CN1094202A

CN1094202A - 在无线电通信系统中减少控制信道业务量的方法

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Publication number: CN1094202A
Application number: CN94100619.0A
Authority: CN
Inventors: 鲍尔·M·伊瑞科森; 泰莫斯·J·威尔森
Original assignee: Motorola Inc
Current assignee: Motorola Solutions Inc
Priority date: 1993-01-12
Filing date: 1994-01-11
Publication date: 1994-10-26
Also published as: TW237586B; IL108181A0; AU5986494A; WO1994016529A1

Abstract

在无线电通信系统内减少控制信道业务量的方法中采用了确定寻呼区的方案。根据本发明，为每一覆盖区的固定终端提供一个记录。这些记录的元素包括有关定位区的标识以及支撑性覆盖区的标识。它们合起来确定了一个寻呼区。固定终端发送记录元素，而移动电话对其进行检索，然后确定它是否仍在与其最近登记过的定位区相应的同一寻呼区内。因此，每次当移动电话从某一定位区移动到另一定位区，它不需重新登记。

Description

本发明一般涉及无线电通信系统，具体地涉及到那些其无线电通信时时受到达到不希望的程度的同信道干扰的系统。

在电信领域中，无线电通信系统是熟知的。这类无线电通信系统（例如Motorola的高级移动电话系统或“AMPS”）利用许多无线电收发现场（site）对广大的城市或农村地区提供无线电通信服务。在一个具有许多复盖区的系统中，需要识别此复盖区（即现场），在其中信号能到达通信单元（即无线电）以启动（即传送）或终止（即接收）一个呼叫。有许多技术可用以完成现场的识别：例如，要求无线电话每次漫游到一个新的复盖区时，即报告其位置;或另一方面，要求固定终端（现场控制器）向每一复盖区送出位置请求消息（即寻呼），一直到无线电话被定位为止。但两种技术都证明对具有许多小复盖区的通信系统是无效的。因此，通常的作法是明确一些定位区（location area），每一定位区包括许多复盖区，并要求移动电话在从一定位区移动到另一定位区时报告其位置的改变。在上述程序下，系统通过首先向目标移动电话最近登记过的定位区内的每一复盖区送出定位请求（即寻呼），以完成到目标移动电话的一个呼叫。因此，具有对移动电话可能位置的精确估计是对呼叫的顺利完成具有决定性意义的。遗憾的是，当移动电话漫游到接近定位区的边界时，这种过程产生一个在本技术领域内称为“打颤”（chatter）的重复出现的问题，也即在两个或更多的定位区内交替登记的问题。第二个问题是同信道干扰的问题，其与“打颤”的关系将在以下讨论，它是在一较大的地理区域内伴随重复使用频率的系统的特性。

为了进一步弄清上述问题，下面将描述设计蜂窝式通信系统的一些制约。图1示一简单的蜂窝式通信系统的图示表示。图1中的系统通常称为“3/3重用系统”（即具有一个系统复盖模型（Pattern）它包括多个相邻的重用模型，每一重用模型有三个现场，并且每一现场有三个明显的120度复盖区）。举例而言，由粗实线表示的本地重用模型101包括同样划分的六边形现场103-105，每一现场，如103现场，有三个定向天线用于现场内的三个复盖区。此外，每一复盖区使用不同的无线电频率如图1所示，从数字1到9。

在重用模型101内，每一频率只使用一次，以致该区域内没有同信道的干扰源。但由于相邻模型采用了同样的频率（即频率1-9），因此在整个业务区100内，同信道干扰就成为一个问题。例如，图1所示的复盖区111和112都在现场和移动电话的通信中使用频率‘1’。确实，图1所示频率“1”的使用出现了4次（当然，在整个业务区内该模型重复出现）。距一工作现场（如复盖区111）相同远处重用的出现称为第一层同信道干扰。当然，因为模型是从每一现场向外重现，所以在较远距离会有较高阶（即二阶、三阶等）的干扰。此外，因为第一层的干扰最靠近上述现场，所以它们通常是最强的干扰。因而，此外将只讨论第一层的干扰。应当指出在许多情形下，1-9所标识的频率通常是双工制的频率，一个由地面站到移动装置，另一由移动装置到地面站，正如同现今所用的典型的蜂窝式通信系统的情形。

当然，有许多重用模型可供选择，而这种选择基本上确定了系统容量和无线电通信的性能。例如，选择一个大的重用因数（即在一个重用模型中的复盖区的总数）将产生一个具有最小同信道干扰的系统，但可利用的通信信道却为有限。此外，它限制了在给定现场可供调度的频率数量。举例而言，考虑一提供189对频率的业务;一个3/3重用模型（即重用因数为9）能在每一复盖区调度21（即189/9）对频率，这就在每一复盖区同时适应许多用户。相比之下，一个3/7的重用模型（即重用因数为21）在每一复盖区只能调度9（即189/21）对频率，这就只服务于较少的同时工作的用户。

除容量限制外，无线电通信系统也必须设计成为用户（即移动电话持有人）提供可以接受的性能水平。对这类系统常用的性能指示是载扰比（C/I比），它一般作为对某一特定信道上同信道干扰效应的定量表示。也即，C/I必须超过一最低阈值以保证足够的系统性能。遗憾的是，通过减小重用因数来增大C/I比值，将如上所述，导致系统容量的减小。因此，系统设计师在努力寻求一种能提供可接受的C/I比，并同时提供足够使用容量的重用模型，但这样作，通常导致这样一个重用模型，它在相邻复盖区的边界上显示出如文中所述的，只是临界的C/I性能。

工作在靠近两个相邻复盖区边界上的移动单元接收到具有接近工作阈值的C/I值的信号。因此，移动电话在两个不同复盖区间有“打颤”的倾向（从一现场到另一现场的运行反复切换）。如果这些复盖区属于同一定位区，这种特性不影响性能。但当边界在属于两个不同定位区的复盖区之间时，“打颤”将在移动电话中产生一个音量很大的定位爆裂声，从而当移动电话企图得到一个稳定的登记位置时，增大了控制信道的业务量。当然，这种增大的业务量降低了系统的效率，并恶化了系统的性能。

对常规的模拟式蜂窝系统可行的一种解决问题的办法是为控制频率选择一个重用模型，以及为载频/声频信道选择一个第二重用模型。通过在控制信道中采用一较大的重用因数，就能在系统中设计额外的C/I极限值以及较大的滞变回线（在获得信号前用较低的C/I阈值，而在此后则用较高阈值），这就允许移动电话在一特定的控制信道上停留较长时间。在这种情况下，由于控制信道只构成总信道数的一部分，低效率的频率重用所引起的损失将为最小。

遗憾的是，上述解决问题的方法不能用在现代的时分复用（TDM）系统上，这种系统中许多逻辑信道共用一个单频率对。也即，在时分复用系统中，控制信道的信息和声音信道的信息在同一载频的不同的时隙中互相交织，只是在重现的时帧内暂时分离。由于在每一复盖区的一个频率对都载有控制和声音业务量，所以在时分复用系统中，不可能为控制和声音信道选择不同的重用模型。

因而，需要有一个减小控制信道业务量的方法。这种业务量至少部分地由无线电通信系统中的同信道干扰所引起的。

图1示一个在本技术领域内为熟知的无线电通信系统的复盖模型;

图2示一个无线电通信系统的复盖模型，其运行参数根据本发明而定出;以及

图3示根据本发明的无线电通信运行的流程图。

本发明提供一个减小移动通信中不希望有的“打颤”效应的方法，此打颤是由于移动电话在靠近两个或多个相邻定位区的边界上企图进行登记所产生的。也即，本发明用于降低当移动电话在定位区边界附近漫游时所另外产生的定位爆裂声（即登记请求）。应当指出，尽管本发明将用频分复用（FDM）的调制电路加以说明，但它在更现代的时分复用通信系统中将会找到特别的用途。

如图2所示，通信业务区200包括多个定位区，例如定位区210（由粗实线标出）。定位区210包括复盖区212-215。这个4个复盖区可用一个在六边形复盖区中心的“现场”来概括。此现场可包括一全向天线。为了方便在整个业务区200的通信，将定位区标识通过每个覆盖区（212-215）的控制信道广播给移动电话。此外，一个新的子区，例如寻呼区240是每个定位区所确定的。它包括与相应定位区相关联的复盖区，以及许多其它复盖区（例如，由复盖区250-259的外边界虚线所标出）。这些复盖区在此称为支撑性（supported）的复盖区，可以与和相应定位区（如定位区210）相关联的复盖区共享同一边界（即邻边界）或其它预定数量的地理区域。虽然图2只示出一个这类的寻呼区，但在最佳实施例中，在整个业务区200中确定了多个寻呼区。

本发明采用了一种配置方案，即，寻呼区-每个都如前所确定，与一个定位区相关联-相互之间有重叠。这样的配置保证每个定位区的复盖区的外边线（即边界）相互间不重合。〔注意到在现有技术的系统中，根据定义在相邻定位区的“周界”上会产生重合的边界。前述问题就是这种情况的主要结果〕。因此，当移动电话移动到其前一次登记的定位区以外时仍不需重新登记。

为了方便对寻呼区内复盖区的识别，在相应于每个复盖区的固定终端（如主现场控制器）的存储器中保存一个具有一个或多个元素的记录（即清单）。特别是，具有一个记录入口，以识别与对应所述记录的复盖区地理上相邻的至少一个复盖区相关联的每个定位区。也即，记录中包括一个识别在其中移动电话能接收到一个寻呼（即呼叫）的所有定位区的清单。用这种方式，为每一相应的定位区并因而为与之相关联的每个复盖区明确了其寻呼区域。在最佳实施例中，第一元素识别与下一个所关心的复盖区逻辑上相关的定位区。下一个元素包括了邻近支撑性定位区的标识，例如与所关心的复盖区相邻的复盖区相关的那些定位区。为了说明，表1提供了一个有代表性的清单示出了图2所示的三个复盖区，即复盖区213，214，253的相关的定位区及支撑性定位区。

表1

CA213 CA214 CA253

Claims

1、一种减少由不希望有的同信道干扰引起的控制信道业务量的方法，在一个无线电通信系统中，用于向整个业务区的多个无线电提供无线电通信业务，所述业务区包括多个定位区，每一定位区与多个复盖区相关，所提供的无线电通信的特征在于：服务与不同定位区相关的复盖区的控制信道间同信道干扰的程度，

所述方法包括以下步骤：

A)确定一个相应于定位区的寻呼区，使该寻呼区包括相应定位区所关联的复盖区以及许多支撑性的复盖区；

B)为每一复盖区提供一个记录，该记录具有包括有关定位区的标识以及每一支撑性定位区的标识的元素；以及

C)传送记录中的元素到至少许多无线电中的第一个。

2、如权利要求1中所述的减少控制信道业务量的方法，其中步骤B包括：

B1）识别那些与复盖区相关的支撑性定位区，这些复盖区与相应定位区所关联的那些复盖区共享预定数量的地理区域。

3、如权利要求1中所述的减少控制信道业务量的方法，在许多无线电中还包括下列步骤：

D）为第一定位区存储一个标识;

E）接收记录中的元素;并且

F）将存储的标识与记录中的每一个元素进行比较。

4、如权利要求3中所述的减少控制信道业务量的方法，其中D步包括：

D1）识别所述的第一定位区为无线电最近登记过的一个定位区。

5、如权利要求3中所述的减少控制信道业务量的方法，在许多无线电中还包括下列一步：

G）当储存的标识与记录中的一个元素不相符时，用第二定位区登记。

6、如权利要求5中所述的减少控制信道业务量的方法，在许多无线电中还包括：

H）更新存储的标识以与第二定位区的标识相符。

7、如权利要求3中所述的减少控制信道业务量的方法，其中D步包括下列一步：

D1）从控制器中接收所述第一定位区的所述标识。

8、一种减少由不希望有的同信道干扰引起的控制信道业务量的方法，在为一业务区提供无线电通信业务并包括一控制器的无线电通信系统中所述业务区包括多个定位区，每一定位区具有与之相关的多个复盖区，所提供的无线电通信的特征在于，服务与不同定位区相关的复盖区的控制信道间的同信道干扰的程度，

所述方法包括以下步骤：

在控制器;

A）确定一个对应于每一定位区的寻呼区，使每一寻呼区包括相应的定位区以及许多支撑性的定位区;

B）为每一复盖区提供一个记录，该记录上具有包括每一个有关复盖区的标识以及每一支撑性复盖区的标识的元素;

C）发送记录中的元素到至少多个无线电中的第一个;并且

在多个无线电;

D）存储该无线电目前所登记的定位区的标识;

E）接收记录中的元素;并

F）将存储的标识与记录中的每一元素进行比较。

9、如权利要求8中所述的减少同信道干扰的方法，在无线电还包括下一步;

G）当存储的标识与记录中的一个元素不相符时，用第二定位区登记，并更新存储的标识以与第二定位区的标识相符。

10、一种减少由不希望有的同信道干扰引起的控制信道业务量的方法，在一个时分复用（TDM）无线电通信系统中，包括控制器用于在业务区内提供无线电通信业务，所述业务区包括多个定位区，每一定位区具有与之相关的多个复盖区，所提供的无线电通信的特征在于，服务与不同定位区相关的复盖区的时隙中的同信道干扰的程度，

所述方法包括以下步骤：

在控制器;

A）确定一个对应于每一定位区的寻呼区，使每一寻呼区包括相应的定位区以及多个支撑性的定位区;

B）为每一复盖区提供一个记录，该记录具有包括每一有关复盖区的标识以及每一支撑性复盖区的标识的元素;

C）发送记录中的元素到至少多个无线电中的第一个;并且在多个无线电;

D）存储该无线电目前所登记的定位区的标识;

E）通过当前控制信道接收记录;并

F）将存储的标识与记录中的每一元素进行比较。