專利名稱：信道分配方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及在無線電網(wǎng)絡中信道的分配及均衡由連接所遇到的干擾。
在移動通信系統(tǒng)中，移動站和基收發(fā)器站可以通過所謂的無線電接口的信道建立連接。根據(jù)要被傳送的信息類型，對于連接有關于傳送數(shù)據(jù)的無錯誤和傳送延遲的要求。
某個頻率范圍總是被用于移動通信。在這個有限的頻帶上移動通信要具有足夠的容量，使用的信道必須被利用多次。由于這個原因，該系統(tǒng)的覆蓋區(qū)域被分成由獨立的基收發(fā)器站的無線電覆蓋范圍所構(gòu)成的小區(qū)，這就是為什么該系統(tǒng)通常也被稱為蜂窩式無線電系統(tǒng)。


圖1表示了一個已知的移動通信系統(tǒng)的主要結(jié)構(gòu)特征。該網(wǎng)絡包括幾個互連的MSCS(移動業(yè)務交換中心)。移動業(yè)務交換中心MSC可以建立和其它移動業(yè)務交換中心MSC或者和其它電信網(wǎng)絡的連接，電信網(wǎng)絡例如ISDN(綜合業(yè)務數(shù)據(jù)網(wǎng))，PSTN(公共交換電話網(wǎng))，因特網(wǎng)，PDN(分組數(shù)據(jù)網(wǎng))，ATM(異步傳輸方式)或GPRS(通用分組無線電業(yè)務)。幾個基站控制器BSC被連接至移動業(yè)務交換中心MSC?；瞻l(fā)器站BTS被連接至每個基站控制器。基收發(fā)器站可以建立與移動站MS的連接。一個網(wǎng)絡管理系統(tǒng)NMS可以被用于收集來自網(wǎng)絡的信息和用于改變網(wǎng)絡單元的程序設計。
基收發(fā)器站和移動站之間的空中接口可以被分為幾個不同方式的信道。已知的方法至少有TDM(時分復用)，F(xiàn)DM(頻分復用)和CDM(碼分復用)。在一個TDM系統(tǒng)中的可用頻帶被分成連續(xù)時隙。一定數(shù)量的連續(xù)時隙構(gòu)成周期地重復的時幀。信道由在時幀中使用的時隙所限定。在FDM系統(tǒng)中，信道由使用的頻率所限定，而在CDM系統(tǒng)中，它由使用的跳頻圖或散列碼所限定。上面提到的分割方法的組合也可以被使用。
圖2表示一個已知的FDM/TDM分割的例子。在這個圖中，時間在水平軸上，頻率在垂直軸上?？捎妙l譜被分成六個頻率F1-F6。此外，由每個頻率構(gòu)成的頻率信道被分成由16個連續(xù)時隙構(gòu)成的重復時幀。該信道總是由用在時幀內(nèi)的頻率F和時隙TS對(F，TS)被限定。
為了使容量最大，信道在彼此盡可能靠近的小區(qū)內(nèi)必須被重復使用，使用信道的連接質(zhì)量要保持得足夠好。連接質(zhì)量受傳送信息對在無線電信道上出現(xiàn)的差錯的靈敏度和受無線電信道的質(zhì)量的影響。信號的傳送差錯容限依賴于傳送信息的特性，并且它能通過在把它送入信道之前用信道編碼和交織處理信息及通過使用故障傳輸幀的重復傳輸被改善。載波干擾比(CIR)描述了無線電信道質(zhì)量，該比率是一方面由發(fā)送器發(fā)送的和由接收者感覺的信號的強度與另一方面由其它連接對信道產(chǎn)生的干擾強度之間的比值。
圖3表示了由同時連接所導致的相互干擾的發(fā)生。在圖中三個移動站MS1，MS2和MS3與基收發(fā)器站BTS1，BTS2和BTS3通信。由基收發(fā)器站BTS1接收的信號包含一個信號S1，它由移動站MS1發(fā)送并由一條實線所表示并且其功率依賴于由移動站MS1所使用的傳輸功率并在移動站MS1和基收發(fā)器站BTS1之間的無線電路徑上衰落。典型地，基收發(fā)器站和移動站之間的距離越短無線電路徑衰落越小。除了信號S1，由基收發(fā)器站接收的信號含有由移動站MS2和MS3發(fā)送的信號所產(chǎn)生的信號分量I21和I31。如果它們不能從由基收發(fā)器站接收的信號中濾除，在接收中分量I21和I31將產(chǎn)生干擾。相應地，由移動站MS1發(fā)送的信號在由基收發(fā)器站BTS2和BTS3接收的信號中產(chǎn)生信號分量I12和I13并且這些信號分量在接收中可能產(chǎn)生干擾。相同種類的分量也在移動站從基收發(fā)器站接收的信號中出現(xiàn)。
如果信號分量I21和I31與信號S1在相同的信道里，它們就不能通過濾波被消除。干擾也可能通過在另外的信道而不是相同的信道出現(xiàn)的信號所引起。例如，在使用FDM頻分的系統(tǒng)中，在頻率級上相互鄰近的信道總是輕微地重疊以便盡可能有效地使用頻譜，其結(jié)果也導致來自相鄰信道信號的接收干擾。對應地，與使用碼分CDM時，使用十分相像的編碼的連接將引起相互干擾。然而，由在其它信道上的信號所產(chǎn)生的所謂相鄰信道干擾顯著地比在相同信道由同樣功率的信號所產(chǎn)生的干擾小。
由相互連接所產(chǎn)生的干擾值由此依賴于連接所使用的信道，連接的地理位置及使用的傳輸功率。通過把干擾考慮進去的對不同的小區(qū)的系統(tǒng)的信道分配，通過傳輸功率控制及通過對不同的連接所受到的干擾求平均值，這些可能被影響。
在信號質(zhì)量保持可用的同時，要分配這樣的信道到所有可能同時被使用的所希望的連接是信道分配中的一個目標。為了最大限度地擴大容量，信道應該盡可能地相互靠近的被重復使用。在一個及同樣信道能被重復使用的以便CIR保持可用的距離被稱為干擾距離，而在一個及同樣的信道被重復使用的距離被稱為重復使用距離。
已知的信道分配的方法是固定信道分配(FCA)，動態(tài)信道分配(DCA)和作為FCA和DCA的組合所獲得的混合信道分配(HCA)。固定信道分配的構(gòu)想是通過在系統(tǒng)投入使用以前被完成的頻率設計去細分在系統(tǒng)中在小區(qū)之間使用的信道。在動態(tài)信道分配中，所有的信道都在共同的信道池中，由信道池為要建立的連接根據(jù)某些預定的標準選擇使用最好的信道。在混合信道分配中，在系統(tǒng)中使用的某些信道以固定的FCA方式被不同的小區(qū)細分使用并且剩余的信道被放在信道池中，從中它們可以作為動態(tài)需要被所有的小區(qū)取出使用。不同的方法在I.Katzele和M.Naghshineh的“用于蜂窩式移動電信系統(tǒng)的信道分配方案一個綜合性的評述”，IEEE個人通信1996年6月10-31頁中很充分地被描述。
動態(tài)信道分配方法可以分成集中和分散式方法。其中信道在每個小區(qū)中被獨立地分配的分散式方法，可以根據(jù)信道分配情況，無線電路徑衰落的資料及在信道上干擾出現(xiàn)的測量結(jié)果被進一步細分。在根據(jù)分配情況資料的分散式方法中，信道分配情況的信息必須被保持提供給每個基收發(fā)器站，它影響基收發(fā)器站小區(qū)的信道的分配。隨后的問題就是高的信令數(shù)量。在根據(jù)信道上干擾出現(xiàn)的測量結(jié)果的方法中，用于要被建立的連接的最佳信道通過測量信道的干擾電平及根據(jù)測量結(jié)果，通過選擇提供足夠好的載波干擾比的信道，被確定。測量結(jié)果從不會是完全實時的。由于這個原因，該方法在做出分配決定，尤其在含有大量短的和猝發(fā)脈沖串式的傳輸?shù)耐ㄐ胖惺褂玫臏y量結(jié)果數(shù)據(jù)中受到滯后。其中用于幾個小區(qū)的信道的分配以集中方式被執(zhí)行，集中式方法是以信道分配情況及無線電路徑衰落的資料為基礎的。用這種方法，一個幾乎是最佳的信道分配可以被獲得，但在更大的系統(tǒng)中需要大量的計算是一個主要問題。
使用比需要的更高的載波干擾比CIR幾乎不會改變數(shù)字系統(tǒng)的連接質(zhì)量卻不必要地增加了對其它連接產(chǎn)生的干擾。由連接所需要的載波干擾比CIR(min)和以傳輸器的最大傳輸功率在無線電信道上可以得到的載波干擾比CIR之間的差在下文中將被稱為載波干擾余量CIRM＝CIR-CIR(min)。載波干擾余量可以被用于獲得比連接需要的載波干擾比更高的一個載波干擾比和/或降低傳輸功率。通過降低傳輸功率，對其它連接產(chǎn)生的干擾同時被降低。事實上通過動態(tài)地控制由連接所使用的傳輸功率有可能顯著地減少信道干擾距離以及重復使用距離。重復使用距離的減少又將增加系統(tǒng)的容量。傳輸功率的動態(tài)控制目的在于保持足夠的連接質(zhì)量，然而，同時使所用的傳輸功率減小。干擾比如通過使用定向天線也可以被減少，由此同樣的載波干擾比用一個較低的傳輸功率可能被獲得。
即使在一個非常成功的信道分配之后，不同的連接受到不同的干擾。某些連接可能由此受到干擾極大地限制了連接質(zhì)量，而同時其它連接將容許更高的干擾級。如果由建立在信道上的連接所獲得的載波干擾比低于某個CIR(min)極限值剛好一小部分，比如，建立連接的百分之五，一個信道可以被分配。如果在不同連接之間的干擾電平上的變化能被減少，那么隨著信道的更稠密的重復使用，可以獲得所述的連接質(zhì)量要求，這將增加系統(tǒng)的容量。這種情況在圖4中被說明，其中對信道產(chǎn)生的干擾以成比例的單位在水平軸上，而對于兩個不同的干擾分布干擾1和干擾2出現(xiàn)的概率在垂直軸上。要求在信道上干擾的出現(xiàn)對于連接的百分之95為小于75單位。由于干擾1的分布是寬的，它的中間值必須被設在點50單位處以滿足要求。對應地，干擾2的分布相當窄，因此它的中間值可以被設在點70單位位置。因此，在不同的連接之間干擾的變化越少，干擾的平均值可能更高。相應地，要求的平均干擾將確定信道的反復使用距離。通過減少連接之間的干擾變化由此可能使連接更密集的重復使用并由此增加網(wǎng)絡的容量。
在不同連接之間均衡干擾的已知方法是在FDM系統(tǒng)中的跳頻和在TDM系統(tǒng)中的時隙跳躍。信道跳躍方法的名稱在這個申請的下文中將被用于上文提到的方法和根據(jù)信道變化的其它方法。在CDM系統(tǒng)中，連接之間的干擾通過使用足以被區(qū)分的散列碼被均衡。另一方面，在該方法中所有的連接使用相同的頻率，它明顯地增加相互干擾的平均值。
在跳頻中，連接的頻率被頻繁地改變。該方法可以分別地被分成快和慢跳頻。在快跳頻中，連接頻率比使用的載頻頻率更頻繁地改變。在慢跳頻中，連接頻率又比使用的載頻頻率更少地改變。
例如，在已知的GSM系統(tǒng)中，跳頻被執(zhí)行以便單個的短促脈沖串總是以一個頻率被發(fā)送而在下一個時隙所發(fā)送的短促脈沖串以另一個頻率被發(fā)送。由此單個的短促脈沖串甚至可以經(jīng)受很高的干擾級。然而如果一個相當數(shù)量的短促脈沖串能被傳輸而沒有顯著的干擾，由于信道的編碼和交織，連接質(zhì)量將非常好。即使某些短促脈沖串將經(jīng)受相當嚴重的干擾，借助于跳頻，對于單個的連接這個條件可以被滿足。
一個跳頻的分布如圖5所示，它說明了不同的短促脈沖串所使用的頻率。頻率F1-F6六個頻率被分配在小區(qū)中使用。跳頻圖是以這樣一種方式循環(huán)的，即從循環(huán)開始以頻率F6，F(xiàn)2，F(xiàn)5，F(xiàn)1，F(xiàn)4，F(xiàn)6，F(xiàn)3，F(xiàn)5，F(xiàn)2，F(xiàn)4，F(xiàn)1排列，小區(qū)發(fā)送它的短促脈沖串，隨后循環(huán)被重復。由于循環(huán)長度是11個短促脈沖串，在一個系統(tǒng)中的單個的連接，例如根據(jù)圖2使用的8個時隙的時幀，將在大約每第五個短促脈沖串中使用相同的頻率。由此由移動站和基收發(fā)器站之間的連接在不同的頻率上所受到的不同的衰落也將被徹底平均。當在相鄰的小區(qū)中使用跳頻圖是互相獨立時，根據(jù)干擾均衡的最好結(jié)果隨著跳頻被獲得。這通過采用仔細選擇的周期的或偽隨機的跳頻圖來獲得。
時隙跳躍與跳頻在原理上十分相似。在時隙跳躍中，在連接中使用的時隙取代了頻率交換。在時隙跳躍中也使用的跳頻圖在相互鄰近的小區(qū)中必須是互相獨立的以便獲得最好結(jié)果。
由于移動站用戶的數(shù)量在增加并且要求大的帶寬的應用，例如多媒體應用正變得更普遍，信道分配的現(xiàn)有技術(shù)方法已不能以足夠的效率使用可用頻譜。在有限的頻帶被幾個不同的系統(tǒng)，例如一個移動通信系統(tǒng)和一個無線局系統(tǒng)共同地使用的情況下產(chǎn)生了具體問題。通過使信道分配更有效來緩解這些問題是本發(fā)明的一個目標。這個目標用獨立的權(quán)利要求中所描述的方法實現(xiàn)。
本發(fā)明的構(gòu)想是在預定的小區(qū)群內(nèi)用動態(tài)的信道分配方法分配信道及均衡由在小區(qū)群外的連接在小區(qū)群內(nèi)產(chǎn)生的干擾，例如通過跳頻或時隙跳躍。
該小區(qū)群可以被重疊并且它們可以由例如一個局系統(tǒng)和一個寬覆蓋范圍的移動通信系統(tǒng)的小區(qū)，兩個不同操作者的移動通信系統(tǒng)的小區(qū)，根據(jù)兩個不同系統(tǒng)的一個網(wǎng)絡的小區(qū)或者一個操作者操作的網(wǎng)絡小區(qū)所構(gòu)成。如果小區(qū)群由在一個網(wǎng)絡中的小區(qū)構(gòu)成，一個合適的尺寸可以被選擇用于小區(qū)群，以便在小區(qū)群中由集中的動態(tài)信道分配所需要的計算和信令負載仍然易于控制。
一個信道可以通過一個連接被分配使用，假如它的干擾信號足夠低。信道的干擾信號包括由相同的小區(qū)群的連接所產(chǎn)生的在小區(qū)群內(nèi)的已知干擾和由其它小區(qū)群的連接所產(chǎn)生的在小區(qū)群外的統(tǒng)計上的已知干擾。對于在小區(qū)群外側(cè)的一個干擾，在小區(qū)群的外圍比在小區(qū)群的中心部分高，對于到信道小區(qū)群內(nèi)的干擾一定沒有位于小區(qū)群外圍的小區(qū)中的那樣高。此外，在集中信道分配中，由不同的連接在信道質(zhì)量上的不同的要求可以被考慮到。在幾種情況下，對于在幾個不同的小區(qū)內(nèi)和在幾個不同的信道上的連接，有可能獲得滿意的質(zhì)量。在小區(qū)群內(nèi)，連接可以被控制以便它被建立在這樣的小區(qū)中及這樣一個信道上，它對于整個小區(qū)群是最好的。
只有統(tǒng)計上的信息可用在小區(qū)群外的干擾上，在小區(qū)群內(nèi)的連接之間，通過均分由在其它相同的小區(qū)群內(nèi)的連接所導致的干擾，在小區(qū)群內(nèi)的較高的干擾可以被連接考慮到。在不同的小區(qū)群內(nèi)的干擾通過使用用于單個小區(qū)群的不同信道跳躍圖被均衡。
本發(fā)明參照公開的附圖被更詳細地描述，其中圖1表示一個移動通信網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)的一個例子；圖2表示頻譜分割成信道的一個例子；圖3表示在一個移動通信系統(tǒng)中干擾的信息；圖4表示對不同的連接的干擾均衡的容許平均干擾電平的影響；圖5表示一個跳頻圖；圖6表示一個小區(qū)分割成的小區(qū)群；圖7表示一種布局，其中兩個重疊的系統(tǒng)使用相同的頻帶；圖8表示集中式小區(qū)選擇和在一個小區(qū)群內(nèi)的信道分配的一個例子；圖9表示由在其它小區(qū)群內(nèi)的連接所產(chǎn)生的干擾的分布的一個例子；及圖10表示由在其它小區(qū)群內(nèi)的連接所產(chǎn)生的均衡分布的一個例子。
圖6表示根據(jù)本發(fā)明小區(qū)分割成小區(qū)群的一個實例。在圖中，小區(qū)被分割成小區(qū)群A-G，每個小區(qū)群包括七個小區(qū)。在每個小區(qū)群內(nèi)有一個由矩形所代表的CU(中央單元)，它照應在小區(qū)群內(nèi)信道的集中動態(tài)分配。小區(qū)群可以被重疊，并且它們可以由，例如一個局系統(tǒng)和一個寬覆蓋范圍移動通信系統(tǒng)(例如GSM)的小區(qū)，兩個不同使用者的一個移動通信系統(tǒng)的小區(qū)，根據(jù)兩個不同系統(tǒng)的一個網(wǎng)絡的小區(qū)或者一個使用者的一個移動通信系統(tǒng)的小區(qū)，所構(gòu)成，中央單元CU是具有關于在無線電信道上衰落及在小區(qū)群內(nèi)信道的分配情況的信息的一個網(wǎng)絡單元，無線電信道在小區(qū)群內(nèi)的小區(qū)基收發(fā)器站和小區(qū)內(nèi)進行有效呼叫的移動站之間。例如，在已知的GSM系統(tǒng)中，這樣的一個單元是基站控制器BSC。盡管在所有小區(qū)群中利用動態(tài)信道分配是有利的，本發(fā)明也可用于其中信道僅在某些小區(qū)群內(nèi)被動態(tài)地分配的布局中。也不必所有的小區(qū)都必須屬于某個小區(qū)群。例如當通過為一個運行的宏小區(qū)網(wǎng)補充一個微小區(qū)網(wǎng)增加一個蜂窩無線電網(wǎng)絡的容量時，重疊的微小區(qū)和宏小區(qū)可能被排列以便只有更小的微小區(qū)被分割成小區(qū)群，在它的內(nèi)部信道根據(jù)已知的分配情況被動態(tài)地分配。通過使用小區(qū)群公用的信道跳躍方法，由微小區(qū)和宏小區(qū)相互產(chǎn)生的干擾可以被平均以便所有連接的質(zhì)量將保持足夠好而沒有必要改變準備完畢的宏小區(qū)的頻率設計。
圖7表示兩個重疊系統(tǒng)，一個局系統(tǒng)和一個移動通信系統(tǒng)，使用相同頻帶的情況。在一個移動通信系統(tǒng)中小區(qū)GSM1和GSM2是這樣的小區(qū)，它的信道借助于預先完成的網(wǎng)絡設計被固定地分配。小區(qū)O1，O2，O3和O4屬于與移動通信系統(tǒng)相同頻帶工作的一個局系統(tǒng)，并且它們信道分配在局系統(tǒng)的中央單元中被執(zhí)行。該系統(tǒng)不了解相互的分配情況，所以它們只能有關于由其它系統(tǒng)產(chǎn)生的干擾的統(tǒng)計信息。
集中式動態(tài)信道分配的一個優(yōu)點就是要被建立的連接總是能在對于整體來說是最好的那個小區(qū)內(nèi)和那個信道上被建立。如圖8所示的一種情況被檢查，其中小區(qū)S1-S7屬于相同的小區(qū)群。移動站MSA與小區(qū)S3的基收發(fā)器站相連接。在從基收發(fā)器站到移動站的下行鏈路方向上，由于無線信道的高衰落，載波干擾余量是小的。移動站MSB請求建立到小區(qū)S1的連接。根據(jù)在小區(qū)群里照應信道的集中分配的網(wǎng)絡單元(不在圖中)中的信息，移動站MSB在小區(qū)S1中獲得盡可能最好的連接質(zhì)量，及與在小區(qū)S6中基收發(fā)器站的稍差的但還滿足要求的質(zhì)量。因此，就MSB來說最佳的解決方案是要建立與小區(qū)S1中的基收發(fā)器站的連接。然而，小區(qū)S1的傳輸隨后將對從基收發(fā)器站BTS3到移動站MSA通過的，已經(jīng)具有小的載波干擾余量的下行鏈絡信號產(chǎn)生附加干擾。相應地，移動站MSB和基收發(fā)器站BTS6之間的連接不會對由MSA接收的下行鏈路信號產(chǎn)生重大干擾。這個信息也可用于照應集中信道分配的網(wǎng)絡單元，所以移動站MSB可以被引導與小區(qū)S6的基收發(fā)器站連接。因此MSA和MSB兩個都將獲得與它們的基收發(fā)器站足夠好的連接。
連接所產(chǎn)生的干擾包括由在同一個小區(qū)群內(nèi)其它的連接所產(chǎn)生的在小區(qū)群內(nèi)的干擾I(own)和由其它的小區(qū)群所產(chǎn)生的在小區(qū)群外的干擾I(other)。這些干擾中，在相同的小區(qū)群中由連接所產(chǎn)生的干擾I(own)可以被中央單元控制。盡管中央單元沒有關于在其它小區(qū)群中信道分配情況的信息，它具有關于來自小區(qū)群外的干擾I(other)的統(tǒng)計信息。小區(qū)群外的干擾在小區(qū)群的周邊區(qū)域當然要比在小區(qū)群的中央?yún)^(qū)域高。在另一方面，在小區(qū)群的周邊區(qū)域設置的小區(qū)中的連接將比在中央?yún)^(qū)域中小區(qū)的連接產(chǎn)生更多的干擾。
在信道分配上要求分配信道的載波干擾余量CIRM將超過在其上由不小于預定的例如百分之九十五的概率構(gòu)成的最小要求CIRM(min)。信號強度C可以借助于測量結(jié)果被確定，所以為了滿足這個最小的要求必須要求出現(xiàn)的信道的干擾低于某個極限值I(max)。由此，包括內(nèi)部干擾I(own)和在小區(qū)群外的統(tǒng)計上已知的干擾I(other)的總干擾I＝I(own)+I(others)必須低于具有百分之九十五概率的極限值I(max)。如果I(own)＜I(max)-I(other.95％)，其中I(other， 95％)是由其它小區(qū)群的連接所產(chǎn)生的干擾不足百分之95的情況下的一個干擾值，則信道可以根據(jù)在小區(qū)群內(nèi)已知的干擾被分配。
這樣的一種情況將作為一個例子被檢驗，其中100單位被作為在信道上出現(xiàn)的干擾的最大值，且由其它小區(qū)群所產(chǎn)生的干擾的分布如圖9所示。該圖表示作為以成比例單位表示的干擾強度的一個函數(shù)的干擾出現(xiàn)的概率。由其它小區(qū)群所產(chǎn)生的干擾平均是50單位，但由于分布是相對地寬，在百分之五的情況下干擾將超過75單位。在這些情況下，如果由小區(qū)群的其它連接引起的對信道的干擾是低于I(own，max)＝25單位時，信道可以被分配。
根據(jù)本發(fā)明，由其它小區(qū)群對不同的信道產(chǎn)生的干擾借助于跳頻或時隙跳躍被均衡。在小區(qū)群內(nèi)所有的連接以相同的跳躍順序跳躍。為了均衡小區(qū)群之間的干擾，這樣的跳躍順序被用于盡可能互相獨立的不同的小群中。圖9所示的分布由于均衡變得更陡直。一個均衡的分布在圖10中被表示。均衡不會影響保持標準的50單位的平均干擾值，但在百分之九十五的情況下，干擾仍然低于55單位。如果由小區(qū)群的其它連接對信道所產(chǎn)生的干擾小于I(own，max)＝46單位，則信道可以由此被分配。通過均衡小區(qū)群之間的干擾，有可能在小區(qū)群的內(nèi)部允許更高的干擾。這樣，在另一方面，使得它有可能重復使用互相鄰近的信道，由此網(wǎng)絡容量將增加。
根據(jù)本發(fā)明干擾均衡的效果借助于下列簡化的例子被檢驗。在圖6中小區(qū)群A，B和C被檢驗。兩個頻率F1和F2被分配供系統(tǒng)使用。如果在相鄰的小區(qū)群內(nèi)兩個連接使用相同的頻率，相互干擾連接的誤碼率將增加到值1.25×10-5。如果連接所用的信道未被用于相鄰的小區(qū)群，誤碼率將很低，2×10-6。如果誤碼率保持低于10-5值，由于使用的信道編碼，交織和重新傳輸，連接的質(zhì)量足夠好。
頻率可以被固定地分配供小區(qū)群使用，比如，以這樣一種方式，頻率F1可以被用在小區(qū)群A中及頻率F2可以被用在小區(qū)群B和C中。如果在小區(qū)群B和C中存在同時連接，它們的BER將是1.25×10-6。用這種方法系統(tǒng)不能在實際給出的兩個使用頻率F1和F2上運行。
盡管在上面給出的情況下在小區(qū)群B和C中的連接質(zhì)量太差，在小區(qū)群A中連接的誤碼率相應地明顯低于10-5的極限值。如果連接的誤碼率在連接之間被成功地等分，那么所有的連接都將具有BER＝9×10-6，對于所有的連接都將保證足夠的連接質(zhì)量。
連接之間的干擾可以借助于跳頻被均衡。在跳頻中，不同的頻率以不同的短促脈沖串被在不同的小區(qū)群內(nèi)使用。例如，在三個短促脈沖串的循環(huán)中的下列重復順序可以被用作跳頻順序<
于是在順序A和B的第一個短促脈沖串中使用了相同的頻率F1，由此在小區(qū)群A和B內(nèi)連接的短促脈沖串中誤碼率BER＝1.25×10-5及在小區(qū)群C內(nèi)連接的短促脈沖串中BER＝2×10-6。在小區(qū)群B和C的第二個短促脈沖串中使用了相同的頻率F2，由此在它們連接的短促脈沖串中BER＝1.25×10-5及在小區(qū)群B內(nèi)連接的短促脈沖串中BER＝2×10-6。9×10-6作為在所有連接的順序中三個短促脈沖串的平均誤碼率BER被獲得，它保證了所有連接的良好質(zhì)量。
應該注意到為實現(xiàn)本發(fā)明，一個跳頻順序不必用在產(chǎn)生對小區(qū)群干擾的所有小區(qū)內(nèi)。例如，在圖7所示的情況中，其中信道被固定地分配給小于GSM1和GSM2，對于小區(qū)統(tǒng)一的并被用在由小區(qū)O1，O2，O3和O4構(gòu)成的小區(qū)群內(nèi)的一個信道跳躍圖足以用于干擾的均衡。
跳頻的優(yōu)點比如是較少需要預先設計。盡可能不同的跳頻圖可用于不同的小區(qū)群是一個充足的設計。其中最簡單的形式，跳頻圖作為偽隨機序列可以被分配。由連接所經(jīng)受的干擾除了可以或者取而代之用跳頻也可以用已知的時隙跳躍來均衡。
連接的質(zhì)量不僅受在無線電信道上接收的誤碼率而且受傳送信息對傳送差錯的靈敏度的影響。在無線電信道質(zhì)量上不同的連接的不同的要求可被考慮進在小區(qū)群內(nèi)被執(zhí)行的集中動態(tài)信道分配中去。在集中信道分配中，對連接的信道的載波干擾比CIR的要求CIR(min)可以是不同的，例如對于不同類型的電信，如語音，圖像或數(shù)據(jù)信號的傳輸。最好是將那些連接定位于一個其中它們盡可能小地干擾其它連接的小區(qū)中，其中那些連接借助于更有效的信道編碼、更長的交織和重新傳輸可以在甚至更差的無線電信道上得到一個足夠好的連接質(zhì)量。
由于比如圖像數(shù)據(jù)在傳送延遲和傳送無誤兩方面都有相當嚴格的要求，圖像數(shù)據(jù)要求最高的CIR。語音數(shù)據(jù)在延遲方面有嚴格的要求，但將相對地容許一些傳送差錯。由此它可以容忍比圖像數(shù)據(jù)要求的低的載波干擾比。在數(shù)據(jù)傳輸上，沒有延遲的明顯限制，但在另一方面，數(shù)據(jù)傳輸不允許任何一點的差錯。無誤傳送通過使用高CIR值及通過在將它送入無線電信道之前把要被傳送的數(shù)據(jù)處理成為具有傳送差錯的更好容限的形式來實現(xiàn)。傳送差錯容限例如可以通過使用大功率的信道編碼，一個長的交織循環(huán)和故障幀的重新傳送被改善，盡管這些將產(chǎn)生在數(shù)據(jù)傳輸上的附加延遲。由于數(shù)據(jù)傳送不十分限制延遲，它可能借助于信道編碼給出最低的CIR要求，并且連接可以被引到這樣的小區(qū)中，其中它們將對其它連接產(chǎn)生盡可能小的干擾，這對于整體來說是有益的。
權(quán)利要求
1.一種在包括移動站和基收發(fā)器站及由基收發(fā)器站的無線電覆蓋區(qū)域所限定的小區(qū)的無線電系統(tǒng)中分配信道的方法，并且其中至少一種信道跳躍方法被用于平均連接之間的干擾，其特征在于一小區(qū)群被構(gòu)成，它是由至少兩個小區(qū)或由幾個小區(qū)所構(gòu)成的，一個第一信道跳躍圖被使用，它對于小區(qū)群是公共的，信道在小區(qū)群內(nèi)通過動態(tài)信道分配方法被分配，它建立在根據(jù)小區(qū)群的分配情況由小區(qū)群相互連接所產(chǎn)生的干擾的知識基礎上。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于在對小區(qū)群產(chǎn)生干擾的小區(qū)群外的小區(qū)中，其它的信道跳躍圖被使用，它基本上與第一信道跳躍圖不同。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于信道跳躍圖是跳頻圖。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于跳頻圖是一個偽隨機跳頻圖。
5.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于跳頻圖是一個循環(huán)的跳頻圖。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于信道跳躍圖是一個時隙跳躍圖。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于時隙跳躍圖是一個偽隨機時隙跳躍圖。
8.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于時隙跳躍圖是一個循環(huán)的時隙跳躍圖。
9.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于位于小區(qū)群的中央的小區(qū)內(nèi)由在相同的小區(qū)群中的連接所產(chǎn)生的干擾允許比位于小區(qū)群的周邊的小區(qū)內(nèi)的干擾高。
10.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于至少有兩個小區(qū)群被構(gòu)成，其中一個小區(qū)群由一個局系統(tǒng)的小區(qū)構(gòu)成，而另一個小區(qū)群由一個蜂窩式無線電系統(tǒng)的小區(qū)構(gòu)成。
11.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于至少兩個小區(qū)群被構(gòu)成，它們包括相同網(wǎng)絡的小區(qū)。
12.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于至少兩個小區(qū)群被構(gòu)成，其中一個小區(qū)群由一個操作者的蜂窩式無線電網(wǎng)絡的小區(qū)構(gòu)成，而另一個小區(qū)群由另一個操作者的蜂窩式無線電網(wǎng)絡的小區(qū)構(gòu)成。
13.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于至少兩個小區(qū)群被形成，其中一個小區(qū)群由一個第一蜂窩式無線電系統(tǒng)的小區(qū)構(gòu)成，而另一個小區(qū)群由另一個蜂窩式無線電系統(tǒng)的小區(qū)構(gòu)成。
14.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于至少兩個小區(qū)群被構(gòu)成，其中一個小區(qū)群由一個第一局系統(tǒng)的小區(qū)構(gòu)成，而另一個小區(qū)群由另一個局系統(tǒng)的小區(qū)構(gòu)成。
15.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于在小區(qū)群內(nèi)小區(qū)的覆蓋區(qū)域至少被部分重疊在另一個小區(qū)群內(nèi)小區(qū)的覆蓋區(qū)域上。
16.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于小區(qū)群內(nèi)小區(qū)的覆蓋區(qū)域至少被部分重疊在不屬于該小區(qū)群的至少一個小區(qū)的覆蓋區(qū)域上。
全文摘要
本發(fā)明的構(gòu)想是要用動態(tài)信道的分配方法在預定的小區(qū)群內(nèi)分配信道及比如通過頻率或時隙跳躍去均衡由在小區(qū)群外的連接對小區(qū)群所產(chǎn)生的干擾。小區(qū)群可以被重疊并且它們可以由比如一個局系統(tǒng)或一個寬覆蓋范圍的移動通信系統(tǒng)的小區(qū),由兩個不同操作者的一個移動通信網(wǎng)絡的小區(qū),由根據(jù)兩個不同的系統(tǒng)的一個網(wǎng)絡的小區(qū)或由一個操作者操作的一個網(wǎng)絡的小區(qū)所構(gòu)成。如果小區(qū)群由在一個網(wǎng)絡中的小區(qū)構(gòu)成,對于小區(qū)群選擇一個合適的尺寸,以便由在小區(qū)群中集中動態(tài)信道分配所要求的計算和信令負載將保持易于控制。
文檔編號H04J13/00GK1253704SQ98804461
公開日2000年5月17日 申請日期1998年4月24日 優(yōu)先權(quán)日1997年4月25日
發(fā)明者愛佳·塞里奧, 奧斯卡·薩洛那霍 申請人:諾基亞網(wǎng)絡有限公司