CN1131608C - 控制基站的方法和基站 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种用于控制蜂窝无线通信系统中所用基站的方法，该蜂窝无线通信系统使用TDMA多址方法并包含多个终端、多个扇区和至少一个基站，所述基站发送一个或者多个载波，并包含一定数量的基带部件和至少一个发送器/接收器单元，并且所述基站通过一个以时隙来传送信息的数字传输线与系统的其余部分相连，在该方法中，根据需要将所述基带部件分配给所述的不同扇区，其特征在于，根据需要将所述数字传输线的时隙以及所述基带部件分配给不同的载波。根据本发明的方案不包含固定的时隙分配设置，而是动态地改变分配设置。

Description

控制基站的方法和基站
技术领域
本发明涉及一个用于控制蜂窝无线通信系统中所用基站的方法，该蜂窝无线通信系统使用TDMA多址技术并包含终端，扇区和至少一个基站，基站发送一个或者多个载波，并包含一定数量的基带部件和至少一个发送器/接收器单元，基站通过一个以时隙来传送信息的数字传输线与系统的其余部分相连。
背景技术
现有技术已经熟知蜂窝无线通信系统中向无线路径发送数据和从无线路径接收数据的基站收发器(即BTS)。基站从发送路径所接收的数据流已经被分成包含时隙的帧。时隙包含以数字形式表示的不同信道上的数据。基站已经以合适的方式处理了帧中时隙所含的数据，被处理的数据经过基站环节被分配至位于蜂窝无线通信系统的一个蜂窝中一扇区不同部分的用户终端。已知的方案中，固定时隙分配设置决定了分配至不同载波的信道和扇区。
然而因为分配设置已经固定，改变基站所接收的信道分配设置并不容易。因为很难改变分配设置，不可能充分有效地或者灵活地利用发送路径容量。上面所提出的意味着发送路径上的数据设备不能很快地或者充分有效地满足使用该发送路径的其它设备的要求。现有技术中将信道分配至不同扇区需要改变基站中发送设备的分配设置，这是很困难的也是很慢的，因为需要手动改变设置。分配来自发送设备的时隙是很必要的即使那时基站不能使用所分配的信道。考虑到网络的负担有时会加重而且变化不规则，设备在基站中分配了许多容量，这增加了费用。然而，已经证明很难改变网络的信道结构以使网络能在所有负载下灵活地工作。
发明内容
因此，本发明的目的在于提供一种能尽可能灵活地和有效地将发自发送方向的信道分配至无线路径的方法。
根据本发明的一个方面，提供了一种用于控制蜂窝无线通信系统中所用基站的方法，该蜂窝无线通信系统使用TDMA多址方法并包含多个终端、多个扇区和至少一个基站，
所述基站发送一个或者多个载波，并包含一定数量的基带部件和至少一个发送器/接收器单元，并且
所述基站通过一个以时隙来传送信息的数字传输线与系统的其余部分相连，
在该方法中，根据需要将所述基带部件分配给所述的不同扇区，
其特征在于，
根据需要将所述数字传输线的时隙以及所述基带部件分配给不同的载波。
根据本发明的另一个方面，提供了一种蜂窝无线通信系统中所用的基站，该蜂窝无线通信系统使用TDMA多址方法并包含多个终端、多个扇区、一个传输线以及至少一个基站，
所述基站发送一个或者多个载波，并包含一定数量的基带部件和至少一个发送器/接收器单元，所述基站通过一个以时隙来传送信息的数字传输线与系统的其余部分相连，并且
所述基站包括用以分配基带部件的控制装置，以便经过同一基带部件所路由的数字传输线的时隙被传送到由基站所传送的不同扇区，
其特征在于，
所述控制装置被配置成根据需要，将所述基带部件以及所述数字传输线的时隙分配给由所述基站所传送的不同载波。
使用根据本发明的方法，已知技术所涉及的对信道分配设置的重新构造可以避免。该方法中，基站将在基站处从它的发送模块，即分配装置，中以时隙接收的信道分配至基站发送的任一载波中。它的结果是，根据本发明的方法将使蜂窝无线网络，特别是GSM网络变得更灵活和更容易维护。
根据本发明的基站还有一些优点。基站将在基站分配装置中接收的时隙分配至那些在任何时候均需要容量的扇区。基站的基带部件可以分配给基站的不同扇区。基站的无线电模块，即发送器/接收器单元，能处理几个载波。以此方式，可以减少基站中部件的数量，由此降低构造一个网络所需的费用。基站控制分配装置中时隙设置的开关状态，从而一个变为空闲的时隙能为正在寻找连接的其它终端能使用。根据本发明的方案不包含固定的时隙分配设置，而是动态地改变分配设置。
附图说明
下面，参考例子和附图更详细地描述本发明。
图1是根据本发明的基站RX接收侧的结构，
图2是根据本发明的基站TX发送侧的结构，
图3是根据本发明的基站发送器/接收器单元的结构，
图4说明根据本发明的基站中的分配装置和控制装置如何与基站相连，和
图5说明了根据本发明的蜂窝无线网络的结构。
具体实施方式
图1说明了蜂窝无线网络中基站的接收，即RX侧。接收侧包含一个天线11，一组发送器/接收器单元，即RF单元12，和混合A/D转换器和解调器部分13。接收侧还包含一第一数据总线14以及滤波器部分15和基带部件16。在图示情形下，基站天线11从无线路径接收的信号经过发送器/接收器单元12与混合A/D转换器和解调器部分13相连。混合A/D转换器和解调器部分13经过第一数据总线14与连于基带部件16的滤波器部分15相连。
蜂窝无线网络中基站从无线路径接收的无线电信号首先到达基站的天线11。蜂窝无线网络包括一些可以被分成不同扇区的小区。位于扇区的终端处于向该扇区发送的基站的覆盖范围内。图示的方案中，基站天线11接收来自不同扇区的信号。如果终端位于与多个其它终端连接的相同扇区中时，基站天线11处理几个不同的载波。附图表明，天线11接收的信号经过天线电缆被送至发送器/接收器单元12，在发送器/接收器单元12中，从信号中形成一中频信号，即IF信号。IF信号包含一些不同信道所含的数据。在发送器/接收器单元12中形成的信号还被送至A/D转换器和解调器部分13以使输入的模拟信号被解调和转换为数字形式。所得的数字信号经过第一数据总线14被送至信道选择性滤波器部分15以使数字信号中的不利特征被滤除。此后，滤波信号被送至基带部件16以对该信号执行各种处理，如解码。
图2说明了蜂窝无线通信系统中基站的发送侧，即TX侧。发送侧包含一天线21，发送器/接收器单元22，D/A转换器和调制器部分23，一第一数据总线24和基带部件25。根据图示，与基站发送侧相连的信号首先进入基带部件25，然后信号从基带部件25经过第一数据总线24进入混合D/A转换器和调制器部分23。信号被从D/A转换器和调制器部分23送至发送器/接收器单元22，并进一步经过天线电缆被送至天线21，信号再从天线21经过无线路径被进一步送至扇区中的终端。在根据本发明的方案中，基站包含两个天线21，两个均向各自的扇区发送信号。
在根据图2的蜂窝无线网络中基站发送侧的基带部件25中，信号被进行了各种处理，包括编码，复用和形成帧。基带部件25中被处理的信号被送至第一数据总线24，再经过它被送至D/A转换器和调制器部分23。D/A转换器和调制器部分23从第一数据总线24选择一个信号进行D/A转换和调制。发送器/接收器单元22从D/A转换器和调制器部分23中接收的模拟信号包含几个调制频率，即信号包含由几个信道组成的数据。信号在发送器/接收器单元22中被放大，然后经过天线电缆被送至天线21再被发送至无线路径。第一数据总线24使从基带部件23中接收的信号能够经过基站中任一发送器/接收器单元22被发送至无线路径。被发送至无线路径的信号被位于蜂窝无线网络中一个小区的一扇区中的终端所接收。
图3说明了基站中发送器/接收器单元12，22的内部结构。在接收方向上，发送器/接收器单元12包含一个RX放大器17，一个本地振荡器19，一个由本地振荡器19控制的混频器18和一带通滤波器20。在接收方向上，从天线11接收的信号被送至放大器17，在放大器17中，经过无线路径和天线电缆而衰减的信号被放大。本地振荡器19用于控制混频器18。混频器18用于对从RX放大器17中接收的信号进行整形。整形信号被从混频器18送至带通滤波器20以滤波信号。在滤波中，例如，在接收带外的信号和不包含任何重要信息的信号被从信号中去掉。将进一步被送至A/D转换器13的滤波信号被称作中频信号，即IF信号。IF信号是一个宽带信号，它包含几个时分多址(TDMA)信道。
发送器/接收器单元22的发送侧包含一个TX放大器27，一个本地振荡器29，一个混频器28。在发送方向上，一个包含几个不同频率的模拟信号被从D/A转换器和调制器部分23送至发送器/接收器单元22。信号被送至由本地振荡器29控制的混频器28中，然后用于调制载波。从混频器28中得到的信号被进一步送至在其中信号被放大的TX放大器27。被放大的信号然后经过天线电缆被送至天线21，再进一步被送至位于蜂窝无线网络中一个小区的一扇区中的终端。
图4是包含一第一数据总线24，和D/A转换器和调制器部分23以及经过它而相连的基带部件25的基站的框图。此外，基站包含一第二数据总线26和经过它与基带部件25相连的分配装置31。在所提的基站方案中，一组基带部件25能够处理一个载波所含的信道，一般为8个。一个载波也可以有更多的信道。例如，如果基站工作在一半速率方式，发送的载波可以有16个信道。根据附图，分配装置31，例如，从利用例如PCM技术(PCM＝脉冲编码调制)的PSTN网络(公用电话网)接收信号。输入到分配装置31的信号也可能，例如，来自基站控制器(即BSC)。
在提出的框图中，基带部件25组成一个信道组，即一组，在其中通过基带部件25的信道可以自由地与基站的任一扇区相连。以此方式，能够减少基站中部件的数目，这将减少费用。上面所述意味着基站综合有效地利用了无线信道。综合利用信道时，并不同时使用所有不同扇区的信道。这意味着可以轻松地将所有信道的容量分配给多个用户。根据本发明的方案，发送器/接收器单元22处理多个载波，这能使基站结构进一步简化，特别是使用了本发明的分配时隙的方法时。在优选情形下，扇区仅仅需要一个发送器/接收器单元22来处理要发送至扇区的所有载波。
根据图4的方案，基站控制分配装置31中的信道分配。基站包含将分配装置31中接收的信道分配给不同载波的控制装置32。因为根据本发明的方案，基站在任何时刻能为待发送的载波中的时隙定义一个有利位置，所以能够得到一最灵活的基站方案。分配装置31由基站的控制装置32控制，它将信道分配给正确的扇区时，无需预定分配设置。这样，由基站的基带部件25所接收的时隙，或者其中的信道可以被自由地安排给任何载波或者扇区。
图5是包含了两个小区80和81的一蜂窝无线网络。小区80包含一基站100。小区80分成四个扇区51-54。在图示情形中，基站100包含四个天线61-64，每一个的方向对着各自的扇区51-54。扇区51-54组成了基站100的覆盖范围。在图中的方案中，扇区51-54在它们的区域内包含一组终端41-44。此外，基站100包括控制装置32和分配装置31。
小区81也包含一基站200。然而基站200仅包含一个方向朝着扇区55的天线65。扇区55也在基站200的覆盖范围内包含一组终端45。基站100和基站200是互相连接的，例如经过PSTN网70。基站100，200的分配装置31接收的信号70可能来自例如基站控制器。
图5所示蜂窝无线网络中的基站利用了根据本发明的方案。基站100中天线61-64中每一个均从它们相应的扇区51-54发送和接收信号。基站100中用于发送和接收载波的发送器/接收器单元12，22已经与每一天线61-64相连。蜂窝无线网络还在每一扇区51-54，即基站的覆盖范围内，包含终端41-44，其数目并不固定而是随时间而变。终端41-44经过基站100与终端45，例如位于小区81的扇区55中，进行通信。
为了理解这一点，假定在图5所示方案中，小区80的每一扇区51-54中首先有八个终端41-44，终端与例如小区81的扇区55中的终端45进行通信。在如图的基站100中，每一发送器/接收器单元12，22首先仅向每一扇区51-54发送一个载波，由此发送的载波没有多余的容量来发送更多的信道。基站100的控制装置32控制分配装置31的时隙设置，以使如果需求增加时基站100能够给扇区51-54中的终端41-44分配更多的时隙。如果需要附加的容量，控制装置32还能命令基站100采用足够数量的载波以便能发送附加容量所需的信道。如果扇区51-54中的终端41-44中断了连接，在控制装置32的控制下，基站100的分配装置31释放以前暂时分配给例如终端41-44的持续连接的时隙。同时，不再发送再不需要的载波。所以，分配装置31没有固定的时隙设置。在改变基站100覆盖范围内，即扇区51-54内的终端41-44的连接数目时，基站100被告知改变了的情形，并根据改变的情形，基站100通过控制装置32控制分配装置31。
参考图5，进一步假定蜂窝无线网络的扇区51中有8个终端41，并与基站200覆盖范围55内的终端45进行通信。扇区51中的终端41使用到基站的信号70中的时隙TS1-TS8(TS＝时隙)。每一时隙能够在扇区51中的终端41与扇区55中的终端45之间承载一个信道。当终端41之一中断连接时，在控制装置32的控制下，分配装置31释放该终端41的时隙设置。如果扇区51中的所有终端41均中断了连接时，时隙TS1-TS8又能够重新为扇区51-54中的终端41-44所用。例如，如果要发送至扇区52的载波中的所有信道均已经被使用，在基站100的控制装置32的控制下，扇区52将有更多的载波可以使用，其中可以例如在上面释放的时隙TS1-TS8中向前发送信道。所以，可以避免固定的和不灵活的时隙设置。根据本发明的方案，即使负载变化很大，网络也不会阻塞。
尽管上面参考附图描述了本发明，很明显本发明不局限于此，而是在所附权利要求书的范围内可以发生很多变化。

Claims (15)

1.一种用于控制蜂窝无线通信系统中所用基站(100，200)的方法，该蜂窝无线通信系统使用TDMA多址方法并包含多个终端(41-45)、多个扇区(51-55)和至少一个基站(100，200)，
所述基站发送一个或者多个载波，并包含一定数量的基带部件(16，25)和至少一个发送器/接收器单元(12，22)，并且
所述基站通过一个以时隙来传送信息的数字传输线(70)与系统的其余部分相连，
在该方法中，根据需要将所述基带部件(16，25)分配给所述的不同扇区(51-55)，
其特征在于，
根据需要将所述数字传输线的时隙以及所述基带部件分配给不同的载波。
2.如权利要求1的方法，其特征在于，时隙被分配至不同的载波，以使一个载波包含的时隙不多于8个。
3.如权利要求1的方法，其特征在于，时隙被分配至不同的载波，以使一个载波包含的时隙不多于16个。
4.如权利要求1的方法，其特征在于，分配基带部件(16，25)以使经过相同基带部件(16，25)路由的时隙被发送至不同扇区(51-55)。
5.如权利要求1的方法，其特征在于，一个发送器/接收器单元(12，22)处理多个载波。
6.如权利要求1的方法，其特征在于，一个发送器/接收器单元(12，22)处理所有发送至相同扇区(51-55)的载波。
7.一种蜂窝无线通信系统中所用的基站(100，200)，该蜂窝无线通信系统使用TDMA多址方法并包含多个终端(41-45)、多个扇区(51-55)、一个传输线(70)以及至少一个基站(100，200)，
所述基站发送一个或者多个载波，并包含一定数量的基带部件(16，25)和至少一个发送器/接收器单元(12，22)，所述基站通过一个以时隙来传送信息的数字传输线(70)与系统的其余部分相连，并且
所述基站(100，200)包括用以分配基带部件(25)的控制装置(32)，以便经过同一基带部件所路由的数字传输线的时隙被传送到由基站所传送的不同扇区(51-55)，
其特征在于，
所述控制装置被配置成根据需要，将所述基带部件以及所述数字传输线的时隙分配给由所述基站所传送的不同载波。
8.如权利要求7的基站(100，200)，其特征在于，控制装置(32)被设置成控制到不同载波的时隙分配，以使一个载波包含的时隙不多于8个。
9.如权利要求7的基站(100，200)，其特征在于，控制装置(32)被设置成控制到不同载波的时隙分配，以使一个载波包含的时隙不多于16个。
10.如权利要求7的基站(100，200)，其特征在于，所述基带部件被设置成使得经过同一基带部件(16，25)路由的时隙被发送到不同扇区(51-55)。
11.如权利要求7的基站(100，200)，其特征在于，基站(100，200)包括由控制装置(32)控制的、用以分配时隙的分配装置(31)。
12.如权利要求11的基站(100，200)，其特征在于，所述分配装置(31)被设置成将时隙分配到不同的基带部件(16，25)。
13.如权利要求11的基站(100，200)，其特征在于，所述控制装置(32)被设置成控制分配装置(31)的时隙设置。
14.如权利要求7的基站(100，200)，其特征在于，所述发送器/接收器单元(12，22)被设置成处理多个载波。
15.如权利要求7的基站(100，200)，其特征在于，所述发送器/接收器单元(12，22)被设置成处理所有在一个载波中发送的信道。
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