng)10中的MS 26學(xué)習(xí)在前述的CA字段中發(fā)現(xiàn)的IMM分配消息中的信道類型，CA字段通知MS 26不只是在要求跳頻的時(shí)候，而是使用什么跳頻序列(通過HSN的Hop序號)和使用在CA信息40的移動分配字段中發(fā)現(xiàn)的并在這里通常由標(biāo)號42指定的序列中什么相位偏移(移動分配索引偏移或者M(jìn)AIO)。產(chǎn)生的子集42可以包含CA列表中的所有的頻率(多達(dá)64)或者少些。
得到的頻率列表現(xiàn)在可以由常規(guī)的自適應(yīng)信道分配表中的低等級系統(tǒng)30用于選擇單個(gè)通信信道，正如在申請人的1996年8月28日提交的上述的專利申請、美國專利申請序列No.08/704,846、名稱為“在蜂窩終端和電話基站之間自主地分配用于通信的蜂窩通信信道的方法和系統(tǒng)”中敘述的，或者它可用于隨機(jī)的跳頻，正如在申請人的1997年4月24日提交的美國專利申請序列No.08/847,524、名稱“在專用無線電系統(tǒng)中自主地分配跳頻業(yè)務(wù)信道的方法和系統(tǒng)”的專利申請中描述的。
應(yīng)該理解，該方法與位于網(wǎng)孔12而不是網(wǎng)孔A5中的低等級系統(tǒng)30的其它復(fù)用因素一起使用同樣地工作很好，當(dāng)然發(fā)現(xiàn)不同的BA列表和CA列表。本發(fā)明的系統(tǒng)和方法也是自適應(yīng)的，假定該程序是周期地執(zhí)行。因此，如果重新規(guī)劃高等級系統(tǒng)30，BA和CA列表將改變，而低等級系統(tǒng)30相應(yīng)地適應(yīng)。
前面的描述是實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的優(yōu)選的實(shí)施例，而本發(fā)明的范圍不必被這個(gè)描述限制。本發(fā)明的范圍而是由下列權(quán)利要求定義。
權(quán)利要求
1.用于確定覆蓋蜂窩系統(tǒng)的服務(wù)網(wǎng)孔內(nèi)一個(gè)專用無線電系統(tǒng)的最小干擾無線電通信鏈路的一種方法，該專用無線電系統(tǒng)和蜂窩系統(tǒng)共享所述服務(wù)網(wǎng)孔內(nèi)的多個(gè)頻率，所述覆蓋蜂窩系統(tǒng)采用跳頻，該方法包括步驟確定在所述蜂窩系統(tǒng)的周圍的所述服務(wù)網(wǎng)孔的多個(gè)網(wǎng)孔內(nèi)使用一組跳頻信道，每個(gè)所述跳頻信道具有與其相關(guān)的干擾測量；分開所述跳頻信道組為多個(gè)跳頻列表，每個(gè)所述跳頻信道對應(yīng)所述列表的相應(yīng)的一個(gè)列表；和從所述跳頻列表的給定的列表選擇一個(gè)給定的跳頻信道作為所述專用無線電系統(tǒng)的最小的干擾無線電通信鏈路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中在所述確定步驟以前，所述方法還包括步驟在所述專用無線電系統(tǒng)內(nèi)從所述蜂窩系統(tǒng)的一個(gè)給定的網(wǎng)孔接收下行鏈路信息。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的方法，其中所述給定的網(wǎng)孔是服務(wù)網(wǎng)孔。
4.根據(jù)權(quán)利要求2的方法，其中所述給定的網(wǎng)孔是所述周圍的網(wǎng)孔之一。
5.根據(jù)權(quán)利要求2的方法，其中在所述確定步驟中，所述確定排除所述服務(wù)網(wǎng)孔的跳頻信道。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中在所述確定步驟以前，所述方法還包括步驟在所述專用無線電系統(tǒng)內(nèi)從所述服務(wù)網(wǎng)孔的控制信道接收下行鏈路信息；從所述下行鏈路信息中提取對應(yīng)于多個(gè)所述周圍的網(wǎng)孔的多個(gè)其它控制信道；在所述專用無線電系統(tǒng)內(nèi)從所述多個(gè)其它控制信道接收多個(gè)周圍的網(wǎng)孔下行鏈路信息；測量與每個(gè)所述其它控制信道相關(guān)的相應(yīng)的干擾測量；和從所述其它控制信道的相應(yīng)的周圍網(wǎng)孔下行鏈路信息中提取與每個(gè)所述其它控制信道相關(guān)的相應(yīng)的跳頻信道，形成所述跳頻信道組。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中在所述確定步驟之后，所述方法還包括步驟依據(jù)所述跳頻信道的相應(yīng)的干擾測量排序所述組內(nèi)的所述跳頻信道。
8.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中所述確定所述跳頻信道組是在所述專用無線電系統(tǒng)的專用無線電基站內(nèi)進(jìn)行的。
9.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中在所述確定步驟之后，所述跳頻信道組由一個(gè)遠(yuǎn)程設(shè)備傳送給所述專用無線電系統(tǒng)，所述跳頻信道組的所述確定是在所述遠(yuǎn)程設(shè)備內(nèi)進(jìn)行的。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的方法，其中所述遠(yuǎn)程設(shè)備通過無線通信轉(zhuǎn)發(fā)所述跳頻信道組給所述專用無線電系統(tǒng)。
11.根據(jù)權(quán)利要求9的方法，其中所述遠(yuǎn)程設(shè)備是與所述專用無線電系統(tǒng)通信的一個(gè)移動終端。
12.根據(jù)權(quán)利要求9的方法，其中所述跳頻信道組通過蜂窩短消息業(yè)務(wù)下載入所述遠(yuǎn)程設(shè)備。
13.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中所述跳頻信道組通過有線連接下載入該專用無線電系統(tǒng)。
14.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中在所述確定步驟中，與所述組的每個(gè)所述跳頻信道相關(guān)的干擾測量包括與其相關(guān)的相應(yīng)的周圍網(wǎng)孔控制信道的一個(gè)信號強(qiáng)度值。
15.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中在所述分開步驟之后，所述方法還包括步驟依據(jù)相應(yīng)的相關(guān)的干擾測量排序每個(gè)所述跳頻列表中的每個(gè)所述跳頻信道，每個(gè)所述列表的相應(yīng)的跳頻信道具有在每個(gè)所述列表一端是最大的干擾。
16.根據(jù)權(quán)利要求15的方法，其中所述選擇步驟包括步驟在每個(gè)所述排序的跳頻列表的所述一端檢查每個(gè)所述最大的干擾；和選擇具有該跳頻列表中的最低的最大干擾的跳頻信道作為所述專用無線電系統(tǒng)的所述最小干擾通信鏈路。
17.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中所述蜂窩系統(tǒng)使用跳頻和非跳頻通信二者。
18.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中所述給定的跳頻信道包括多個(gè)頻率，所述專用無線電系統(tǒng)可以在所述覆蓋蜂窩系統(tǒng)的所述服務(wù)網(wǎng)孔內(nèi)跳頻。
19.在具有覆蓋蜂窩系統(tǒng)的服務(wù)網(wǎng)孔內(nèi)具有專用無線電系統(tǒng)的一個(gè)通信系統(tǒng)，該專用無線電系統(tǒng)和蜂窩系統(tǒng)共享所述服務(wù)網(wǎng)孔內(nèi)的多個(gè)頻率，所述覆蓋蜂窩系統(tǒng)采用跳頻，在所述專用無線電系統(tǒng)內(nèi)的電路用于分配最小干擾無線電通信鏈路，所述電路包括確定裝置，用于確定由在所述服務(wù)網(wǎng)孔內(nèi)的所述專用無線電系統(tǒng)使用的一組跳頻信道，每個(gè)所述跳頻信道具有與其相關(guān)的干擾測量；分開裝置，用于分開所述跳頻信道組為多個(gè)跳頻列表，每個(gè)所述跳頻信道對應(yīng)一個(gè)相應(yīng)的所述列表；和選擇裝置，從所述跳頻列表的一個(gè)給定的列表選擇一個(gè)給定的跳頻信道作為所述專用無線電系統(tǒng)的最小的干擾無線電通信鏈路。
全文摘要
本發(fā)明描述在與重疊的高等級蜂窩無線電系統(tǒng)(10)共享頻率的低等級無線電通信系統(tǒng)(22,24)中自主地選擇一個(gè)頻率組的系統(tǒng)和方法,它與采用跳頻的高等級系統(tǒng)的干擾最小。本發(fā)明使用由高等級無線電基站(16)在他們的廣播控制信道(BCCH)上傳送的廣播信息,它不僅僅包含周圍網(wǎng)孔(12)的BCCH載波頻率,而且包含有關(guān)所考慮的網(wǎng)孔(12A)用于跳頻業(yè)務(wù)信道應(yīng)用的頻率的信息。利用這個(gè)廣播信息,低等級系統(tǒng)(22,24)可以得到高等級系統(tǒng)的頻率規(guī)劃,然后能得到與重疊的高等級系統(tǒng)干擾最小的低等級使用率的頻率組。利用這個(gè)技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是僅僅必須執(zhí)行BCCH載波的測量,它是非跳頻的,具有一個(gè)恒定的傳送功率和具有一個(gè)連續(xù)(非突發(fā))信號。
文檔編號H04W16/12GK1249887SQ9880303
公開日2000年4月5日 申請日期1998年2月20日 優(yōu)先權(quán)日1997年3月4日
發(fā)明者J·C·哈爾特森 申請人:艾利森電話股份有限公司