CN1027849C - 降低过区切换期间噪声干扰 - Google Patents

Abstract

通过将目标基站中的接收机的声音通路静噪来降低过区切换期间噪音干扰的无线电话系统，在接收一个过区切换请求信息后，目标基站将目标声音通路静噪，并确定该声音通路是否已被一个具有公共SAT的所不期望的干扰信号打开。如果是的话，目标基站用该SAT及收到的用户预期发射信号强度指标参数(RSSI)打开该目标声音通路。一旦SAT和RSSI出现并且足够，目标声音通路就被打开，与源声音通路相连接，用户由源基站过区切换至目标基站，而无噪音干扰。

Description

本发明总的说是关于蜂窝式无线电话系统，较具体说是关于在通信过区切换（handoff）过程中具有噪声干扰的蜂窝式无线电话系统。

蜂窝式无线电话系统采用灵敏度甚高的无线接收机。为保持在整个一特定覆盖区域内的通讯，这些无线电话接收机必须有这种高的灵敏度，但是如此高的灵敏度也可能给系统性能带来副作用。在模拟无线电话系统中，特定的网孔均被分别装设得相应地采用一指定的监测音调（SAT），以此将电话通信声道与其周围的电话通信声音信道区别开来。用于这些系统中的接收机检测被调制在一射频（RF）载波上的这个SAT，并相应地将该接收机中的一声音通道耦合到地面电话网络。但是当这些高灵敏度接收机检测到一非所希望的带有一共同SAT的低电平RF载波信号时就会出现问题。而在像频率复用场合、交调失真很高时、以及存在着相邻信道干扰等的系统中，就会出现这种不希望的RF载波信号。

在一蜂窝式的无线电话系统中进行通信过区切换期间，检测这些不希望的、带有共同SAT的低电平RF载波信号遇到一个主要问题。在接收机收到这种非所希望的信号后，该接收机的声音通路即被打开，而使得鉴频器噪声（因所接收的信号强度很弱）几乎毫无衰减地输出到该通道的电话线路上。这种噪声在作源（出发）基站与目的（到达）基站之间跨越时的通道过区切换期间就可能被加入到通话中。 当这种噪声混入通话中，就发生了有害的噪音震声。

因此，需要采取措施使高灵敏度接收机能进行通信过区切换操作而不产生很大的噪声干扰。

本发明提出一种在通信过区切换过程中降低噪声干扰的接收机。此接收机具有一转换声音通路，用以将至少一种音频信号传送到一目标电话系统。接收机接收至少带有该音频信号的所希望的射频信号和在其上调制的一覆盖区域识别参数;将该所希望的射频信号解调，以产生代表至少该音频信号和该覆盖区域识别参数的信号;并确定此所希望射频信号的一个信号品质参数。此接收器提供一预定的覆盖区域参数，将经解调的覆盖区域识别参数与此预定的覆盖区域参数相比较，关闭转换声音通路，并确定该转换声音通路何时被一不希望的射频信号所开通。如果转换声音通路已被一不希望的射频信号所打开，那么接收器则使此转换声音通路响应信号品质参数的决定和上述比较结果。

本发明的附图为：

图1为对可用于本发明的无线电话系统中的连接到一EMX的各基站总体说明;

图2为对设置于图1的基站中的用以实现本发明的基站控制器（BSC）和发送接收器作总体说明的方框图;

图3描述图2的BSC中用于控制图2中的扫描和声音发送接收器的声音通道控制器（VCC）;

图4为对按照本发明用于解调射频（RF）信号和确定该信号的被接收信号强度指标（RSSI）的接收器作总体说明的示意图;

图5为对根据本发明为降低通信过区切换过程中噪音干扰基站所 执行的步骤作总体说明的流程图;

图6为对根据本发明为确认一汽车到达目标通道时基站所执行步骤作总体说明的流程图。

图1总体地描述了一个可以应用本发明的蜂窝式通信网络，蜂窝式通信网可以按照为适应覆盖区域容纳所需要数量的不同网孔。例如，网孔100通常仅仅只包含大蜂窝式系统中总覆盖范围的一小部分，当蜂窝式通信网延伸到一特定覆盖区内时，频率的重复利用就成为适应整个用户需要的一个重要参数。现在回到图1，利用监测音调SAT₁的一个第一覆盖区，即网孔100，为6个相邻网孔所包围，但为了解释这里只举出了2个相邻网孔。一个第二覆盖区，即相邻网孔105，具有监测音调SAT₂;而另一相邻网孔110亦具有监测音调SAT₂。这些网孔每一个都有各自所需的基站，以便与用户125通信，在源网孔100中，源基站130与用户125以射频（RF）信号进行通信。SAT₁被源基站130调制在此RF信号上，并由用户125解调。SAT₁被用户125用来识别此用户125所处位置的源网孔100。在被分区化的网孔中（图中未示出），当用户125在一给定的网孔内由一区移到另一区时，采用类似的通信转换（称为端口变化Port change）。

一蜂窝式通讯网络中各特定网孔的每一基站均连接到一EMX120交换机（Motorola公司产品，说明见Motorola    Service    Pubications，Schaumburg，IL.出版的Motorola    Instruction    Manual    No.68P81054E59）。EMX120，更具体说是EMX120中的三组电路（图中未示出），是各网孔内的基站与地面通信系统公共电话交换网（PSTN）间的接口。此EMX120 也用作一蜂窝式通讯网内各基站之间的中继站。例如，当用户在整个源单元100区域内移动时，基站130不间断地监视用户125所接收到的信号强度指标（RSSI）。在用户125离开基站130时，用户125的RSSI最终会降至转接阈值信号以下。源基站130通过EMX120发送一包含有源RSSI测定值的信息给所有相邻的网孔（在这里举例中仍然只谈及相邻网孔105和110）。如果目标基站135、140接收到用户125发射的信息，而且符合特定网孔105、110的通信过区切换标准，那么目标基站135、140就将发给EMX120一响应信号通知这一情况。如果目标基站135，140所测得的RSSI加上某种滞后值（hysteresis    Value）大于源基站130所测得的RSSI，目标工作站135，140就满足通信过区切换标准。这一滞后值是相邻基站135，140用来考虑此目标基站135，140相对于源基站130的实际分布位置间的差异的。

此时，EMX120确定目标网孔105和110中哪一个是较好的过区切换对象。比如说，如果网孔105中的目标基站135的RSSI测量值加上滞后值较之网孔110中基站140的这一值大的话，网孔105就将是较好的过区切换对象。在这种情况下，EMX120就发出一响应信号给网孔105中的目标基站135，以确定该处是否有一空间的通道可作通信之用。如果有的话，目标基站135就要安排该通道，开始发送消息，并通知EMX120有关此通道和SAT的信息。EMX120将这一通道和SAT信息转送给源基站130，源基站130指示用户装置125调谐到该新通道，并将SAT改成为SAT₂，而后用户125即开始与网孔105中目标基站135进行通信。此时， 通过SAT₂的使用，便确定用户125已经到达网孔105。

每一基站130、135、140、145和150均包含有多个发射器和接收器，用于在至少一双工信号通道和多个双工声音通道上工作。一个普通的系统采用Motorola    Instruction    Man-ual    No.68P81058E32-A（由Motorola    Seruice    Publications，Schaumburg，IL，1989年出版）中所介绍的发射器和接收器。图2总体地描述了一基站内的发送接收器及相应的控制硬件。一基地控制器（BSC）200通常由4个插件组成，提供各网孔内的基站130、135、140、145和150与EMX120间的接口。一个BSC200具有一网孔地点控制器（CSC）203，一声音通道控制器（VCC）212，一信号通道控制器（SCC）206，和一扩展多端接口（EMPI）（图中未示出）。采用相同的第二组插件可为BSC提供备用设施。这些插件共同完成声音通道分派、信号通道控制、运行监控、以及其它种种控制功能，以便由EMX120用来启动呼叫，确定通道分派，和作出过区切换的决断。

VCC212控制主声音发射接收器222-225及扫描接收器221。图3总体描述可用来实现本发明的VCC212的方块图。中央处理单元（CPU306）可以是例如Motorola公司的微处理机MC6809。这一CPU306按照存放在RAM及EPROM312中的程序步骤控制主声音通道发射接收器222-225及扫描接收器221。在本发明的一个无备用结构中，VCC212可以控制多达30个射频设备通道和一个利用SSDA的扫描接收器，声音发射接收器接口320，和扫描接收器接口322。信号数据的编码和译码通过SSDA308及 信号编码和复原接口318进行控制。由启动驱动器324来选择发射接收器，这是由CPU306通过外设接口适配器（PIA）314加以控制的。在需要两个VCC的冗余（备份）结构中，每一发射接收器（双端口化）均可与两个VCC通信。在正常操作情况下，每一VCC实际各控制一半通道，但与另一半交换控制和状态信息。与一备用CSC的接口是通过ADLC304来完成的。

从用户装置125发射的信号通过一矩阵射频（RF）控制板（图中未示出）进入声音发射接收器222-225中的一个。图4描述用以解调从用户125所发射信号并判断该信号的信号品质参数或信号强度指标（SSI）的接收器硬件的总体原理图。如图4所示，此接收器为了实现分集接收的目的而设有偶信号和奇信号作为输入。偶混频/中频（IF）板405接受偶信号，而奇混频/中频（IF）板410接受奇信号。此二混频/中频板405、401均有一来自一侧步合成器400的输入，该合成器用作混频所需的第一本地振荡器（LO）。一注频/放大板415为每一混频/中频板提供另一输入，并用作为混频所需的第二LO。IF    IC445，450（在本优选实施方案中为Signetics公司的部件产品TDA1576）提供限幅、积分检波并放大以产生一音频输出信号，这一信号经进一步放大后被馈送到音频控制板420进行处理。SSI检波由IF    IC445，450内部的电路及分立元件SSI检波量程扩展电路完成。IF    IC445，450输出分别给出线性SSI信号。这些SSI信号被送至音频控制板420，在此被用来驱动分集交换机425，然后被用来打开/关闭音频交换机430。来自音频交换机430的输出即为代表来自用户125的信息的音频信号。此音频信号经由通常的电话线路输出到 EMX120。

在用户125到达源网孔100的边界时，如用户125进入相邻的目标网孔105，就要进行通信转换 或过区切换。当过区切换出现时，有可能因目标通道SAT失误而产生噪音。当系统中存在因与所到达的移动装置同样的SAT音频而相冲突时，即会出现目标通道SAT失误。例如，图1中网孔155具有与网孔105同样的SAT音频、SAT₂，因此，如果网孔155中基站135发射的信号传播到网孔105中基站135能接收到地点时，该发射信号就很有可能将基站135的接收机中的音频线路开通。由于频率复用、中间调制失真及邻接信道干扰等会发生其它各种不希望的信号。此干扰源可能使得目标通道上的SAT检波器产生错误的SAT指示，SAT失误在期望中的移动装置到达通道之前就将目标通道上接收音频打开，并将噪音引入过区切换过程中。

再回到图2，声音接收发送器222-225通常按照两种情况之一对声音通路进行静噪。第一种情况是硬件控制。在声音发射接收器222-225不再检测SAT时，接收声音通路即通过打开音频交换机430来进行静噪。第二种情况是一软件控制的交换机。在音频交换机430被打开时，声音发射接收器218中的声音通路被静噪。此交换机超脱于硬件SAT检波状态。因而，声音发射接收器222-225中的声音通路能被迫静噪而不管SAT状态如何。这种功能为按照本发明解决目标通道SAT失误问题提供了基础。BSC200中采用了一种具有在干扰源信号和目标通道中所期望移动装置之间进行区分的算法。结果，声音发射接收器222-225中的声音通路将保持被静噪，直到确定出所期望的装置已到达通道为止。

在这种情况下，音频交换机430将被关闭，而声音发射接收器222-225中的接收声音通路将根据硬件SAT检测状态被打开和被关闭。

按照本发明，在过区切换中噪音干扰被降低的情况如下。通过用于SSI的源基站130连续地监视用户125。网孔100中的基站130具有将网孔100与其周邻的网孔区分开来的SAT₁。当基站130所测得的SSI降至过区切换阈值以下时，基站130向EMX120发送一过区切换请求消息。EMX120则分别发送一消息到邻接的网孔105、110中的目标基站135、140。源网孔100周围邻接的网孔接收过区切换测定请求消息。接着，基站135、140对用户125发射的SSI进行测量，并判定是否符合过区切换标准。例如说，如果网孔105中的基站135符合过区切换标准，基站135将发送一响应信号到EMX120通知此事。假如目标基站并非此时过区切换的候选对象，它们的就不响应EMX120。

此时，EMX120向最佳候选目标基站135发送一消息，要求其判定是否存在有一空闲通道。如果确实存在这一空闲通道，此目标基站135即回送给EMX120一个含有该空闲通道信息的包括通道频率和STA₂在内的消息。为完成过区切换过程，EMX120将此空闲通道信息发送给源基站130，它再将此信息播发给用户125。用户125将调谐到此新的通道频率上，将SAT由SAT₁改变成SAT₂，并开始与网孔105中的目标基站135通信。EMX120中的三方电路（图中未示出）将地面链路连接由源基站130的声音通路交换到目标基站130的声音通路上，以完成过区切换。

以前，进行过区切换是不管空闲的目标通道的声音通路的状况如何的。如果该声音通路被打开，在过区切换期间鉴频器噪音会经由上 述三方电路（图中未示出）加进通话之中，而对使用方产生有害的噪音震声。根据本发明，目标基站135使该声音通路静噪，判定所选空闲目标通道的声音通路是否通过检测一带有共用SAT的不希望的信号而被打开，如果是这样，就利用用户125发射的SAT和RSSI来打开声音通路进行过区切换。

如果最近的空闲目标通道SAT状态送回一肯定的SAT指示，则在此空闲目标声音通道上存在有一干扰源。在出现这种情况时，VCC212将启动两项并行操作：SSI鉴别暂停和SSI鉴别作业。SSI鉴别暂停是为保证该空闲目标通道的声音通路不再保持静噪的一个安全阈限。这一作业仅仅在干扰信号的SSI很强和BSC200不能将干扰源从所期望的用125的发射信号中区别开来时才执行。此暂停时间长短表明达到最坏情况的时间，在本优选实施方案中可以在300-2000毫秒的范围内。

SSI鉴别作业由VCC212周期地运行，以检验用户125发射的SSI。SSI鉴别作业是为了提供对用户125已经到达或已经开始在目标通道上进行通讯的可靠的把握性。如图4所示，SSI由混频/放大板405，410所确定，并被送至音频控制板420，在此这一信息被导引到声音发射接收器222-225之一中的数据分配板435。此数据分配板435用作声音发射接收器222-225与VCC212之间的接口点。VCC212将用户SSI与加有一由上级站加入的SSI偏移值的干扰源SSI进行比较。此由上级站加入的SSI偏移值被贮存在RAM和EPROM312内，它一般表示高达7dB的对信号强度偏差的补偿。这种补偿在未来的设计中可能要更高些。

如果VCC212判定出用户SSl大于加有此由上级站加入的SSI偏移值的干扰源SSI，则取消SSI鉴别暂停，而VCC212向目标声音发射接收器发送一停止静噪的消息。这一消息使得目标声音发射接收器发出的第一个实际SAT更新消息能将一个过区切换完成消息送给EMX120。如果SSI鉴别暂停过程在VCC212确定用户SSI大于加有由上级站加入的SSI偏移值的干扰源SSI值之前就结束了，VCC212发送给目标声音发射接收器同样的终止静噪消息。这一消息仍然使来自目标声音接收发射器的第一实际SAT更新消息将过区切换完成的消息送给EMX120。

图5总体说明根据本发明基站135在过区切换期间为降低噪音干扰所采取的步骤的流程图。这一过程始于步骤500开始，在步骤503接收一所期望的RF信号，该信号上调制有至少音频信号和一覆盖区域识别值。而后在步骤506，基站135将该所期望的RF信号解调以得到表征至少该音频信号和该覆盖区域识别值的信号，并在步骤509确定该所期望RF信号的信号品质值。步骤512给出一预定的覆盖区域值，并在步骤515将其与被解调的覆盖区域识别值相比较。在步骤518，基站135关断被转接的声音通路;在步骤521判定何时此被转接的声音通路已被一不希望的RF信号所打开;并在步骤524，当该被转接声音通路已经为一不希望的RF信号所打开时，响应步骤509所确定的信号品质和步骤515的比较结果，将该被转接的声音通路打开。

图6总体说明按照本发明的一个基站为证实一移动装置到达目标通道所执行步骤的流程图。此过程始于步骤600，从选择一目标基站135处一目标通道开始。在步骤603，基站135维持一软件 静噪，并在步骤606，于对发射接收器222-225的SSI和SAT作“抽点打印”或轮询之前，等待最长可至250毫秒;在步骤609进行检测，以确定在抽点打印期间是否出现有SAT。如果没有出现，基站135就在步骤612设置一最佳条件到达暂停，并在步骤615执行另一次检测，以确定是否此暂停已经届满。如果已届满，在步骤618终止软件静噪，过区切换正常进行。如果该暂停尚未届满，步骤615的检测被重复进行，直到其届满为止。

如果在步骤609中抽点打印期间出现了SAT，在步骤621设定SSI鉴别的暂停，并调用存放在VCC212的RAM与EPROM312中的状态算法或SSI鉴别作业。在步骤624执行检测以确定该SSI鉴别暂停时间是否已经届满。如果已经届满，在步骤618终止软件静噪。如果尚未届满，在步骤627执行检测，以确定所抽样得到的SSI是否大于或等于加有某一变因数△的干扰源SSI。如果为否，过程就回到检测步骤624，以确定该SSI鉴别暂停时间是否已经届满。如果抽样得到的SSI大，基站在步骤633确定该抽点打印操作是否具有一良好的SAT。如果不是这样，重复进行测试步骤624。如果是这样，在步骤618终止软件静噪，过区切换过程正常进行。利用这些步骤，就可以降低过区切换过程中以噪音震声形式出现的噪音干扰。

Claims (5)

1、在通信过区切换过程中采用降低噪音干扰的接收机的基站，此基站被用于蜂窝无线电话系统中，该接收机具有传送至少一个音频信号到一目标电话系统的转接声音通路，此基站的特征是包含有：

用于接收一其上调制有至少该音频信号和一覆盖区域标识参数的所需射频信号的装置；

与所述用于接收的装置相耦合的、用于解调所述所需射频信号以产生代表至少该音频信号和所述覆盖区域标识参数的信号的装置；

与所述用于解调的装置相耦合的、用于确定所述所需射频信号的信号品质参数的装置；

用于提供一预定的覆盖区域参数的装置；

与所述用于解调的装置和用于提供预定参数的装置相耦合的、用于将所述被解调的覆盖区域标识参数与所述预定的覆盖区域参数进行比较的装置；

与所述用于比较的装置相耦合的、用于关闭该声音通路的装置；

与所述用于比较的装置相耦合的、用于确定所述转接声音通路何时已被一不期望的射频信号所打开的装置；和

与所述用于比较的装置和所述用于确定转接声音通路的装置相耦合的、用于在所述转接声音通路已被一不期望的射频信号所打开时，响应所述用于确定信号品质参数的装置和用于比较的装置，将该转接声音通路打开的装置。

2、权利要求1中的基站，其特征是所述用于确定的装置还包括用于提供至少一个通信过区切换阈值的装置。

3、权利要求2中的基站，其特征是所述用于将转接声音通路打开的装置还包括当所述信号强度参数大于所述至少一个通信过区切换阈值和当所述被解调的覆盖区域识别参数基本上等于所述预定的覆盖区域参数时，将该转接声音通路打开的装置。

4、权利要求1中的基站，其特征是所述用于比较的装置还包括将所述被解调的覆盖区域识别参数与至少第一、第二和第三预定覆盖区域参数之一相比较的装置。

5、一种用于在一基站中进行通信过区切换期间降低噪音干扰的方法，该基站被用于一蜂窝无线电话系统中并配备有一个带有传送至少一个音频信号到一目标电话系统的转接声音通路的接收机，此方法的特征是包括下列步骤：

接收一其上调制有至少该音频信号和一覆盖区域标识参数的所需射频信号;

解调所述所需射频信号以产生代表至少该音频信号和所述覆盖区域标识参数的信号;

确定所述所需射频信号的信号品质参数;

给出一预定的覆盖区域参数;

将所述被解调的覆盖区域标识参数与所述预定的覆盖区域参数进行比较;

关闭该转接声音通路;

确定所述转接声音通路何时已被一不期望的射频信号所打开;和

在所述转接声音通路已被一不期望的射频信号打开时，响应所述确定信号品质参数的步骤和所述比较步骤，打开该转接声音通路。

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