CN1143585C

CN1143585C - 在无线通信系统中传输组织信息的方法和基站

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Publication number: CN1143585C
Application number: CNB998076589A
Authority: CN
Inventors: E; E·波林斯; U·施瓦克; E·坎珀施雷尔; A·克莱恩; M·本兹; ϣ; T·乌尔里希; A·斯特; M·科特坎普; M·费贝尔
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Thales DIS AIS Deutschland GmbH
Priority date: 1998-06-22
Filing date: 1999-04-22
Publication date: 2004-03-24
Anticipated expiration: 2019-04-22
Also published as: DE19827700C1; EP1090520A1; DE59913560D1; WO1999067964A1; CN1306730A; ES2263275T3; EP1090520B1

Abstract

根据本发明，在无线通信系统中虽然至少设置了一个用于传输组织信息的帧时隙，但是根据需传输的信息量的变化，通过基站在至少一个帧内阻止组织信息的传输。因此，每时间单位发送组织信息的数目降低了，由此也便减少了干扰。需传输的信息量少表明了通信负荷较低的状况，所以譬如在只有很小无线蜂窝和较少用户的住宅区就是如此。本发明适合在CDMA和TDMA传输系统中使用。

Description

在无线通信系统中传输组织信息的方法和基站

技术领域

本发明涉及一种在无线通信系统中传输组织信息的方法和基站，所述通信系统尤其为具有宽带信道的移动无线系统，其中信号是按TDMA/CDMA用户分离方法来进行传输的。

背景技术

DE196 29 899 C中曾讲述过一种移动无线系统，其中，在基站和移动台之间，在一个确定的时隙内建立双向的逻辑控制信道LCCH。如果再也没有足够的时隙可供附加通信信道使用，则阻止LCCH的发送，替而代之的是在相关的时隙内建立通信连接。譬如在软转接时发生该情况。一旦通信信道不需要附加的容量，则基本上在LCCH的时隙内传输LCCH。该双向LCCH传输是以点对点的通信方式进行的。

在无线通信系统中，信息(例如：语音、图像信息、因特网消息或其它数据)是借助电磁波通过无线接口在发射和接收无线台(基站或移动台)之间传输的。在此，电磁波的发射是通过载频来进行的，该载频位于一个为相应系统而规定的频带内。对于具有采用诸如UMTS(通用移动通信系统)无线接口的CDMA或TDMA/CDMA传输方法的未来移动无线系统，或其它第三代系统，其频率的频带规定约为2000MHz。

已知有多种方法可用来传输组织信息，以便给基站的无线蜂窝内的移动台提供该无线蜂窝所必需的数据。组织信息是一些关于无线蜂窝、无线蜂窝的信道结构和无线蜂窝内可用的业务及选项等的资料。由此，组织信息的作用是使移动台同步和为其选择无线蜂窝。

从GSM移动无线系统出发、并用于未来移动无线系统的DE198 10285曾公开过下行方向上的每个帧都设置一个用于传输组织信息的时隙。对此，通常采用帧的第一个时隙，并在无线块内、也即以脉冲串的形式传输信息。因此，在组织信息的发送之间存在着固定的间隔，而这种组织信息作如此设计，使得即便在不利的通信负荷状况下和在最大允许的移动台速度时，也支持顺序地分析该组织信息，并让移动台在不同的无线蜂窝之间转接。

由于组织信息通常都是利用较高和较恒定的功率发射的，所以它在无线通信系统内表现为一种较大的干扰源。随着无线通信系统的密度日渐增加(譬如通过划分小蜂窝和极小蜂窝)，这种干扰的作用也就越来越大。无线通信系统的传输容量受到负面影响。

发明内容

本发明的任务在于，提供一种在无线通信系统内能降低该干扰作用的方法和基站。

根据本发明的在无线通信系统中传输组织信息的方法，其中，由基站在时隙内向多个移动台发送信息，其中多个时隙形成一个帧，而且所述帧的至少一个时隙被规定用来传输组织信息。所述基站根据需传输的信息量的变化来阻止在帧内传输组织信息，其中组织信息的传输是在帧内根据需要来进行的。

优选地，按照由基站所服务的通信连接或业务来确定需传输的信息量。或者也可以按照由基站所服务的移动台来确定需传输的信息量。

有利的是，具有组织信息的帧的间隔通过一个值大于1的重复率来确定。所采用的重复率可以由基站用信令的形式发给移动台。

根据进一步的改进，组织信息只根据移动台在需传输的信息方面的请求进行传输。

在组织信息被阻止的帧内，可以用为组织信息而设定的时隙传输有用信息。

可以在帧内设置一个处于基站发送和移动台发送之间的切换点，以便按照时分双工传输方法来传输信息。

优选地，在组织信息被阻止的帧内，用其所有的帧时隙来传输基站的有用信息。

本发明还涉及用于无线通信系统的基站，它具有一个信号预处理装置，用于形成需传输的信息的发送信号，以及具有一个用于在时隙内发送发射信号的发送装置，其中，多个时隙形成一个帧，而且所述帧的至少一个时隙被规定用来向多个移动台传输组织信息。该基站设有一种控制装置，它根据需传输的信息量的变化来阻止在帧内传输组织信息，其中组织信息的传输是在帧内根据需要来进行的。

因此，每时间单位发送组织信息的数目降低了，由此也便减少了干扰。需传输的信息量少表明了通信负荷较低的状况，所以譬如在只有很小无线蜂窝和较少用户的住宅区就是如此。这种情况通常伴随着移动台和基站之间无线接口条件的移动性或变化都很小。在该情形下，本发明阻止组织信息的传输不会表现为对移动台造成限制。降低干扰的优点最为突出的。在此，信息在无线块内、也即根据时间非连续的TDMA用户分离方法来传输，或者譬如根据CDMA用户分离方法连续地传输。

根据本发明的扩展方案，按照基站供给的通信或移动台来确定需传输的信息量。在无线蜂窝内停留或即时有效的、发送和接收信息的移动台越少，不断供给组织信息的紧要性也就越低。如果有新的用户注册或有用户注销，则改变需传输的信息量。另一种情况是改变已有通信的业务，譬如切换到一种较高费率的业务上。

具有组织信息的帧的间隔优选地由一个大于1的重复率来确定。该重复率可以调整为2、3或更大的值。于是留出至少一个没有组织信息的帧。优选地，采用的重复率由基站以信令的形式发送给移动台，这样，在空闲时隙内就可以传输诸如有用信息等其它信息。

根据本发明的一个选择特征，组织信息只根据移动台的请求进行传输。如果移动台想要使用无线技术资源，则在上行方向上发送这种请求，由此将它自己发射出去或与基站建立通信关系，以便能够询问信息。在其余的时间内可以取消发送组织信息。

本发明尤其适用于无线通信系统，其中，在帧内设置了一个处于基站发送和移动台发送之间的切换点，这样，信息的传输可以按照TDD传输方法(TDD时分双工)来进行。这种无线通信系统适合于小蜂窝(譬如在还没有登记的住宅区)的工作，并且还可以通过移动切换点来提供不对称的数据业务(譬如用于支持因特网)，这样不会浪费无线技术的资源。通过至少是暂时地阻止组织信息，可以在组织信息被阻止的帧内用其所有的帧时隙来传输基站的有用信息。由此提高了可供使用的最大数据速率，而该速率可以在极端情况下在一个传输方向上单独使用。

附图说明

下面借助实施例并参考附图来详细阐述本发明。

其中：

图1为一种移动无线系统的框图，

图2为TDD传输方法的帧结构图示，

图3～6为用于组织信息的可变信道结构的图示，

图7在为需要时传输组织信息的图示，

图8为传输组织信息的流程图，以及

图9为基站的简化框图。

具体实施方式

图1示出的移动无线系统为无线通信系统的一个实施例，它由多个移动交换局MSC组成，这些交换局互接在一起，或者可以访问固定网PSTN。另外，该移动交换局MSC均连接了至少一个用于分配无线技术资源的装置RNM。每个这种装置RNM又与至少一个基站BS进行通信。这种基站BS可以通过无线接口建立通往其它无线台的通信，譬如移动台MS或其它移动或静止的终端设备。通过该基站BS构造至少一个无线蜂窝Z。在分区或分级的蜂窝结构中，每个建立的基站BS也可以供给多个无线蜂窝Z。用于分配无线技术资源的装置RNM和多个基站BS一起形成了一个基站系统。

在图1中，示例地标为V1、V2、Vk的通信V被用来在移动台MS和基站BS之间传输有用信息ni和信令信息si。组织信息oi的传输以点对多点通信的形式在多个移动台MS处进行。

运维中心OMC为移动无线系统或其一部分实现控制和维护功能。在采用本发明的其它无线通信系统上也可以携带该结构的功能性，尤其是带有无线用户端的用户接入网。在私人区域内以住宅基站形式被使用的、且无线网规划没有涉及到的基站也可以与移动台MS建立通信。该住宅基站被连接在固定网上。

由图2可以看出无线传输的一种帧结构。按照TDMA组分对宽带频率范围进行了划分，譬如，带宽B＝5MHz的频率范围被划分成多个时延相等的时隙ts，如16个时隙ts0～ts15。一部分时隙ts0～ts9被用在下行方向DL，还有一部分时隙ts10～ts15被用在上行方向UL。其中间为切换点SP。在该TDD传输方法中，用于上行方向UL的频带与用于下行方向DL的频带是一致的。其它载频也重复相同的频带。

在一个被设定用来传输信息oi、si、ni的时隙内，多个通信的信息是以无线块的形式传输的。在可选的实施例中，规定时间连续地传输信息oi、si、ni。所述用来传输有用数据的无线块由多个具有数据d的段组成，其中插入了接收方已知的训练序列tseq1～tseq2。利用一种精细结构、亦即用户码c对数据d进行通信专用地扩展，这样，在接收方譬如就可以通过该CDMA组分把n个通信分离出来。

对数据d的各个符号进行扩展的作用是，在符号时延Tsym内传输Q个时延为T码片的码片。在此，该Q个码片形成了通信专用的用户码c。另外，在时隙ts内还设有一个防护时间gp，用于均衡通信的不同信号运行时间。

在宽带频率范围B内，按照帧结构划分为相继的时隙ts。于是一个帧fr包括有16个时隙ts。

所使用的无线接口参数优选地为：

码片速率： 4069Mcps

帧时延： 10ms

时隙数目： 16

时隙的时延： 625μs

扩展因子： 16

调制方式： QPSK

带宽： 5MHz

频率重复值： 1

利用FDD(频分双工)方式，这些参数能够为移动无线第3代实现尽可能最好的协调。在蜂窝群内部优选地选择切换点SP相同。

图3再次示出了已知的帧结构，其中，总是在帧的第一时隙内传输组织信息oi。其余时隙在上行方向UL或下行方向DL上传输有用信息ni。根据本发明，可以有一些与该固定格式不同的、如图4～6所示的帧结构，其中，阻止组织信息oi的传输是根据需传输的信息oi、si、ni的量变化来进行的。

按照图4在上行方向UL和下行方向DL对帧fr的划分，只是每第二个帧fr中有一个时隙被用来发送组织信息oi。在该情形下，重复率rr等于2。也可以选择重复率rr等于3或4。在发送该必须用较高固定功率发送的组织信息oi时，所引起的干扰被减小到一个与重复率rr的倒数成比例的值上。

图5示出了重复率rr也可以小于1的情况，也就是说，每个帧fr可以多次传输组织信息oi。这是在一部分帧fr的第一个和最后一个时隙内进行的，该帧被规定用于下行方向DL。在传输条件变化较快的无线蜂窝内，这种小重复率rr对于移动台MS和向相邻蜂窝进行多次转接是尤其有利的。

图6也示出了一种重复率rr为2的实施例，其中，在上行方向UL和下行方向DL上至少还取消了对一个单独帧fr的划分。譬如为了在下行方向DL上实现极大的数据速率，可以在下行方向DL上预留一个完整的帧fr；组织信息oi和有用信息ni只是在一个传输方向上发送。帧fr内的切换点SP失效。由此可以支持一种极不对称的信息传输，譬如该传输是因特网应用中所需的。

图7示出了如下情况，其中组织信息oi的传输直接取决于需传输的信息oi、si、ni的量。它示出了在住宅区只给基站BS分配了一个移动台MS的情况。当前没有与该移动台MS建立通信。在第一个所示的帧fr中没有传输组织信息oi。由于基站BS和移动台MS之间没有无线通信，所以对相邻的无线蜂窝不会产生干扰。

但是，如果分配给该移动台MS的用户想要建立通信，那么移动台MS便借助包含有信令信息si的无线块在第二帧fr的时隙内请求基站BS传输组织信息oi。这发生在相继的帧fr内。移动台MS可以根据组织信息oi进行同步，并由此在上行方向UL上发送有用信息ni。

在图7所示的实施例中，只是在需要时才发送组织信息oi。只有当移动台MS预先发出这类请求时，才在时隙内进行高频信号的物理传输，譬如：移动台已发送接入块(接入脉冲串)，或者运行一个计时器，而该计时器指示出某个确定的时延内没有传输组织信息oi。

该方法适用于具有多个不协调基站BS的无线通信系统，其中，总发射功率明显减小，由此对相邻蜂窝内的基站和移动台的干扰也就降低了。对频率重复值较小(譬如为1)的无线通信系统来说，这种干扰降低是尤为重要的。此外，对于TDD传输方法，如果是在相同频带B内的上行UL和下行方向DL上同时产生通信，那么，在有些情况下通过在无线蜂窝之间采取不同的切换点SP来降低干扰是尤其有意义的。

图8示出了有助于降低干扰的本发明的组织信息oi的传输。在第一步，借助TDMA/CDMA用户分离方法对信息oi、si、ni进行传输。在第二步，由基站BS或其它网络方的装置测量需传输的信息oi、si、ni的量及其变化，也就是说，测量移动台MS的注册或注销、或所支持的业务变化。这是针对上行方向UL(图7)或针对上行及下行方向UL、DL(图4～图6)而进行的。

在第三步中，将需传输的信号oi、si、ni量与一个阈值进行比较。在此，可以采取需供给的通信V或移动台MS的数目作为表示该量的大小，或者-参见图7-采取一个资源分配请求作为最小的单位。如果不超出阈值，则利用相同的、组织信息oi的重复率rr继续信息传输。

如果超出阈值，则在第四步询问是否增加或减少需传输的信息oi、si、ni的量。若要传输一个较大的信息量，便在第五步中减小重复率rr，否则在第六步增加重复率rr。利用由重复率rr确定的组织信息oi的传输结构，继续信息传输。

信息传输在图9所示的基站BS内实现，其中，由运维中心OMC负责管理切换点SP和规定所提供的业务，并通过对装置RNM进行预设置来分配无线技术资源。基站BS包含有一个发送/接收部分TX/RX，用于发送信号和接收信号的高频处理。

另外，发送装置SE和接收装置EE连接在发送/接收装置TX/RX上。在发送装置SE内进行信号的数/模变换，并从基带转换成发射的频率区域，然后调制发送信号。信号预处理装置SA预先把需传输的信息oi、si、ni组合成无线块，然后将其分配给相应的频带和时隙。信号经过与发送装置SE相应的接收装置EE处理之后，再由信号处理装置DSP进行分析，然后进行信道估测和数据检测。

各部件的协作、切换点SP的调整以及组织信息oi到时隙的分配等由控制装置ST来控制。关于发送和切换点SP、具体通信情况以及组织信息oi的传输格式等的相关数据被存储在存储装置MEM内。根据需传输的信息oi、si、ni的量对所述的格式进行更新。

Claims

1.在无线通信系统中传输组织信息(oi)的方法，其中，

由基站(BS)在时隙(ts)内向多个移动台(MS)发送信息(ni，si，oi)，其中多个时隙(ts)形成一个帧(fr)，而且所述帧(fr)的至少一个时隙(ts)被规定用来传输组织信息(oi)，

其特征在于，

所述基站(BS)根据需传输的信息(ni，si，oi)量的变化来阻止在帧(fr)内传输组织信息(oi)，其中组织信息(oi)的传输是在帧内根据需要来进行的。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：

按照由基站(BS)所服务的通信连接(V1，V2，Vk)或业务来确定需传输的信息(ni，si，oi)量。

3.根据上述权利要求之一所述的方法，其特征在于：

按照由基站(BS)所服务的移动台(MS)来确定需传输的信息(ni，si，oi)量。

4.根据上述权利要求1-2之一所述的方法，其特征在于：

具有组织信息(oi)的帧(fr)的间隔通过一个值大于1的重复率(rr)来确定。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：

所采用的重复率(rr)由基站(BS)用信令的形式发给移动台(MS)。

6.根据上述权利要求1-2之一所述的方法，其特征在于：

组织信息(oi)只根据移动台(MS)在需传输的信息(ni，si)方面的请求进行传输。

7.根据上述权利要求1-2之一所述的方法，其特征在于：

在组织信息(oi)被阻止的帧(fr)内，用为组织信息(oi)而设定的时隙(ts)传输有用信息(ni)。

8.根据上述权利要求1-2之一所述的方法，其特征在于：

在帧(fr)内设置一个处于基站(BS)发送和移动台(MS)发送之间的切换点(SP)，以便按照时分双工传输方法来传输信息(ni，si，oi)。

9.根据上述权利要求1-2之一所述的方法，其特征在于：

在组织信息(oi)被阻止的帧(fr)内，用其所有的帧时隙(ts)来传输基站(BS)的有用信息(ni)。

10.用于无线通信系统的基站(BS)，它具有一个信号预处理装置(SA)，用于形成需传输的信息(ni，si，oi)的发送信号，以及具有一个用于在时隙(ts)内发送发射信号的发送装置(SE)，其中，多个时隙(ts)形成一个帧(fr)，而且所述帧(fr)的至少一个时隙(ts)被规定用来向多个移动台(MS)传输组织信息(oi)，

其特征在于，

一种控制装置(ST)，它根据需传输的信息(ni，si，oi)量的变化来阻止在帧(fr)内传输组织信息(oi)，其中组织信息(oi)的传输是在帧内根据需要来进行的。