CN1109477C - 使用功率限制的信道分配方法 - Google Patents

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Abstract

在信道分配中，目标是尽可能有效地利用可用频谱，将信道分配到所需的连接，使得这些信道彼此间的干扰不会过大。本发明给出了一种方法，该方法基于时间阻塞使用不同发射功率的连接的发送，从而进一步改进信道的分配。

Description

使用功率限制的信道分配方法
技术领域
本发明涉及在采用时帧结构信道的系统中蜂窝无线网络的信道分配。
背景技术
在移动通信系统中，移动台和基站可以通过称为无线接口的信道建立连接。系统总是分配特定频率区域以供使用。为了使有限频段上的移动通信系统具有足够的容量，已经投入使用的信道必须被多次使用。为此，系统的覆盖区域被划分成由单个基站的无线覆盖区形成的小区，这正是该系统为何通常被称为蜂窝无线系统的原因。
图1示出了已知移动通信系统的主要结构属性。该网络包括多个互连的MSC(移动业务交换中心)。移动业务交换中心MSC可以与其它移动业务交换中心MSC或其它电信网，例如ISDN(综合业务数字网)，PSTN(公用电话交换网)、因特网、PDN(分组数据网)、ATM(异步传输模式)或GPRS(通用分组无线业务)，建立连接。多个基站控制器BSC连接到移动业务交换中心MSC。每一个基站控制器连有多个基站BTS。基站可以与移动台MS建立连接。网管系统NMS可以用于从网络收集信息，以及改变网元的程序。
基站和移动台之间的空中接口可以以若干不同方式划分成多个信道。已知的方法至少有TDM(时分复用)、FDM(频分复用)和CDM(码分复用)。TDM系统中可用的频段被划分成连续时隙。特定数量的连续时隙形成了定期重复的时帧。信道由时帧中使用的时隙定义。在FDM系统中，信道由所用的频率定义，而在CDM系统中，信道由所用频率跳频模式或散列码定义。上述划分方法也可以组合使用。
图2示出了已知FDM/TDM划分的一个例子。在该图中，频率位于垂直轴，时间位于水平轴。可用频谱被划分成6个频率F1-F6。此外，每个频率所形成的频率信道被划分成16个连续时隙所形成的重复时帧。信道总由时帧中采用的频率F和时隙TS对(F，TS)来定义。
为了使容量最大，必须在彼此尽可能靠近的小区中重用信道，信道重用受网络中的连接彼此引起的干扰限制。
图3示出了同时进行的连接彼此引起的干扰的出现。在该图中，三个移动台MS1，MS2和MS3与基站BTS1，BTS2和BTS3通信。基站BTS1接收的信号包含移动台MS1发送的信号S1，由实线表示，其功率取决于移动台MS1所用的发射功率和移动台MS1和基站BTS1之间的无线路径上的衰落。无线路径衰落一般比基站和移动台之间的较短距离要小。除了信号S1之外，基站接收的信号还包含移动台MS2和MS3所发送的信号引发的信号分量I21和I31。如果没有将分量I21和I31从基站接收的信号中滤去，那么它们会引起接收中的干扰。相应地，移动台MS1所发送的信号引发了基站BTS2和BTS3接收的信号中的信号分量I12和I13，这些信号分量会引起接收中的干扰。相似类型的分量也会在移动台从基站接收的信号中出现。
如果信号分量I21和I31与信号S1位于同一信道，那么无法通过滤波将其除去。干扰也可能由不是出现在同一信道，而是出现在其它信道的信号引起。例如，在采用FDM频分的系统中，在频率方面彼此相邻的信道总是稍有重叠，以尽可能有效地利用频谱，这导致接收干扰也会来自于相邻信道上的信号。相应地，如果采用码分CDM，则使用非常相似的码的连接彼此也会引起干扰。但是，其它信道上的信号引起的所谓邻道干扰远远小于同一信道上相同功率信号所引起的干扰。干扰也可能受例如采用频率或时隙跳频的影响。在频率跳频中，连接所用的频率是经常变化，从而连接彼此引起的干扰将被平均化。在时隙跳频中，连接中使用的时隙也经常变化。如果采用频率或时隙跳频，那么单个连接所承受的干扰不会比其它连接差得多，所有连接承受的干扰相差无几。
因此，连接彼此引起的干扰幅度取决于连接所用的信道，连接的地理位置和所用的发射功率。这些可能受不同小区信道的系统分配的影响，以及受将干扰考虑在内的发射功率控制的影响。
信道分配的一个目标是将信道分配到所需的连接，使得这些信道都可以在同一时间使用，同时保证可以接受的信号质量。本申请中描述的本发明涉及，但不局限于固定信道分配FCA，其中通过所谓的频率规划预先将所需数量的信道分配给每个小区。在频率规划中，确保工作在不同小区中分配的信道上的连接彼此的干扰不会过大。对干扰控制而言，规定了每个小区中基站允许的发射功率的最大限制。可以重用同一信道，使得CIR(C/I，载波干扰率)保持可以接受的距离被称为干扰距离，而同一信道重用的距离被称为重用距离。
相同频率按照所谓的重用模式重用。如果采用FDM/TDM划分的信道结构，那么典型的重用模式规模是7、9和12个小区，换句话说，每隔8个小区或11个小区重用相同频率的模式。图4示出了重用模式规格为9个小区的一个例子。在图4中，频率被划分成9个类别1-9。在该图中除了小区之外，还示出了为每个小区分配一个频率类供其使用。只有属于分配给该小区使用的频率类的那些信道才可以在该小区中使用。
可以例如采用定向天线或减少FDM/TDM信号对CIR比率的要求，使重用模式更为稠密。例如通过采用跳频或CDM类型的散列码，或者采用更为高效的信道编码来改进信号的频谱特性，可以降低CIR网络所要求的载波干扰比。
处理FCA之外的其它信道分配方法至少有DCA(动态信道分配)和组合FCA和DCA得到的HCA(混合信道分配)。在1996年6月的IEEE Personal Communications，第10-31页，I.Katzela和M.Naghshineh的文章：“Channel Assignment Schemes for CelluarMobile Telecommunicaiton System：A Comprehensive Survey”中对不同的方法进行了非常粗略的描述。
业务量的划分使得小区中一些移动台靠近基站。在这些移动台和基站之间的连接上，信号的衰落一般比基站和远离基站的移动台之间发送的信号要小得多。用于这些移动台和基站之间连接的信道的重用好于远离基站且连接承受较大衰落的移动台。实际上，蜂窝无线网络可以使用若干重叠的重用模式。这种信道分配方法被称为RUP(重用分割)。这些信道被划分成对应于不同重用模式的信道池。具有较低衰减，因而能够承受较高的干扰并对其它连接造成较少干扰的连接(一般是基站和位置靠近基站的移动台之间的连接)将使用稠密的重用模式。
利用高于所需值的载波干扰比CIR很难改进数字系统中的连接质量，只会不必要地增加对其它连接造成的干扰。因此，动态控制连接所用的发射功率较为明智。发射功率的动态控制旨在维持足够的连接质量，但同时使得所用的发射功率尽可能小。除了尽量减小干扰值所得到的容量优点之外，通过发射功率控制可以大幅度减少移动台的功率耗费。
所需功率取决于移动台和基站之间信道上的衰落，其它连接引起的干扰以及环境噪声。另一方面，通过增加第一连接的发射功率，可以改进连接的载波干扰比率CIR，但另一方面，会引起对附近的其它连接的额外干扰。其它连接的质量将因此受损。作为对增加的干扰和受损的质量的响应，其它连接会增加其自身的发射功率，这又导致了对第一连接的附加干扰。该情况在图5中说明。
图5考查了3个相互干扰的连接的功率控制。功率控制器PC1调整连接1的信号发射功率P1，使得接收方所检测到的信号质量保持在可以接受的范围内，前述信号质量主要取决于载波干扰比CIR。信号接收方所检测到的信号功率C1取决于发射功率P1，以及发送方和接收方之间无线信道对信号造成的衰落。该衰落一般随着移动台和基站之间的距离的缩短而减小。接收信号的干扰来自环境噪声N1和其它连接的发射机所引起的干扰I1。干扰I1取决于干扰发射机和接收方之间的无线路径上的衰落和发射机的发射功率P2和P3。接收机所检测的总信号S1由信号C1、干扰I1和噪声N1的和形成。如果根据接收的信号S1不足以重构信号C1中发送的信息，则功率控制器PC1将提升信号发射功率P1。相应地，如果功率P1可以降低，而仍足以重构发送的信息，则功率控制器将减小发射功率P1。功率控制器PC2和PC3以相同的原理工作。只有那些无线路径上的衰落非常小的移动台，以及那些通常靠近其基站的移动台需要较小的发射功率，它们对其它移动台造成的干扰小于那些衰落较大的移动台和通常离基站较远的移动台。
不仅可以通过系统信道分配和功率控制来减少干扰，而且还可以通过采用定向天线，在具有较低发射功率的接收机中实现相同的信号值来减少干扰。
连接质量不仅受指示无线信道质量的载波干扰比CIR的影响，而且还受对信道上发送信息信号的无线信道上产生的差错的敏感性的影响。在将信息发送到传输信道之前对信息进行信道编码和交织处理，并重传错误数据帧，使信息能够更好地容忍传输差错。
信道编码的目的是使信息传输能够更好地容忍传输差错，同时使传输差错能够被检测。在信道编码中，发送前的用户数据中加入了这种冗余度，从而信号接收端可以利用它矫正无线信道所引起的差错，以及检测无法矫正的差错。信道编码改善了干扰容忍性，但另一方面，它增加了信息传送所需的带宽。
无线信道上出现的比特差错一般是长度为若干比特周期的差错脉冲串。纠正单个比特差错总比纠正一串连续的差错比特要容易。通过比特交织可以大幅度减小出现多个连续差错比特的概率，在比特交织中，在无线路径上发送信号之前，以预定方式混淆比特的次序。在接收端将比特次序恢复到原次序时，带有无线路径上类似脉冲串的干扰所引起的差错的比特不再彼此相邻，从而可以容易地检测出差错并予以纠正。交织使得差错的纠正和检测更为有效，但另一方面，它引起了数据传输的附加时延。
在数字移动通信系统中，信息总是以帧的形式发送，如果发现数据帧出错，那么它在支持重传的系统中可以重传。利用更为有效的信道编码和重传，即使在较差的无线信道上也能够以足够低的差错将用户数据转发到接收方。重传的使用当然会增加信息传输的时延。
随着移动台用户数量的增加，要求较大带宽的那些应用，例如多媒体应用，变得更为普遍，现有技术的信道分配方法的效率不再令人满意。本发明的目的是使得信道分配更为有效，从而减轻该问题。该目的通过独立的权利要求书所描述的方法来实现。
发明内容
本发明的构思在于，针对时间阻塞需要使用的发射功率，从而优化网络干扰值。根据网络负荷，基于时隙确定该小区中每个频率的发射功率的限制。按照基站和移动台之间的连接所需的发射功率将时隙分配给这些连接。不同时隙的发射功率限制可以根据网络负荷动态改变。
本发明提供了一种在采用时帧结构的移动通信系统中的信道分配方法，该系统包括：
多个移动台；
若干基站以及由基站无线覆盖区域所确定的小区，从而为每个小区分配一组信道；
为每个小区分配一组载波频率供其使用；
利用信道建立小区中的移动台和小区基站之间连接，前述信道采用分配给该小区使用的某些载波频率，它至少由时帧结构中的时隙确定；
其中可以调整移动台和基站所用的发射功率，并且预先确定信道上可允许的最大传输功率；
该方法包括步骤：
以相对稠密的重用模式分配载波频率；
将使用同一载波频率的小区划分成多个类别；
在每种类别中，向属于该类别的小区分配信道，以便在该类别的不同小区中的连接同时以该最大传输功率使用相同的信道，从而使连接之间的相互干扰超过可接受的干扰；并且随后
在每种类别中，基于时隙调整属于该同一类别的小区的传输功率，并且使用该信道，以便对于每个时隙来说，仅在一个小区中允许以最大传输功率的传输，并且对于属于该同一类别的每个小区调整传输功率，从而具有各个时隙基础的传输功率限制。
本发明还提供了一种在采用时帧结构信道的移动通信系统中的信道分配方法，该系统包括：
多个移动台；
若干基站以及基站无线覆盖区域所确定的小区，为每个小区分配一组信道；
为每个小区分配一组载波频率，以及按照特定信道重用模式使用该载波频率组的信道供其使用；
利用信道建立小区中的移动台和小区基站之间连接，前述信道采用分配给该小区使用的某个载波频率，它至少由时帧中的时隙确定；
其中移动台和基站所用的发射功率可以调整；
该方法包括步骤：
将发射功率分成至少两个传输功率类别，其中每个类别包括使用同一载波频率的小区，并且预先确定每个类别的通用传输功率限制以及该类别可允许的最大传输功率；
在不同发射功率类别之间划分时隙；
在不同时隙中使用的不同信道重用模式，该信道重用模式取决于该时隙使用的发射功率类别；以及
指令连接使用该连接所需的发射功率的发射功率类别的时隙；
在不同小区的发射功率类别中，至少在某些时隙中建立比该类别的普通发射功率限制更为严格的发射功率限制，使得在以下小区中不会同时允许使用该类别允许的最大发射功率：在这些小区中使用同一时隙的连接在使用该类别允许的最大发射功率时彼此会引起最大的干扰。
在本发明的第一实施例中，首先按照小区的常规固定信道分配以相对较密的重用模式划分频率。采用相同频率的小区被划分成多种类别。阻塞类别间的功率使用，使得采用较高功率的连接不同同时发送。阻塞可以通过为每个时隙确定一个需要使用的发射功率限制来完成。发射功率上限的改变最好通过控制信道分配和功率控制的网元之间的协商来完成。
在本发明的第二实施例中，采用RUP过程在网络中形成多个不同规格的重叠重复模式，为每个模式确定发射功率的限制值。时隙在不同重复模式间划分。按照发射功率对待建立的连接进行分类。连接使用的发射功率越低，分配给该连接的时隙采用的重复模式就越稠密。不同小区中发射功率较高的连接采用较宽的频率重用模式在第一时隙中同时发射。发射功率较低的连接也在其它时隙中同时发送，但采用较密的重用模式。按照业务量需求在不同重复模式之间划分时隙。通过负责信道分配和功率控制的网元之间的协商来达成划分较为有利。
本发明的第三实施例是第一和第二实施例的组合。在该实施例中，首先按照发射功率将连接大致划分成多个类别，每个类别使用不同的频率重用模式。在这些类别中，按照发射功率排列每个小区中的连接，分配连接的时隙，使得在特定类别中，彼此邻近的小区中不会同时使用最高的发射功率。
附图说明
下面结合附图详细描述本发明，其中
图1示出了移动通信网结构的一个例子；
图2示出了将频谱划分成信道的一个例子；
图3示出了移动通信系统中的干扰信息；
图4示出了频率重用模式；
图5示出了发射功率控制；
图6示出了另一频率重用模式；
图7示出了按照本发明进一步划分的同一频率重用模式；
图8A，8B和8C示出了按照本发明第一实施例的信道分配方法；
图9A，9B和9C示出了按照本发明第一实施例的基于时隙的频率规划；
图10示出了两个重叠的重用模式；以及
图11示出了按照本发明第二实施例的不同重用模式之间的信道分配；
图12A和12B示出了相邻小区中不同重用模式之间一个频率的信道划分。
具体实施方式
在信道分配中，目标是在有限的频段上为尽可能多的连接提供充分良好的质量。本发明给出了通过阻塞发射功率使得信道分配更为有效的方案。下面详细描述了本发明在按照图2的FDD/TDD系统中的一个应用。
在本发明中，连接按照其功率需求排列。按照功率需求，分配时隙以供不同小区中的连接以阻塞方式使用，使得需要建立的连接之间的干扰尽可能地小。
在本发明的第一实施例中，首先以相对稠密的频率重用模式进行蜂窝网络的频率规划。可应用模式的一个例子在图6中示出，其中频率被划分成三个类别1、2和3，分配同一频率以在每隔两个小区中使用。作为一个极端的例子，甚至可以使用重用模式1，其中每个小区可以随意使用系统中可用的任何频率。但是，因为如此频繁重用的信道会引起彼此间相当大的干扰，所以所有小区中不能同时以最大功率使用频率。为此，不同小区中必须阻塞发射功率的使用。
以较密的重用模式进行的频率规划被进一步划分成子类。图7示出了一种设计，其中图6规划的频率类1、2和3都被进一步划分成3个子类A、B和C。
按照图8A、8B和8C阻塞不同类中功率的使用。图8A示出了子类A的小区中不同时隙中的发射功率限制。在时隙1中，小区中允许的最大发射功率可以用于子类A的小区。该时隙分配给该小区中承受最多衰落的那些连接。为其它时隙确定的允许功率低于时隙1中允许的发射功率。
图8B和8C示出了不同时隙中子类B和C的最大功率。在子类B中，时隙7中允许使用小区中允许的最大发射功率。而子类C在时隙13中允许使用最大发射功率。阻塞不同类的发射功率，使得在某一类中使用较高的发射功率时，其它类中相应使用相对较低的发射功率。
在图9A、9B和9C中考察了阻塞使用所具有的优点，这些图示出了不同时隙中实现的业务区，即其中实现的载波干扰比充分良好的区域。该图考察了仅属于频率类1的小区的业务区，但是其它小区类中的业务区的行为完全相同。
图9A示出了图8A、8B和8C的时隙1中的业务区。其中，A类小区中使用了较高的功率，而B和C类小区中使用的功率要低得多。在A类中，可以以允许的较高发射功率服务小区区域中的任何移动台。A类小区的较高功率会引起其它类小区中相当大的干扰，其它小区中发射功率也受限制。为此，这些类中的操作仅对移动台和基站之间的无线连接上的衰落比小区量度中使用的最大衰落小得多的那些连接有效。实际上，这意味着在B和C类中，图8A、8B和8C的时隙1仅由位于斜线覆盖区域中的那些移动台使用，该区域比小区的总区域要小得多。但是，如果在A类小区中使用最大功率，那么其它类中可以在约为总小区区域大小的一半的区域中建立连接。
随着A类小区发射功率的减小，该类小区对其它小区引起的干扰也会减少。这样，空闲的频谱可用于其它小区。在我们的例子中，通过提升B类小区的发射功率来利用空闲频谱。在图8A、8B和8C的时隙7中，B类发射功率处于其最大值，1类频率得到的业务区在图9B中示出。在该时隙中，可以在B类小区中服务整个小区区域。另一方面，B类小区在其环境中引起的干扰处于其最大值，为此A和C类小区中只能服务一部分小区区域。
图9C示出了图8A、8B和8C的时隙13中的业务区。C类小区使用较高功率，在该功率上可以从小区的任何部分向移动台提供服务。在其它类中使用较低的功率，利用该功率仅能服务小区区域的一部分。
作为阻塞功率使用的结果，小区基站在它们周围形成的干扰会周期性地升降。如果使用同一频率的相邻小区的发射在小区区域中引起的干扰值相对较高，那么该频率将用于无线信道对信号造成的衰落较小的那些连接。这种连接一般是基站和位于基站附近的移动台之间的连接。
最好按照连接所需的发射功率排列小区中需要建立的连接。从需要最高功率的连接到需要较低功率的连接分配从允许最高发射功率的时隙到允许较低发射功率的时隙。
按照本发明的方法可以利用信道中未使用的频谱。如果在某信道上不需要分配给该信道的整个发射功率，空闲的那部分将可以用于附近的其它小区。分析不同连接彼此引起的干扰幅度，可以确定其它基站允许的功率增加。如果增加的发射功率不会引起位于小区干扰区域中的其它小区的过大干扰，那么可以改变小区的发射功率限制。限制的任何改变可以通过小区自身和例如负责为估计在该小区的干扰区域中可接收的其它小区分配信道的网管系统NMS定义的那些网元之间的协商来商定。因为小区一般属于若干其它小区的干扰区域，所以小区的每个时隙总有多个有效的发射功率限制条件，允许最低发射功率的条件当然是一个限制条件。
可以为每个可用频率单独定义发射功率限制。相应地，不同时隙的相同的发射功率限制可以用于所有频率，从而需要协商的信令变得更少。
在本发明的第二实施例中，按照发射功率需求将连接划分成两个或多个类别。将不同的时隙分配给不同的类别。每个类别使用不同的频率规划。因此，使用相当低的发射功率的时隙采用非常稠密的重用模式。类似地，使用较高发射功率的时隙必须采用较稀疏的重用模式。
图10示出了使用两种频率重用模式的系统。在示出的频率规划中，第一时隙类采用了较稀疏的频率规划，其中频率被划分成9个类别1-9，而在第二时隙类中采用较稠密的频率规划，其中所有的频率都属于相同的频率类1’。这样，所有小区中的所有频率都以较稠密的频率规划方式使用。在采用较稠密的频率规划时，可以使用比采用较稀疏的频率规划时低得多的发射功率。在使用较低发射功率的情况下，无法为整个小区区域提供服务，而是仅为靠近基站的环形区域中的那些移动台提供服务。为此，位于小区区域周边的移动台的服务将需要每隔8个小区重用相同频率的较稀疏的重用模式。
根据频率将时隙分别划分成较高和较低功率的时隙。图11示出了一个小区S1中时隙划分的例子。每个频率的时隙被分别划分成较高和较低发射功率的时隙。较高发射功率的时隙位于所有频率时帧的开端。基于频率的较高和较低发射功率的频率数最好按照局部业务量需求来协商。图10的每隔8个小区重用相同频率的较稀疏的重用模式应用于较高功率时隙。对较低功率时隙而言，应用图10的每隔一个小区重用所有频率(频率1’)的较稠密的重用模式。在该图中从包括9个小区的较稀疏的重用模式中为小区S1分配了频率F3。
小区S1的需要较高发射功率的所有连接被引入频率F3的9个第一时隙。在较高功率时隙中，无法在频率F3之外的其它频率上在小区中发送。如果小区S1中没有需要较高发射功率的多个连接，那么尝试移动频率F3的较高和较低发射功率之间的边界。如果在小区S1的连接对其产生了干扰的那些基站中为较低功率分配的频率F3有空闲时隙，那么可以移动该边界。这种情况在图12A和12B中说明。
图12A示出了时刻T上小区S1中，以及例如由网管系统NMS定义的位于干扰距离之内的小区S2-S7中频率F3的时隙划分。按照图10，小区S2-S7是小区S1的邻接小区。按照该频率规划，频率F3仅用于小区S1的较高发射功率。在发射功率较低时，该频率可以用于所有小区S1-S7。在时刻T，划分这些时隙，使得时帧的头9个时隙可用于使用较高发射功率的连接。换句话说，在时隙1-9中，小区S1中使用较高的发射功率，而在小区S2-S7中禁止这些时隙的使用。时隙10-16是较低功率时隙。
在小区S1中，使用所有具有较高发射功率的时隙。在时刻T，该小区接收到需要较高发射功率的连接的连接建立请求。因为它当前的较高发射功率资源不足以生成新的连接，所以需要移动较高和较低功率时隙的边界。
在检测到需要移动较高和较低功率时隙的边界之后，负责位于小区S1干扰区域的小区的分配情况的那些网元检查干扰区域中的所有小区是否具有空闲的低发射功率容量。因为在每个小区S1-S7中发现了空闲的低功率容量，所以该边界可以向前移动一个时隙。在移动边界之后，不同小区中频率F3的分配情况如图12B所示。
图12B示出了时刻T+ΔT图10所示频率规划中小区S1-S7中频率F3的时隙的分配情况。根据图12B所示情况，较高发射功率时隙的数量已经增加了1，从而小区S1中现在可以在时隙1-10中使用较高发射功率。相应地，其它小区S2-S7中禁止使用时隙1-10。时隙11-16期间所有小区S1-S7中可以使用较低发射功率。因为小区S1的较高发射功率容量已增加了一个时隙，所以可以建立小区中始发的较高发射功率连接。将时隙10分配给该连接。所有其它连接使用的时隙与时刻T相同，图12A示出了该时刻主要的分配情况。
单个小区一般属于若干其它小区的干扰区域。这种情况下，单个小区一般受划分成不同发射功率类别的时隙许多不同划分的影响，所有这些划分都必须遵从。在该小区中，只有在所有划分属于较高功率时隙的那些时隙中才可以使用较高发射功率。相应地，只有在影响该小区的所有时隙划分中都属于较低发射功率时隙的那些时隙中才可以使用较低发射功率。
从有效分配的角度来看，最好为每个频率单独定义对应于不同重用模式的功率类别所用的时隙。相应地，可以使用所有频率公用的时隙类别，从而改变类别所需的信令变得更少。
当然可以利用图11、12A和12B所示方法之外的方法将时隙划分成较高和较低发射功率时隙。也可以例如固定分配一些时隙供较高功率连接使用，一些供较低功率连接使用。而其余的时隙根据业务量需求动态划分。
在干扰距离内的其它小区中不需要完全禁止较高发射功率频率的使用。也可以允许以有限且一般非常低的功率使用该频率，这样不会对使用较高发射功率的连接造成过大干扰。与使用较高发射功率的小区相邻的小区中使用非常低的发射功率的连接一般是基站和靠近基站的移动台之间的连接，以较低发射功率仅能为整个小区的一小部分提供服务。
在本发明的第三实施例中，组合上述的第一和第二实施例。时隙首先大致划分成两个或多个类别。在这些类别中，按照本发明的第一实施例以发射功率的大小次序排列连接，阻塞发射，使得在特定类别中使用较高发射功率的连接不会同时发射。
在考察传送不同类型的若干数据的系统的信道分配时，不同类型数据的传送需求可以用作信道分配的辅助工具。因为，例如视频数据对时延和无差错传输的要求相当严格，所以在划分较高发射功率时隙时，可以给视频数据最高优先级。语音数据对时延的要求较高，但是它能够容忍相当高数量的传输差错。因此对它而言，比视频数据略低得载波干扰比就已足够。在数据传输中对时延没有太多限制，但另一方面，数据传输完全不能容忍传输差错。无错传输不仅通过较高CIR值的采用，而且通过有效的信道编码、较长的交织周期和差错帧的重传来实现，但遗憾的是，这些会导致信息传输中的附加时延。因为数据传输不会对时延提出较高限制，所以在分配较高发射功率时隙时，可以通过信道编码给它最低的CIR需求和最低优先级。除非有较高功率时隙可用，否则例如总是分配给数据传输较低发射功率。因此，在数据连接例如因信道上发射功率的限制而使CIR值较差时，不需要基于小区的时隙改变发射功率的限制，而是指令连接使用较低发射功率的时隙，以及相应的更为有效的信道编码、更长的交织周期和重传。将业务量类型对信息传输的不同需求考虑在内尤为重要，因为数据传输对业务量密度和所需容量较高，因此通过使重用模式更为稠密，可以得到很大的容量优势。
上行链路，即移动台和基站之间从移动台到基站的连接，和从基站到移动台的下行链路，承受的干扰类型不同。为此，在上行链路和下行链路方向上以上按照所需发射功率分配的时隙最好是不同的。按照本发明的机制可以用于FDD方案(频分双工，上行链路和下行链路连接使用不同频率的方案)和TDD方案(时分双工，上行链路和下行链路连接在不同时间发送的方案)。按照本发明的方法也可以用于这样的系统，该系统中的时间划分不对称，使得不同方向上可用的时隙数量不同。
上述例子中所用的频率重用模式仅仅是可行频率重用模式的例子，本发明并不局限于此。对本发明唯一重要的是在信道结构中使用时间划分。因此，本发明也可以应用于例如这样的系统，其中信道例如通过实现CDM划分的散列码s和时隙TS或者散列码s、频率F和时隙TS定义。在采用频率或时隙跳频时，最好设置不同时隙的发射功率的限制，使其与频率或时隙跳频模式一起跳频。
显然，本发明的实施例并不局限于以上给出的实施例，它们可以在后附权利要求书范围内有所变化。

Claims (22)

1.一种在采用时帧结构的移动通信系统中的信道分配方法，该系统包括：
多个移动台；
若干基站以及由基站无线覆盖区域所确定的小区，从而为每个小区分配一组信道；
为每个小区分配一组载波频率供其使用；
利用信道建立小区中的移动台和小区基站之间连接，前述信道采用分配给该小区使用的某些载波频率，它至少由时帧结构中的时隙确定；
其中可以调整移动台和基站所用的发射功率，并且预先确定信道上可允许的最大传输功率；
该方法包括步骤：
以相对稠密的重用模式分配载波频率；
将使用同一载波频率的小区划分成多个类别；
在每种类别中，向属于该类别的小区分配信道，以便在该类别的不同小区中的连接同时以该最大传输功率使用相同的信道，从而使连接之间的相互于扰超过可接受的干扰；并且随后
在每种类别中，基于时隙调整属于该同一类别的小区的传输功率，并且使用该信道，以便对于每个时隙来说，仅在一个小区中允许以最大传输功率的传输，并且对于属于该同一类别的每个小区调整传输功率，从而具有各个时隙基础的传输功率限制。
2.根据权利要求1的方法，其中，
按照所需的发射功率从最高到最低排列小区的连接；以及
将时隙分配给按照发射功率以时隙允许的发射功率大小为序排列的连接。
3.根据权利要求1的方法，其中，
信道由时帧时隙和频率确定。
4.根据权利要求1的方法，其中，
信道由时帧的时隙和散列码确定。
5.根据权利要求1的方法，其中，
信道由时帧时隙、频率和所用的散列码确定。
6.根据权利要求1的方法，其中，
发射功率限制可以根据网络负荷情况动态改变。
7.根据权利要求1的方法，其中，
为所有载波频率上的时隙确定相同的发射功率限制。
8.根据权利要求1的方法，其中，
为小区中不同载波频率上的时隙确定不同的发射功率限制。
9.根据权利要求1的方法，其中，
从移动台到基站方向和从基站到移动台的方向上时隙的发射功率限制彼此独立。
10.根据权利要求1的方法，其中处理将在移动站和基站之间传送的信息信号，以使该信息信号在无线电路径上传输差错的容忍性较好，从而利用不同的处理方法实现信号传输功率上的不同需求；
其中采用使无线路径上传输差错的容忍性比原有容忍性更好的处理方法来减少连接所需的发射功率，以及
在时隙中安置无线路径上传输差错的容忍性较好的信号，其中最大允许发射功率低于以原处理方法处理的信号所需的发射功率。
11.根据权利要求10的方法，其中还传送具有不同传输差错容忍性的若干信号，并且按照传输差错容忍性在时隙中分配信号，使得低传输差错容忍性对应于时隙中允许的高发射功率。
12.一种在采用时帧结构信道的移动通信系统中的信道分配方法，该系统包括：
多个移动台；
若干基站以及基站无线覆盖区域所确定的小区，为每个小区分配一组信道；
为每个小区分配一组载波频率，以及按照特定信道重用模式使用该载波频率组的信道供其使用；
利用信道建立小区中的移动台和小区基站之间连接，前述信道采用分配给该小区使用的某个载波频率，它至少由时帧中的时隙确定；
其中移动台和基站所用的发射功率可以调整；
该方法包括步骤：
将发射功率分成至少两个传输功率类别，其中每个类别包括使用同一载波频率的小区，并且预先确定每个类别的通用传输功率限制以及该类别可允许的最大传输功率；
在不同发射功率类别之间划分时隙；
在不同时隙中使用的不同信道重用模式，该信道重用模式取决于该时隙使用的发射功率类别；以及
指令连接使用该连接所需的发射功率的发射功率类别的时隙；
在不同小区的发射功率类别中，至少在某些时隙中建立比该类别的普通发射功率限制更为严格的发射功率限制，使得在以下小区中不会同时允许使用该类别允许的最大发射功率：在这些小区中使用同一时隙的连接在使用该类别允许的最大发射功率时彼此会引起最大的干扰。
13.根据权利要求12的方法，其中，
将连接划分成按照所需的发射功率形成的多个发射功率类别；以及
指令划分成各发射功率类别的连接使用该发射功率类别的时隙。
14.根据权利要求12的方法，其中，
信道由时帧时隙和频率确定。
15.根据权利要求12的方法，其中，
信道由时帧时隙和所用的散列码确定。
16.根据权利要求12的方法，其中，
信道由时帧时隙、频率和所用的散列码确定。
17.根据权利要求12的方法，其中，
发射功率限制可以根据网络负荷情况动态改变。
18.根据权利要求12的方法，其中，
在所有载波频率上以相同方式在不同发射功率类别间划分时隙。
19.根据权利要求12的方法，其中，
在不同载波频率上以不同方式在不同发射功率类别间划分时隙。
20.根据权利要求12的方法，其中，
在从移动台到基站的方向和从基站到移动台的方向上，时隙的发射功率限制彼此无关。
21.中根据权利要求12的方法，其中还
处理将在移动台和基站之间传送的信息信号，使得该信息信号在无线路径上传输差错的容忍性较好，从而利用不同的处理方法来实现信号发射功率的不同需求；
采用使无线路径上传输差错的容忍性比原有容忍性更好的处理方法来减少连接所需的发射功率；以及
在时隙中设置无线路径上传输差错的容忍性较好的信号，其中一个类别中所允许的最大发射功率低于以原处理方法处理的信号所需的发射功率。
22.根据权利要求12的方法，其中还传送具有不同传输差错容忍性的若干信息信号，按照传输差错容忍性在时隙中安置信号，使得低传输差错容忍性对应于时隙中允许的高发射功率。
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