CN101395930A - 无线通信网络及其操作方法 - Google Patents

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Abstract

一种无线通信网络(100)，包括多个站点(102－114)，每一站点由节点(116－128)服务，并且所述节点(116－128)与网络基础结构的其它元件连接。该网络进一步包括多个移动台(130，134)。至少一个所述站点(102)具有第一控制信道，而其余站点(104－114)不具有控制信道，其中所述基础结构利用所述第一控制信道，适于将位于没有控制信道(104－114)的站点中的移动台(130－134)引导至业务信道。

Description

无线通信网络及其操作方法
技术领域
本发明主要涉及无线通信网络，具体地涉及通信网络和用于向业务信道分配移动台的方法。
背景技术
在蜂窝通信系统(例如全球移动通信系统(GSM)和TETRA(地面中继无线)中，地理区域被划分为许多小区，每一小区由基站服务。具有交换基础结构的一个基站，也叫基站收发机站(BTS)，称为网络节点。支持BTS的交换基础结构可以与其它BTS共享。TETRA系统中的系统结构通常称为交换与管理基础结构(SwMI)，基本上包含除了MS之外的所有通信元件。它包括通过基站控制器(BSC)和移动交换中心(MCS)连接至常规公共交换电话网(PSTN)或者因特网的基站收发机站(BTS)。在地理术语中，提到节点是指由一个BTS服务的区域，而在网络术语中，提到节点是指一个BTS和支持它的基础结构。也被称作用户或者移动台(MS)或者通信单元的远程单元通过该远程单元正在操作的小区的基站经由无线通信链路进行服务。
蜂窝通信系统的基本优点之一是用户可以从一个地理区域移动至另一个地理区域，同时从网络接收服务。为了提供无缝的服务，在两个基站之间存在重叠覆盖的区域。当用户从由第一基站服务的区域朝向由第二基站服务的区域移动时，它进入重叠覆盖的区域。在重叠覆盖的区域中，用户改变服务基站。这被称为小区重选或者切换。
从BTS至用户的通信链路通常称为下行通信信道。相反地，从用户至BTS的通信链路通常称为上行通信信道。
为了在操作于两个不同小区的两个手持设备之间实现通信，固定网络将基站互连在一起。该固定网络可操作用于在任何两个基站之间路由数据，并且该方式允许在这两个远程手持设备之间进行通信。此外，该固定网络可包括用于互连诸如公共交换电话网(PSTN)和因特网的外部网络的网关功能。这允许用户与有线电话和由线路相连的其它通信终端通信。此外，该固定网络适于执行管理常规蜂窝通信网络所需的功能，包括路由数据、接入控制、资源分配、用户计费、移动台鉴权等。
TETRA通信系统可用作公共蜂窝通信系统。然而，它的主要目标群体是诸如紧急服务的组织或者群体。在TETRA系统中实现的特殊功能和服务使此系统特别适合诸如警情、紧急事件、火警救援等的服务。由TETRA系统提供的一个这样的特征，该特征特别适合紧急服务，是控制群呼以及管理这些群的成员关系。TETRA提供的其它特征和服务包括对讲信道分配、广播呼叫等。除了中继模式操作外，其中远程单元通过基站进行通信，TETRA提供在远程单元之间直接通信的可能性，无需基础结构的参与。这被称为直接模式操作(DMO)。
涉及在蜂窝网络中提供通信的一个重要问题移动性管理。移动性管理的主要目标是向基础结构提供关于用户位置的信息并保持更新(即，在特定用户正在操作的小区中)。
众所周知，任何数字无线系统的范围很大程度上取决于比特速率。这是因为无线发射机通常功率受限，因此要发送的比特越多，分配至每一比特的能量就越少。由于接收机取决于每比特接收的能量，因而对于更高的比特速率自然需要更小的路径损耗，并因此需要更小的范围。当向现有的语音或者低速数据网络增加高速数据覆盖时，该覆盖的范围通常将因此小于现有的网络。这意味着必须向网络增加“填充”小区，以提供地毯覆盖，这将小区数量增加2-3的因子。通过空中接口，例如TETRA TEDS(TETRA增强数据服务)高速数据，这也意味着增加2-3倍多25kHz pi/4差分正交相移键控(DQPSK)主载波。后面一点将对于现有的网络规划造成严重的影响，或者将需要相当多的空中接口资源，而不提供很多益处。
发明内容
根据本发明的第一方面，提供了一种如权利要求1所要求的无线通信网络。
根据本发明的第二方面，提供了一种如权利要求10所要求的在无线通信网络中向业务信道分配移动台的方法。
本发明有利地允许增加通信网络中的数据速度，同时最小化提供网络中的服务所必需的资源(不需要附加的控制信道)。
附图说明
通过下面的说明并结合附图，将更加充分地理解和明白本发明，其中：
图1是表示本发明一个实施例中无线通信网络的简化图，
图2是表示操作本发明一个实施例中无线通信网络的方法的流程图。
具体实施方式
下面的说明集中在适用于TETRA蜂窝通信系统的本发明实施例。然而将要明白，本发明并不限于此应用，而是可应用于许多其它通信系统(例如，ASTRO/APCO 25)。
参考图1，示出通信网络的一个实施例100。
该网络的节点116-128采用增加比特速率的业务信道操作。这样的增加通过降低每比特能量因子获得。当增加现有语音或低速数据网络的比特速率时，由所述增加影响的业务信道的范围通常将因此小于所述增加之前的范围。这样的范围减少是发射机功率限制的结果(利用相同的能量发送更多的比特)。通过增加网络中的数据速度，这些改变影响业务信道而不影响控制信道。结果，控制信道范围RCC保持在相同的水平，而业务信道范围RTC1将降低。为了补偿降低的范围，必须以重叠的形式增加附加的站点。
网络100包括多个站点102-114，每一个站点由节点116-128服务。所述节点116-128是网络100基础结构的部分，并且与网络基础结构的其它元件(出于简明的目的未示出)形成交换与管理基础结构(SwMI)。网络还包括多个移动台130、134，它们在网络100的不同站点中操作。在一个实施例中，第一站点102具有第一控制信道140，而其余站点104-114并没有控制信道。在此实施例中，通过增加网络中的数据速度，这些改变影响业务信道，并且结果，业务信道范围RTC1-RTC3降低，并且小于第一控制信道140范围RCC，该信道未受到所述数据速度增加影响。
利用所述第一控制信道140，所述SwMI适于根据所述移动台130、134的地理位置将位于不具有或者具有控制信道的站点中的移动台130、134引导至业务信道。
为了将移动台130、134引导至业务信道，必须向SwMI通知移动台130、134操作于哪个节点的范围内。
在一个实施例中，如果移动台130具备全球定位系统(GPS)单元，那么SwMI获得所述GPS位置数据并且利用该数据将移动台130引导至业务信道。
在替换实施例中，所述SwMI通过分析从所述移动台134接收的信号来获得所述移动台134的所述地理位置。所述SwMI根据到达角度或者RSSI或者三角形法或其组合计算移动台134的位置。本领域的专家知道如何应用所述方法。
显然，在替换实施例中，具有控制信道的站点的数量可大于一。
参考图2，示出无线通信网络中向业务信道分配移动台的方法的一个实施例。
如果移动台130处于站点中，该站点不具有控制信道，但处于第一控制信道140范围RCC，那么所述第一控制信道140可用于将移动台130引导至业务信道，在大多数情况下，由最接近移动台130的节点提供业务信道。然而，在例如通过移动台操作的区域的形态导致的特定情形中，该业务信道不一定由最接近的节点提供，而是由提供最高信号强度业务信道的节点提供。
当使用第一控制信道140的移动台130请求连接至业务信道时，SwMI确定204移动台130的地理位置，以标识哪一节点应当向所述移动台130提供所述业务信道。
在一个实施例中，如果移动台130具备GPS单元206，移动台130利用第一控制信道140向SwMI发送通过GPS信道144获得的它的位置。当确定210了所述移动台130的所述位置时，SwMI标识应当向所述移动台提供所述业务信道的节点。最终，分配212业务信道142，以在所述移动台130与所述节点128(进而与网络的其余部分以及与其它通信网络)之间提供通信。
在替换实施例中，当GPS信号不可用时，或者当移动台不具有GPS单元时，SwMI根据从所述移动台134接收到的无线信号的一些参数计算208移动台134的位置。这些参数可能是来自所述移动台134的信号的到达角度或者接收信号强度指示(RSSI)，或者三角形或其组合。
在各个实施例中，移动台位置的计算以及SwMI的其它功能可由基站收发机站、基站控制器或者由移动台交换中心或者由操作连接至固定网络的单独计算设备执行，该固定网络互连网络100的基础结构。

Claims (10)

1.一种无线通信网络(100)，包括多个站点(102-114)，每一站点由节点(116-128)服务，并且所述节点(116-128)与网络基础结构的其它元件连接，并且进一步包括多个移动台(130，134)，特征在于，至少一个所述站点(102)具有第一控制信道(140)，而其余站点(104-114)不具有控制信道，其中所述基础结构利用所述第一控制信道(140)，适于根据所述移动台(130)的地理位置，将位于没有控制信道(114)的站点中的移动台(130)引导至业务信道。
2.权利要求1的所述网络(100)，其中所述基础结构利用所述第一控制信道(140)进一步适于将位于具有所述第一控制信道(140)的所述站点(102)中的移动台(134)引导至业务信道。
3.权利要求1的所述网络(100)，其中通过分离的无线数据信道获得所述移动台(130，134)的所述地理位置。
4.权利要求3的所述网络(100)，其中所述分离的无线数据信道是全球定位系统/GPS/信道(144)。
5.权利要求1的所述网络(100)，其中所述基础结构适于通过分析从所述移动台(130，134)接收的信号来获得所述移动台的地理位置。
6.权利要求5的所述网络(100)，其中所述基础结构适于使用到达角度或者RSSI或者三角形法或其组合来获得所述移动台(130，134)的地理位置。
7.权利要求1的所述网络(100)，其根据TETRA或者ASTRO/APCO-25标准操作。
8.权利要求1的所述网络(100)，其中没有控制信道的所述站点(104-114)在具有控制信道的至少一个站点(102)上形成高速数据覆盖。
9.权利要求1的所述网络(100)，其中所述节点(116-128)适于通过降低每比特能量因子来增加业务信道的比特速率。
10.一种在无线通信网络中向业务信道分配移动台的方法，所述网络包括多个站点(102-114)，每一站点由节点(116-128)服务，并且所述节点(116-128)与网络基础结构的其它元件连接，并且进一步包括多个移动台(130，134)，其中至少一个所述站点(102)具有第一控制信道(140)，而其余站点(104-114)不具有控制信道，其中所述基础结构利用所述第一控制信道(140)，根据所述移动台的地理位置(204-210)，将位于没有控制信道的站点中的移动台引导(212)至业务信道。
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