CN1189944A - 用于控制无线通信系统的方法与装置 - Google Patents

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Abstract

一个在码分多址(CDMA)无线通信系统(100)中执行用于系统控制的实时仿真的仿真器/控制器(113)。该仿真器/控制器(113)仿真与CDMA无线通信系统共存的、导致干扰的AMPS无线通信系统的影响,还在现有AMPS基站存在时帮助设置新的CDMA基站。当系统参数输入给该仿真器/控制器(113)时,该CDMA无线通信系统(100)的实时仿真预测该CDMA无线通信系统(100)存在潜在问题的地区,并控制该CDMA无线通信系统(100)在这些问题产生前就避免这些问题。

Description

用于控制无线通信系统的方法与装置
本发明一般涉及无线通信系统，尤其涉及此类无线通信系统的控制
展望当前的码分多址(CDMA)无线通信系统，其中在美国的蜂窝应用遵从TIA/EIA/IS-95A的《双模宽带扩频蜂窝系统的移动台-基站兼容性际准》(Mobile Station-Base Station Compatibility Standard for DualMode Wideband Spread Spectrum Cellular System，1993年7月)之规定。与所有已有技术一样，在新应用中实现和采用该已有技术时会带来新问题。在无线通信系统(特别是移动无线电话系统和/或个人通信系统或PCS)中实现和采用扩频技术(特别是直接序列CDMA)时也不例外。
在一个能服务的无线通信系统中实现和采用CDMA的过程中产生的与此类似的问题是：在存在以前安装的其它无线通信系统的条件下的CDMA无线通信系统设计。这种以前安装的、给CDMA系统设计人员带来问题的无线通信系统的特例之一是窄带调频(FM)无线通信系统，即所说的AMPS。对于CDMA系统设计人员而言，主要问题是由AMPS系统(包括AMPS基站位置及其所用频率)带来的。这是由于从一个AMPS基站发射机(下行链路)到一个CDMA移动台时产生了明显的干扰。当该CDMA移动台靠近相同系统(运行者)非局内AMPS基站，或靠近其它系统(运行者)AMPS基站发射机时，这种干扰变得严重。
一个解决上述干扰问题的简单方法是在CDMA移动台接收机中使用一个步进衰减器，以减小AMPS下行链路(基站到移动台)干扰的影响。然而，在CDMA移动台接收机中使用可切换的衰减器，由于CDMA基站必需向那个特定的CDMA移动台发射更大的功率，因此影响到下行链路服务区域和其它参数(例如发射功率)。由于CDMA是一种干扰受限系统(也就是干扰最小时容量最大)，仅给一个CDMA移动台增加CDMA下行链路功率电平会影响到整个CDMA系统的工作。
CDMA系统设计人员面临的另一挑战是当设计一个CDMA系统时，必需解决潜在的AMPS干扰的定位问题。这是因为在同一地理区域中两种系统(CDMA和AMPS)并存时，可以预见存在两种系统之间的相互干扰。同样地，当在同时存在AMPS基站的一个地理区域中设置新的CDMA基站时，CDMA基站的定位对于减小两种系统之间的相互干扰是很关键的。
当CDMA系统设计人员试图在一个无线通信系统中实现和采用CDMA技术时，还存在其它的挑战。如上所述，CDMA是一个干扰受限系统。相应地，为实现用户容量(从而使系统容量)达到最大，在CDMA无线通信系统的运行中必需采用精确的控制机制。然而，即使采用精确控制，其它有关控制机制的问题(例如施行控制所用的速度)可能在该CDMA无线通信系统中导致严重问题。这些问题例如包括漏呼、呼叫期间质量差，以及系统容量小。
因此，需要一种新的方法和装置来设计和控制一个CDMA无线通信系统。
图1以方框图的形式，简要描述了一个码分多址(CDMA)无线通信系统，它有利地采用了根据本发明的仿真和控制。
图2以方框图的形式，简要描述了一个CDMA移动台发射机与一个CDMA基站接收机的通信。
图3以方框图的形式，简要描述了一个CDMA基站发射机与一个CDMA移动台接收机的通信。
图4以方框图的形式，简要描述了一个AMPS干扰仿真器计算器，它连接到一个根据本发明的CDMA系统仿真器上。
图5以流程图的形式，简要描述了一种根据本发明的CDMA设计方法。
图6简要描述了一个用于根据本发明的图1系统的示例仿真空间。
图7简要描述了一个用于根据本发明的天线交换/转向调整的仿真和控制的例子。
图8简要描述了一个根据本发明的仿真器/控制器。
一个仿真器/控制器执行码分多址(CDMA)无线通信系统中系统控制的实时仿真。该仿真器/控制器模拟干扰AMPS无线通信系统的影响，干扰AMPS无线通信系统与CDMA无线通信系统共存；而且，当已经存在AMPS基站时还辅助设置新的CDMA基站。当系统参数输入到仿真器/控制器中时，该CDMA无线通信系统进行实时仿真，预测该CDMA无线通信系统可能发生问题的地区，并在问题发生以前控制该CD)MA无线通信系统以避免问题。尽管特定描述的是一个受到AMPS无线通信系统损害的CDMA无线通信系统，但本专业的熟练人员将懂得，因为在此描述的一般仿真和控制概念可应用到任何受到其它系统(例如CDMA受到TDMA系统)干扰损害的系统中去。
概括地说，描述了一种无线通信系统的控制方法。该无线通信系统包括至少一个移动台，它对多个基站响应。该方法包括在一个仿真器中仿真有关该无线通信系统参数的步骤。根据仿真输入数据，生成关于该无线通信系统的关键参数以控制该无线通信系统的某些方面。
在本优选实施例中，数据是潜在干扰源的位置信息、所有干扰源的平均发射功率，有关该CDMA无线通信系统的参数有前向链路覆盖、前向链路功率电平、帧删除率(FER)、前向链路监控信号(EC/IO)的质量、根据切换状态达到预定质量标准所需要的前向和反向功率电平、移动台通信最需要的切换状态和最需要的小区、由于其它类型无线系统带来的干扰存在及其电平。
还是在本优选实施例中，该无线通信系统是一个CDMA无线通信系统，该位置信息是关于一个潜在干扰源的模拟无线通信系统(AMPS)的位置信息。当用该方法控制该无线通信系统的某些方面时，将关于该移动台的位置信息与关于一个模拟无线通信系统(AMPS)的位置信息相比较，这个模拟无线通信系统是一个潜在干扰源。关于该移动台的位置信息要么从移动台发射给基站而仅由基站判定；要么是两者的结合。
另一种根据本发明的方法判定一个移动台会产生干扰，并控制相应的移动台，在干扰发生前就使该移动台避免该干扰。判定一个移动台是否会导致干扰的根据是该移动台的地理位置和对干扰的仿真。根据仿真结果，如果判定一个移动台会导致干扰，该仿真器/控制器指导一个基站向该移动台发送一个消息，使该移动台在干扰发生前就启动该移动台中的接收机前端衰减器。同样，根据仿真结果，如果判定一个移动台会导致干扰，该仿真器/控制器指导一个基站向该移动台发送一个消息，强迫该移动台在该干扰发生之前进入软切换。
在一个特定的软切换实施例中，在一个扩频无线通信系统中的一个仿真器/控制器仿真多个接收信号的特性，这些信号将由相应的多个基站发射，这些基站的某些子集将是软切换的候选基站。然后，分析多个接收信号的仿真特性，根据分析结果，该控制器通知该多个基站中的某一个，由它去指导该移动台进入另一基站的软切换。在这个实施例中，该接收信号是接收监控信号。
图1以方框图的形式，简要描述了一个无线通信系统100，它可以从采用根据本发明的仿真和控制中获益。在本优选实施例中，该无线通信系统100是一个码分多址(CI)MA)蜂窝无线电话系统。然而，令本技术的一般技术人员将懂得，根据本发明的仿真器/控制器可以应用到任何无线通信系统中，它们的系统级实时仿真可用于预测何时何地需要控制。
对照图1，为了简便而采用了缩写。下面是图1中用到的缩写的定义列表：
BS    基站
CBSC  集中式基站控制器
HLR   归属用户位置寄存器
ISDN  综合业务数字网
MS    移动台
MSC   移动交换中心
MM    移动性管理
OMCR  运行和维护中心-无线
OMCS  运行和维护中心-交换
PSTN  公用交换电话网
TC    码变换器
S/C   仿真器/控制器
VLR   访问者位置寄存器
如图1所示，多个基站101-103连接到一个CBSC 104上。每个基站101-103向一个移动台105提供射频(RF)通信。在本优选实施例中，在基站101-103和移动台105中完成发射机/接收机(收发信机)硬件以实现RF通信资源的传送，它本质上遵循题为《TIA/EIA/IS-95A，双模宽带扩频蜂窝系统的移动台-基站兼容性标准》(Mobile Station-BaseStatiOn  COmpatibility  Standard  for  Dual  Mode  Wideband  SpreadSpectrum Cellular System，1993年7月)的文件之规定，它可从电信工业协会(TIA)得到，地址为：Telecommunication Industry Association(TIA)，2001 Pennsylvania Ave.，Washington，D.C.，20006。其中，CBSC104通过TC 110负责呼叫处理，并通过MM109负责移动性管理。CBSC 104还包括一个仿真器/控制器(S/C)113，它为根据本发明的系统控制提供实时系统仿真。CBSC 104的任务还包括特征控制和传输/网络接口。关于CBSC 104的一般功能的更多信息，可参看同时转让于本发明受让人的Bach等人的美国专利5,475,686，在此将它作为参考。
图8简要描述了根据本发明的S/C 113。如图8所示，S/C 113包括一个仿真器800，它用于仿真与无线通信系统方面有关的将来会带来损害的事件。该S/C 113还包括一个控制该无线通信系统的控制器806用以避免这些将来会带来损害的事件。一个微处理器(μP)根据仿真协调该无线通信系统的控制。在本优选实施例中，与该无线通信系统有关的方面包括，但又不仅局限于这些：该无线通信系统是如何接到不同无线通信系统上的；该无线通信系统是如何接到一个相似的但层结构又不同的无线通信系统上的；该无线通信系统是如何执行功率控制的；该无线通信系统是如何实现天线交换/转向调整的；以及该无线通信系统是如何实现通信切换的。令本技术的一般技术人员将懂得，该S/C 113可应用于任何系统，该系统首先能被仿真，以预测将来的事件，并能受控避免那些会对该无线通信系统的操作带来损害的事件。
为了对系统有一个全面的了解，将进一步解释图1的余下部分。同样还画在图1中的是一个OMCR 112，它接到CBSC 104的MM109上。该OMCR 112用于通信系统100无线部分(CBSC 104和基站101-103的结合)的操作和一般性维护。CBSC 104接到一个MSC 115上，它提供在PSTN 120/ISDN 122和该CBSC 104之间的交换能力。OMCS 124负责该通信系统100交换部分(MSC 115)的操作和一般性维护。HLR 116和VLR 117向通信系统100提供主要用于计费目的的用户信息。
CBSC 104、MSC 115、HLR116和VLR 117的机能如图1所示，然而，令本技术的一般技术人员将懂得，这些功能同样也可以集中到专用单元中。同样，对于不同的配置，该TC 110既可以放置在MSC 115，也可以放置在基站101-103中。将MSC 115接到CBSC 104的链路126是一个T1/E1链路，在本技术中这广为人知。通过将TC 110放置在CBSC中，利用TC 110对输入信号(从T1/E1链路126输入)的压缩，链路预算可以实现4∶1的改进。压缩信号被发送给某个特定的基站101-103以传输给某个特定的移动台105。需要重点注意的是传送给某个特定基站101-103的压缩信号在基站101-103中，在传输之前还作了进一步的处理。传送给移动台105的最终信号在形式上与TC 110输出的压缩信号是不同的，但在本质上是一样的。
当移动台105接收到由某个基站101-103发送的信号时，该移动台105将“还原”(通常称为“解码”)由系统100所作的大部分处理。当移动台105向某个基站101-103回送一个信号时，该移动台105同样完成它自己的处理。经过处理的信号由移动台105(对信号的处理是改变信号的形式但不改变信号的本质)发送给某个基站101-103后，基站101-103将“还原”对该信号所作的处理并传送到位于系统100内的适当地点。最后，该信号会通过T1/E1链路126发送给某个终端用户。
图2以方框图的形式，简要地描述了一个CDMA移动台105的发射机200与CDMA基站101-103中任何一个(或全部)的接收机203之间的通信。在该通信系统的编码部分201中，诸业务信道数据比特202从一个微处理器(μP)205产生，并以某个特定比特率(例如每秒9.6千比特)输入给一个编码器204。该μP 205接到指定相关功能部件207上，这些功能包括呼叫处理、链路建立和其它有关无线通信的建立和维持的一般功能。这些业务信道数据比特202可以是由语音编码器转换为数据的语音、纯数据或这两种类型数据的结合。编码器204用一定编码算法以固定编码速率(1/r)将业务信道数据比特202编码成数据符号206，编码算法易于后面用最大似然度将该数据符号解码为数据比特(例如卷积或块编码算法)。例如，编码器204对业务信道数据比特202(例如以每秒9.6千比特速率接收的192个比特)编码，采用的速率是将一个数据比特变成三个数据符号的固定编码速率(也就是1/3)，从而该编码器204输出数据符号206(例如以每秒28.8千符号速率输出的576个数据符号)。
然后，该数据符号206被输入到一个交织器208。交织器208将该数据符号206组织成块(也就是帧)，并在符号层次上块交织该输入数据符号206。在交织器208中，该数据符号被逐个地输入到一个数据符号块大小预定的矩阵中去。该数据符号被输入到该矩阵内的位置上，并按列填充。该数据符号被逐个地从该矩阵内的位置上输出，并按行腾空。典型地，该矩阵是一个行数等于列数的正方矩阵；然而，也可以选择其它矩阵形式以提高相继的未交织数据符号之间的输出交织距离。交织器208用与数据符号输入时相同的速率(例如每秒28.8千符号)输出交织后数据符号110。由该矩阵定义的数据符号块的预定大小由预定长度的传输块内、能以一定编码比特速率发送的最大数据符号的数目得到。例如，如果数据符号206以每秒28.8千符号的速率从编码器204输出，同时如果传输块的预定长度为20毫秒，则数据符号块的预定大小为每秒28.8千符号乘上20毫秒等于576个数据符号，这定义了一个18乘32的矩阵。
编码交织数据符号210从该通信系统的编码部分201输出并输入给该通信系统的发射部分216。数据符号210由一个调制器217来准备在一个通信信道上传输。接着，调制信号提供给一个天线218以用于在数字无线信道108上传输。
调制器217在一个扩频过程中，通过从编码交织数据符号210来产生一个长度固定的码字序列，以准备数据符号210用于直接序列CDMA传输。例如，位于一个参考编码数据符号210流中的数据符号可能被扩展成一个特定的长度固定的码字，从而六个一组的数据符号由64比特长的专用码字来表示。表示这六个一组的数据符号的码字通常被合并，以形成64比特长的专用码字。该扩频处理的结果是在以某固定速率(例如每秒28.8千符号)来接收编码交织数据符号210的调制器217中，现在有一个码字为64比特的扩展序列，码字的固定符号速率更高(例如每秒307.2千符号)。令本技术的熟练技术人员将懂得，在编码交织数据比特流210中的数据符号，还可以根据大量其它的算法来扩频成一个码字长度更长的序列。
通过用一个长扩频码(例如PN码)对该序列的进一步扩频，该扩展序列还可用于直接序列码字分开的扩频传输。该扩频码是一个用户特定的符号序列或唯一用户码，它以固定码元速率(例如每秒1.228兆码元)输出。除了发送用于确认是哪个用户发送了数字无线信道108上的编码业务信道数据比特202以外，通过对编码业务信道数据比特202进行扰码扰频，该唯一用户码提高了通信信道中的通信安全性。另外，通过驱动一个正弦的相位控制，用户码扩频编码数据比特(也就是数据符号)被用于双相调制该正弦。该正弦输出信号经带通滤波、RF频率转换、放大、滤波并由一个天线218传播，完成业务信道数据比特202在一个数字无线信道108中的传输，所采用的是二进制相移键控(BPSK)调制。
基站接收机203的接收部分222通过天线224，从数字无线信道108上接收发送来的扩频信号。接收信号被输入到一个接收机前端221，它所包括的电路将数字无线信道108下变频成一个适于采样的信号。接收机前端221的输出由解扩器和采样器226采样为数据样本。接着，数据样本242被输出给通信系统的解码部分254。
解扩器和采样器226最好是用BPSK来采样接收扩频信号，通过滤波、解调、从RF频率转换、以及以某预定速率(例如每秒1.2288兆样本)采样。接着，该BPSK采样信号通过用该长扩频码对接收采样信号进行相关来实现解扩。得到的解扩采样信号228以一个预定速率采样，并被输出给一个非相干检测器240(例如每秒307.2千样本，从而一个接收扩频信号的四个样本的序列被解扩，并/或由一个专用数据样本来表示)以用于后来的数据样本242的非相干检测。
令本技术熟练人员将懂得，多个接收部分222到223和天线224到225可以分别用于实现空间分集。第N个接收部分可以采用与从数字无线信道108中的接收扩频信号来接收数据样本相同的方式，就跟上面描述的接收部分222一样。这N个接收部分的输出242到252最好被输出给一个加法器250，它将这些输入数据样本分集合并成一个相干检测数据样本260的合成流。
然后，形成软判决数据的专用数据样本260被输入给一个解码部分254，它包括一个在逐个数据层次上给该输入软判决数据260去交织的去交织器262。在去交织器262中，该软判决数据260逐个地输入到一个矩阵中去，该矩阵定义了软判决数据块的预定大小。该软判决数据被输入到该矩阵中的位置上，并按行填充。去交织后的软判决数据264被逐个地从该矩阵中的位置输出，并按列腾空。去交织后的软判决数据264由去交织器262用与它们输入时相同的速率输出(例如每秒28.8千符号)。
由该矩阵定义的软判决数据块的预定大小从最大数据样本采样速率得到，数据样本由在预定长度传输块中接收到的扩频信号得到。
去交织软判决数据264输入给一个解码器266，它用最大似然解码技术来生成估计业务信道数据比特268。该最大似然解码技术可以通过本质上与Viterbi解码算法类似的算法得到改进。解码器266用一组逐个的软判决数据264来生成一组软判决转移矩阵，供在每个特定时间状态下的最大似然序列估计解码器266使用。生成每组软判决转移矩阵时所用的软判决数据264的数目与卷积解码器204输出的数据符号206的数目相对应，卷积解码器204的输出从其每个输入数据比特202得到。每一组中的软判决转移矩阵的数目等于二的每组中的软判决数据264的数目次方。例如，当在发射机中采用一个1/3卷积解码器时，从每个输入数据比特202生成三个数据符号105。因此，解码器266用这有三个个别的软判决数据264的组来生成八个软判决转移矩阵，供在每个特定时间状态下的该最大似然序列估计解码器266使用。估计业务信道数据比特268的生成速率与软判决数据264输入到解码器266的速率以及用于对输入的诸数据比特进行初始编码的固定速率均有关(例如，如果软判决数据以每秒28.8千矩阵的速率输入，并且最初编码速率是1/3，则估计业务信道数据比特268以每秒9600比特的速率输出)。
该估计业务信道数据比特268输入到一个μP 270中，它与μP 207类似。同μP 207的情形一样，该μP 270是接到一个指定相干功能部件272上，该部件执行包括呼叫处理、链路建立和其它有关无线通信建立和维护的一般功能。该μP 270还接到一个接口274上，它允许基站103的接收机203与CBSC 113通信。
图3简要地描述了CDMA基站101-103中的任何一个的发射机300与一个CDMA移动台105的接收机303的通信。在该通信系统的编码部分301中，业务信道数据比特302从一个μP 305输出，并以一个特定速率输入给一个编码器304(例如每秒9.6千比特)。该μP 305接到一个指定相干功能部件307上，该部件执行同图2的部件207和272类似的有关无线功能。该μP 305还接到一个接口309上，它允许基站102的发射机300与CBSC 114通信。
该业务信道数据比特302可以是由语音编码器转换为数据的语音、纯数据，或是这两种数据类型的结合。编码器304以一固定的编码速率(1/r)将该业务信道数据比特302编码成数据符号306，采用的编码算法要便于下一步用最大似然解码法将该数据符号解码成数据比特(例如卷积或块编码算法)。例如，编码器304对业务信道数据比特302编码(例如以每秒9.6千比特速率接收到的192个输入数据比特)，所用的固定编码速率为一个数据比特编码成两个数据符号(也就是1/2)，从而该编码器304输出数据符号306(例如以每秒19.2千符号的速率输出384个数据符号)。
然后，该数据符号306被输入到一个交织器308中。交织器308将该数据符号306组织成多个块(也就是帧)，并在该符号层次上对该输入数据符号306进行块交织。在交织器308中，该数据符号被逐个地输入到一个定义了一个预定数据符号块大小的矩阵中。该数据符号被输入到该矩阵中的位置上，从而该矩阵按列的方式填充。该数据符号被逐个地从该矩阵中的位置输出，从而该矩阵按行的方式腾空。典型地，该矩阵是一个行的数目等于列的数目的正方矩阵；然而，也可以选择其它形式的矩阵以提高相继的未交织数据符号之间的输出交织距离。该交织数据符号310以与数据符号输入速率相同的速率由交织器308来输出(例如每秒19.2千符号)。由该矩阵定义的数据符号块的预定大小从在一个预定长度传输块中可以传送的数据符号的最大数目来得到。例如，如果数据符号306从该编码器304以每秒19.2千符号的速率输出，同时，如果传输块的预定长度为20毫秒，那么数据符号的块的预定大小为每秒19.2千符号乘上20毫秒(ms)，它等于384个数据符号，定义了一个18乘32的矩阵。
编码交织数据符号310从该通信系统的编码部分301中输出，并输入给该通信系统的发射部分316。该数据符号310由调制器317准备以便在一个通信信道上传送。接着，该调制信号被送给一个天线318，用于在数字无线信道108上传输。
调制器317通过对编码交织数据符号310进行数据扰码，为直接序列码分扩频传输准备好数据符号310。数据扰码用一个长码字伪噪声PN码元的二进制值对交织器输出符号310执行模2加法得到，伪噪声PN码元在那个符号的传输周期的开始处就有了。这个伪噪声PN序列相当于一个工作在1.2288MHz时钟频率的长码字，其中，只有每隔64个的第一个用于数据扰码(也就是说，所用的速率是每秒19200采样)。
扰码以后，在扩频处理中，从该扰码数据符号得到一系列的长度固定的码字。例如，在扰码数据符号流中，最好每个数据符号都可以被扩展成一个唯一的长度固定的码字，从而每个数据符号由一个单独的64比特长的码字来表示。这一扩频处理的结果是，以固定速率(如每秒19.2千符号)来接收编码交织数据符号310的调制器317现在有一个长度为64比特的码字扩展序列，其固定符号速率更高(如每秒1228.8千符号)。令本技术的熟练技术人员将懂得，在编码交织数据比特310流中的数据符号可以根据大量其它的算法来扩展成码字长度更长的序列，但又不脱离本发明的范围和精神。
通过用一个长扩展码字(例如PN码字)对该扩展序列的进一步扩展，该扩展序列还准备用于直接序列码分扩频传输。该扩展码字是一个用户特定符号序列或唯一的用户码字，它以固定的码元速率输出(例如每秒1.2288兆码元)。除了提供关于用户在数字无线信道308上向谁发送了编码业务信道数据比特302的标识以外，通过对该编码业务信道数据比特302进行扰码，该唯一的用户码字提高了通信信道的通信安全。另外，用户码字扩展编码数据比特(即数据符号)通过驱动一个正弦的相位控制，来双相调制该正弦。该正弦输出信号经带通滤波、RF频率转换、放大、滤波并由一个天线318传播，以完成业务信道数据比特302以BPSK调制方式在一个数字无线信道108中的传输。
当设计一个CDMA无线通信系统去覆盖已有无线通信系统(例如一个AMPS无线通信系统)时，必须对由于该系统的加入所导致的所有系统间的干扰进行估计并使其最小化。有多种潜在的系统间干扰机制，但是主要的问题是混合在CDMA移动台105的前端中的强AMPS基站传输所导致的干扰，它在CDMA移动台105的通带中生成了不需要的信号。
还是参看图3，移动台接收机303的接收部分322通过天线324，从数字无线信道108来接收发射的扩频信号。在本优选实施例中，接收机303是一个分集接收机，本技术中它广为人知。接收信号被输入给接收机前端321，它包括将数字无线信道108下变频成一个适于采样的信号的电路。接收机前端321还包括一个天线327(没有画出)，它用于减轻上述的AMPS干扰影响。如同在本技术中为人熟知的一样，天线327位于接收机303的前端321时会由于一定的衰减而减弱了所需的(CDMA)信号，但会以该衰减的(三)倍去减弱在接收机200中产生的不需要的IM结果。同样，通过选择性地使衰减器有效和无效，干扰AMPS信号的影响被减弱，呼叫质量得到提高，漏呼的可能性明显减小。
还是参看图3，接收机前端321的输出由解扩器和采样器326采样为数据样本。接着，数据样本342输出到该通信系统的解码部分354中。解扩器和采样器326最好是通过滤波、解调、从RF频率转换、以及用预定速率采样(例如每秒1.2288兆样本)，用BPSK来时该接收扩频信号进行采样。接着，通过用长扩展码字对该接收采样信号进行相关来解扩该BPSK采样信号。结果得到的解扩采样信号328是以一个预定速率来采样的，并被输出给一个非相关检测器340(例如每秒19.2千样本，从而接收扩频信号的一个64个样本序列被解扩和/或由一个单个数据样本来表示)用于数据样本342的非相干检测。
令本技术熟练技术人员将懂得，多个接收部分322到323以及天线324到325分别能实现空间分集。第N个接收部分的运作方式是与上述的接收部分322从数字无线信道320中的接收扩频信号来取出数据样本的方式一样的。该N个接收部分的输出342到352最好输入给一个加法器350，它将输入数据样本分集合并为一个相干检测数据样本360的合成流。
然后，形成软判决数据的特定数据样本360被输入到一个解码部分354中，该解码部分354包括一个去交织器362，由去交织器362在该特定数据层次上对输入软判决数据360进行去交织。在去交织器362中，软判决数据360被逐个输入到一个定义了软判决数据块预定大小的矩阵中。软判决数据被输入到该矩阵的位置上，并按行填充。去交织软判决数据364从该矩阵中的位置逐个地输出，并按列腾空。该去交织软判决数据364由去交织器362以与它们输入时相同的速率输出(例如每秒19.2千符号)。
由该矩阵定义的软判决数据的块的预定大小从采样输入样本的最大速率推得，数据样本来自于预定传输块长度内接收到的扩频信号。
去交织软判决数据364输入到一个解码器366中，它用最大似然解码技术来生成估计业务信道数据比特368。最大似然解码技术可以通过采用一种本质上与Viterbi解码算法相似的算法得到提高。解码器366利用一组特定软判决数据364，生成一组软判决转移矩阵，供最大似然序列估计解码器366的每个特定时间状态使用。该组中，用于生成每组软判决转移矩阵的所用的软判决数据364的数目与卷积编码器304从每个输入数据比特302而生成的输出中的数据符号306的数目相等。每组中的软判决转移矩阵的数目等于二的每组中的软判决数据364的数目次方。例如，当在发射机中使用一个1/2卷积编码器时，从每个输入数据比特302生成两个数据符号306。因此，解码器366用多个两个特定软判决数据块364来生成两个软判决转移矩阵，供最大似然序列估计解码器366的每个特定时间状态使用。估计业务信道数据比特368用一定速率来生成，速率与软判别数据364被输入到解码器366所用的速率以及最初对该输入数据比特302进行编码时所用的固定速率有关(例如，如果该软判别数据以每秒19.2千矩阵输入，以及最初编码速率为1/2，则估计业务信道数据比特368以每秒9600比特输出)。估计业务信道数据比特368输入到一个μP 370，它解释估计业务信道数据比特368以及其它字段。μP 370还通过控制线路接到前端321上。根据基站102来的命令，μP 370根据本发明激活/中止衰减器327。μP370还接到相关功能部件372上，它执行与那些由部件207、272和307所执行的功能类似的相关无线功能。
如上所述，一个CDMA无线通信系统是动态的，因为允许小区边界移动时，一个CDMA系统的小区边界相对于固定CDMA基站而言始终在移动，该CDMA无线通信系统能在其它参数，如前向链路功率电平变化时保持干扰电平的相对稳定。因此，为获得一个CDMA无线通信系统的精确仿真，要尽可能多地解释系统参数和相应的影响。
同样如上所述，某些其它无线通信系统给CDMA无线通信系统带来了干扰问题。CDMA无线通信系统因其传输和接收的宽带特性而变得特别脆弱。例如，一个安装在移动台105中的CDMA接收机303能在1.25MHz的频率范围内接收CDMA信号。另外，从一个CDMA基站103到CDMA移动台105的传输，典型地是一个大约集中在880MHz频率附近的射频(RF)载波(或个人通信系统PCS所用的1960MHz)。由于RF载波频率与其它无线通信系统(例如AMPS无线通信系统)的RF载波频率十分接近，所以从AMPS无线通信系统来的强信号会出现在CDMA移动台105的频率范围内，给CDMA移动台105带来互调(IM)影响。这些在CDMA移动台105中产生的IM影响会使通往CDMA移动台105的CDMA通信质量变差，或者使通往CDMA移动台105的CDMA通信完全丢失。
如上所述，对一个给CDMA移动台105带来干扰的图1中的AMPS基站107的最简单解决办法是激活CDMA移动台105的前端中的衰减器。因此完全可以理解在CDMA移动台105中激活/中止该衰减器的效用，在该CDMA无线通信系统的仿真中，有必要包括对干扰AMPS无线通信系统的仿真。通过将这两种仿真叠加在一起，可以完全理解对CDMA无线通信系统起干扰作用的AMPS无线通信系统的影响。
将起干扰作用的AMPS无线通信系统和CDMA无线通信系统的仿真合并起来的基本方法是：所有类型的AMPS对CDMA的干扰作为单个数据“平面”被包括到CDMA系统仿真器中去。当从CDMA移动台105的后端(即衰减器327以后)来观察时，这个数据平面表示所有AMPS干扰噪声源的叠加。当执行仿真时，这个噪声被看作是在CDMA移动台105的Eb/No方程中的一个额外项。如果衰减器327被激活了，它被看作是在CDMA移动台105的Eb/No方程中的一个额外项，还被看作CDMA移动台105的一个修正的噪声指数。
本技术一般技术人员熟知的CDMA移动台105的Eb/No方程在没有任何AMPS干扰时为： Eb / No = Σ i = 1 M ( ( W / R ) φ ( B ( i ) ) Ix ( i ) N th + Ioc + Σ j = i Ix ( j ) )
Ix(i)＝Ior(B(i))β(i，B(i))其中：
M是瑞克接收机中的支路的数目；
(W/R)是处理增益(例如，对于一个兼容于IS-95的CDMA系统为128)；B(i)是表示接收基站的索引，接收基站在分集接收机的第i个支路中接收到CDMA信号；IOR(B(i))是前向CDMA信道(导频、页面、同步以及所有正交业务信道)从服务基站B(i)发射的平均接收功率；Ix(i)是前向CDMA信道的平均接收功率，它从该服务基站B(i)发射，从该瑞克接收机的第i个支路中接收；β(i，B(i))是在该瑞克接收机的第i个支路中接收的IOR(B(i))的一部分；例如，M＝3，B(1)＝n，B(2)＝n，B(3)＝m，β(1，B(1))＝β(1，n)＝0.677，β(2，B(2))＝β(2，n)＝0.333，β(3，B(3))＝β(3，n)＝1.0，意味着在用于分集合并的移动台105的接收机303中，有三个接收部分(支路)。CDMA移动台105与基站n和m是双向软切换的。在瑞克支路1中的信号从基站n接收，在瑞克支路2中的信号从基站n接收，在瑞克支路3中的信号从基站m接收。由于时延扩展，基站n的发射信号的功率被分裂成两个分集支路(两个路径或两条射线)，该功率的0.667倍在瑞克支路1中接收，该功率的0.333倍在瑞克支路2中接收。(B(i))是分配给基站B(i)中的业务信道的功率部分，即，(10log(B(i))＝Tch Ec/IOR(Bi)))，其中Tch Ec/IOR(B(i))是用于前向业务信道的每个PN码元的平均发射能量与总发射功率频谱密度之比；Nth是在CDMA移动台105中产生的热噪声；以及IOC是除了服务基站以外的由CDMA单元产生的干扰。当包括AMPS干扰噪声源时，关于CDMA移动台105的这个Eb/No方程变为： Eb / No = Σ i = 1 M ( ( W / R ) φ ( B ( i ) ) Ix ( i ) N th + Ioc + I AMPS + Σ j = i Ix ( j ) ) 其中IAMPS是AMPS下行链路的IM干扰。
已经看到，在上面的Eb/No方程中唯一的区别是AMPS干扰项IAMPS。接下来，我们假定是单向软切换和平坦衰落环境(没有时延扩展)以简化分析。实际上，AMPS干扰是如此严重，以致于用软切换时的性能与没用软切换时的性能没有明显的差别。令本技术的一般技术人员将懂得，简化情形的分析可以扩展应用到上述的Eb/No方程所描述的一般情形中去。对于简化情形而言(单向软切换)，CIMA移动台105的Eb/No方程在没有任何AMPS干扰时为： Eb / No = ( W / R ) φIor N th + Ioc (方程1)
当包括AMPS干扰噪声源时，CDMA移动台105的Eb/No方程变为： Eb / No = ( W / R ) φIor N th + Ioc + I AMPS (方程2)有步进衰减器时，CDMA移动台105的Eb/No方程变为： Eb / No = ( W / R ) φIor ( N th / α ) + Ioc + α 2 I AMPS (方程3)其中α是衰减器327的线性增益(例如，对于20dB衰减时α＝0.01)。
在实际中，AMPS干扰噪声量与CDMA移动台105到导致该干扰的AMPS基站之间的距离的关系十分紧密。这是由于靠近那个AMPS基站的路径损耗是天线位置、增益、下斜和其它因素的函数，它变化很快。这样一来，即使对于一个单独小区中的不同天线，也不得不通过天线的基础部分对一个天线进行建模。为简化模型，假定直接围绕在该干扰AMPS天线周围的只有一个单位面积。这已经足以在干扰AMPS天线附近，使CDMA移动台受到该AMPS干扰的影响，根据功率控制来产生响应；以及以一个很好的近似，来产生由于AMPS干扰对该CDMA无线通信系统的余下部分的影响。
在此必须注意到，存在设计CDMA无线通信系统的系统设计工具。其中的一种这样的系统设计工具如“CDMA网络工程手册”(The CDMA NetworkEngineering Handbook)，(Qualcomm 1992年11月23日)所述。然而，在那本手册中，没有提到在此讨论的AMPS干扰问题。
图4以方框图的形式，简要描述了一个AMPS干扰仿真器403，它被连接到一个根据本发明的CDMA系统仿真器406上。如图4中所示，AMPS干扰仿真器403接到CDMA系统仿真器406上，CDMA系统仿真器406有一个包含AMPS干扰的CDMA无线通信系统的仿真输出。通过将AMPS干扰的贡献包括进CDMA系统仿真中，从而在仿真过程中生成CDMA无线通信系统的更为精确的表示。
为将一个起干扰作用的AMPS无线通信系统与一个CDMA无线通信系统的仿真结合起来，使用一个AMPS干扰仿真器403，生成一个关于干扰AMPS无线通信系统的网孔文件，该AMPS干扰仿真器403在逻辑上与CDMA系统仿真器是分离的，但在物理上位于S/C113中。在此所用的网孔文件是一个表示运行仿真的仿真空间([x，y]地理坐标)的文件。要着重注意的是CDMA无线通信系统的仿真空间和AMPS无线通信系统的仿真空间必须高精确度地重叠。这可以通过采用相同仿真空间大小/坐标方案以及相同的纬度和经度参考点来实现。
为开始AMPS干扰仿真，AMPS干扰仿真器403从存储器409读取数据，数据包括无线通信系统内的所有AMPS基站的[x，y]坐标位置信息(这包括属于CDMA基站101-103的同一运行者的AMPS基站，以及那些属于其他运行者的AMPS基站)。这个数据表示为图4中的amps-system-same和amps-system-other。从存储器409中读取的另一数据是图4所示的amps-sim-space，它代表该AMPS仿真空间、标称的AMPS信号强度以及其它干扰参数(诸如在起干扰作用的AMPS单元周围的干扰单位面积的半径或一个由指数衰减函数定义的面积)。在AMPS干扰仿真器403的程序块412中，确定仿真空间内所有的AMPS基站。程序块412的输出是仿真空间内的同一系统的AMPS基站(以amps-grid-same表示)，以及仿真空间内的其它系统的AMPS基站(以amps-grid-other表示)。数据amps-grid-same和ampa-grid-other还包括在仿真空间内与特定AMPS基站相对应的干扰参数(频率、功率电平等)。
数据amps-grid-same和amps-grid-other输入到程序块415中，它为特定的AMPS基站编辑和修正干扰参数。干扰参数要求在仿真的这一阶段进行编辑和修正，这是因为有些干扰AMPS的位置比其它的位置更为重要(例如一个靠近主高速公路的位置)，从而干扰信号强度以及它们周围的干扰区域半径不同。程序块415的输出是amps-grid-same-mod和amps-grid-other-mod。
在这一点，图4的程序块418以所需的网孔分辨率(即x和y方向上孔的尺寸)来生成一个AMPS干扰网孔文件。该AMPS干扰网孔文件代表在给定的仿真空间中，AMPS无线通信系统所产生的干扰数量。如果仿真空间贯穿了整个AMPS无线通信系统，那么该AMPS干扰网孔文件将表示由整个AMPS无线通信系统所产生的干扰。
在本优选实施例中，在程序块418中生成的这个AMPS干扰网孔文件是用一个预定的干扰模型来生成的。AMPS干扰包括三部分：发射IM、移动产生的IM以及边带噪声。三者之中，移动产生的IM对AMPS干扰的贡献最为明显。AMPS IM干扰用以下模型表示：
  IAMPS(dBm)＝3SA(dBm)-2IP3(dBm)+Kavg(dB)  (方程4)其中IAMPS是AMPS下行链路互调干扰；SA是以接收机303天线连接器为参考的每个信道的AMPS载波接收信号强度；IP3是CDMA移动台105的三阶截接点。Kavg是一个依赖于AMPS载波数目及其频率的常数。
为计算Kavg，首先要计算多音频三阶IM功率。多音频IM是由于两个频率和/或三个频率的组合所导致的，分别称之为二音频IM和三音频IM。假定干扰信号由M个功率为S1(dBm)到SM(dBm)和频率为f1到fM的信号构成。二音频IM的计算如下。在M个可能频率中，考察两个频率fi和fj(i＞＝1，j＜＝M)，使2fi-fj和2fj-fi落在CDMA频带中的所有可能组合。在这种情形下，这两个频率产生一个落在CDMA频带中的IM音频，它的平均功率在2fi-fj落在频带中时等于2Si+Sj-2IP3，或者在2fj-fi落在频带中时等于2Sj+Si-2IP3。三音频IM的计算如下。在M个可能频率中，考察三个频率fi、fj和fk(i＞＝1，j，k＜＝M)，使fi+fj-fk、fi+fK-fj和fj+fk-fi落在CDMA频带中的所有可能组合。在这种情形下，这三个频率产生一个落在CDMA频带中的IM音频，它的平均功率为Si+Sj+Sk-2IP3+6。多音频IM是所有可能的二音频和三音频IM功率的和。根据方程(4)立刻可以从多音频IM的计算得到Kavg。
如果已知AMPS载波的频率，可以算得Kavg的精确值，否则，根据起干扰作用的AMPS位置中所采用的频率分配以及为预定业务量而激活的载波数量所作的假定，求得一个概率值。例如，在7个小区、3个扇区以及21个信道间隔频率分配的假定下，CDMA移动台105从每个AMPS扇区接收一个AMPS信道“梳”。这个梳由带21个信道间隔(630kHz)的AMPS信道构成。梳中的AMPS信号的数目依赖于频率分配组合以及16和19之间的范围。在上述假定下，Kavg大约为24dB。
可以看出，本优选实施例中所完成的干扰模型是互调(IM)计算的一个精确或概率函数。测试421判决AMPS频率分配与路径损耗是否已知。如果这些参数未知，IM参数(包括CDMA移动台105的IP3以及前面提到的Kavg值)用于在程序块424中计算概率的IM。然而，如果测试421判定AMPS频率分配和路径损耗为已知，则利用这些参数和IM参数在程序块427中计算IM的精确值。
在这一点上，AMPS干扰的影响可以被包括到CDMA系统仿真器406中。作为CDMA系统仿真器406的额外输入，提供指导CDMA系统仿真器406如何处理和分析AMPS干扰的参数。可能输入到CDMA系统仿真器406中的参数如下：“0”没有干扰。该CDMA系统仿真器406忽略AMPS干扰，从而不对它
进行考虑。“1”AMPS干扰存在。CDMA系统仿真器406执行计算，并生成考虑了
AMPS干扰的性能结果。“2”AMPS干扰存在，并且CDMA移动台105有一个可切换的衰减器。
在这个选项中，CDMA系统仿真器406读取一个关于移动台105的接
收信号强度指示(RSSI)阈值(以dBm表示)，用于移动台105前
端的衰减器的切换。“3”AMPS干扰存在，并且CDMA移动台有一个可切换的衰减器。在这
个选项中，CDMA系统仿真器406读取移动台105的Ec/Io阈值(以
dB表示)，用于衰减器的切换。“4”AMPS干扰存在，并且CDMA移动台有一个可切换的衰减器。在这
个选项中，CDMA系统仿真器406读取移动台105的AMPS干扰功率阈
值(以dBm表示)，用于衰减器的切换。在这个选项中，衰减器的插
入是在对AMPS干扰的充分认识基础上进行的(理想的)。“5”AMPS干扰存在，并且CDMA移动台有一个可切换的衰减器。在这
个选项中，CDMA系统仿真器406读取帧删除率(FER)以及移动台
105的RSSI，用于衰减器的切换。
需要着重注意的是，为什么需要将AMPS干扰包括到CDMA系统仿真器406中去的原因。当一个CDMA移动台105靠近一个带来大量干扰的AMPS基站时，CDMA移动台105实质上变得无法对CDMA基站101-103进行接收。同样，即使其中一个CDMA基站101-103可以完成切换，移动台105也将无法从服务CDMA基站接收切换指令。这对发送给受到这个叠加功率干扰的移动台105的下行链路业务信道功率产生了影响，该叠加功率被看作是系统余下部分的噪声；这还在一定程度上影响到了所有的下行链路信道。即使这个切换状态没有受到影响，发送的下行链路功率由于干扰而改变了，从而在一定程度上影响了其它下行链路CDMA信道。
通过在CDMA系统仿真器406中考虑AMPS干扰和衰减器的影响，实现了CDMA系统覆盖和性能更精确的预测。得到了提高的CDMA参数包括，但不局限于此，几乎所有的前向链路性能参数，如Ec/Io、移动台Eb/No、移动台FER以及最佳服务器所需要的前向功率。CDMA系统设计者对所有这些参数的每一个都十分熟悉，不需要作进一步的定义或讨论。CDMA系统仿真器406包括了AMPS干扰，它还能分析在CDMA移动台105的前端使用固定衰减器与可变衰减器的影响，以及分析使用不同标准来激活/中止该衰减器的影响。这些能力的每一个都能在该CDMA无线通信系统的实际采用前，提供一个更为精确的CDMA无线通信系统特征。
CDMA系统仿真器406能说明AMPS干扰，这一能力给CDMA系统设计者提供了许多优势。例如，优势之一是现在能精确地设计同时含有CDMA和AMPS基站的系统，牢记一点：当在同一地理区域中同时存在CDMA和AMPS系统时，预料会有两者之间的相互干扰存在。对某些区域，最初的CDMA系统是通过一个逐步的方案来实现的，其中只是有效AMPS基站的一个子集换成了CDMA基站。这个方案对于互调干扰比CDMA与AMPS一对一的方案更为脆弱。这是因为，在AMPS基站附近，某个CDMA移动台105接收机中产生的互调噪声影响不能通过一个远处的CDMA服务基站来加以克服。在CDMA业务信道上的大FER会导致呼叫质量变差或甚至是漏呼。利用包括AMPS干扰影响的CDMA系统仿真器406，可以开发一个精确的CDMA无线通信系统方案，减小上面提到的呼叫质量差或者漏呼的问题。
利用CDMA仿真器406，可以开发出一种简单的方法，在系统设计阶段就确定哪个AMPS基站可能会导致系统间的干扰问题。采用相同的方法，描述了一种自动方法，它能使上面提到的问题最小化或得到消除。该方法通过一阶近似，以判定一个围绕特定AMPS基站(不与CDMA基站放置在一起)的周围地区是否会由于AMPS干扰而使CDMA系统中的漏呼猛增。这也是一种“筛选”技术，可通过在某个特定地区中，用一个附加的CDMA基站来考虑所有已经存在的AMPS基站。在某个特定系统设计中应用本方法以后，可以对导致问题的AMPS基站进行附近的附加测量和附加仿真，以精确地描述AMPS干扰对该CDMA系统的影响。
接下来是一组用于简化AMPS和CDMA系统间相互作用的假定，它们同样用于导出在存在潜在的AMPS干扰时CDMA系统设计的一般准则。如果假定是平坦衰落传播(单个射线或者没有时延扩展)和单向切换，包括AMPS干扰的CDMA前向链路信道的比特能量-噪声密度比(Eb/No)，对于未修改的CDMA移动台105，由方程(2)给出；对于采用步进衰减器327的CDMA移动台105，由方程(3)给出。AMPS下行链路IM干扰由方程(4)描述。当CDMA移动台105靠近一个不存在一起放置的AMPS位置时，方程(2)或(3)的分母受由AMPS干扰项支配，因此(为达到可以接受的性能)，在CDMA移动台105中的AMPS和CDMA接收信号的比值必须满足：
3SA(dBm)-SC(dBm)＜21-Kavg-Eb/Noth+2IP3+2α(dB)    (方程5)其中SC是服务CDMA基站的业务信号的接收功率，即：
SC(dBm)＝Pt(dBm)-XCDMA(dB)+GCDMA(dB)    (方程6)在方程(6)中，Pt是从服务CDMA基站，如基站101，发射给CDMA移动台105的业务信道发射功率。Pt(dBm)＝10log(Ior)。XCDMA是CDMA传输路径损耗，它可以消除或测量到，GCDMA是CDMA基站天线增益。
参看方程(5)，Eb/Noth是一个为维持一定可接受性能而设定的Eb/No阈值。可接受性能曲线是一条根据多个变量而作的统计曲线。在假定有7个单元、3个扇区和21个信道间隔频率分配(与上面的一样)时，Kavg大约等于24dB。还假定一个未修正的移动台105的截接点是-8dBm(这是在IS-98中规定的，同样也可以从TIA/EIA获得)。还可以进一步假定Eb/Noth对于漏呼电平时为0dB，对于1％的帧删除率(FER)时为8dB。要注意的是由于Eb/Noth实际值依赖于移动台的速度，因此这些值只是近似值。漏呼电平比1％FER电平更为精确，这是因为0dB阈值意味着100％的FER，最终对应一个漏呼。因此，“安全区”的曲线(对于漏呼电平以及衰减器327提供20dB的衰减)由下式给定：
3SA(dBm)-SC(dBm)＜21    (方程7)假定向任何CDMA业务信道提供的功率不大于Ptmax瓦特。在本优选实施例中，Ptmax的值等于1.5瓦特，但令本技术一般技术人员将懂得，Ptmax的精确值不是决定性的。给定这些参数，如果上面的不等式不成立，则可能存在漏呼问题。
在服务CDMA基站101和CDMA移动台105之间的路径损耗的上界(因此是没有一起放置AMPS基站的近似)，可以利用方程(7)，在Pt＝Ptmax＝32dBm＝1.5W和GCDMA＝16dB时得到。
XCDMA(dB)＜69-3SA(dBm)    (方程8)这个路径损耗可以转换成AMPS基站和挨得最近的服务CIMA基站之间运行的距离，服务CDMA基站使用场测量路径损耗数据，并假定(为了简化)它在仿真空间内提供给该区域的所有部分。
SA项同样必须近似。假定可以得到测量数据，根据测量数据可以估计路径损耗的一个范围。例如，最小路径损耗范围可以取为70dB到95dB。要着重注意的是，在AMPS基站附近的AMPS路径损耗是一个距离和水平以及垂直角度的陡函数，这使它应用到任何特定位置时作这样的近似变得十分危险。由于这个原因，很重要的一点是，在AMPS基站附近，CDMA系统不应该根据一个单独位置上的最强接收AMPS信号来设计。接下来将假定接收AMPS信号为-30dBm(50瓦特发射功率以及77dB路径损耗)。
项XCDMA也必须作近似，表1根据从五个不同的CDMA基站来的实际测量路径损耗给出了路径损耗值与距离列表。
                      表1
    范围(km)                             Path Loss
平均值 标准差 最小值 最大值 50％的值  90％的值
 1.00-1.25  124   12.8  97  161  122  143
 1.25-1.50  129   10.5  98  163  128  143
 1.50-1.75  135   13.2  98  167  133  154
 1.75-2.00  138   13.6  105  168  138  157
 2.00-2.25  141   11.6  103  168  142  154
 2.25-2.50  142   11.5  112  169  142  158
 2.50-2.75  144   11.7  111  169  146  159
 2.7 5-3.00  144   11.6  113  169  144  160
 3.00-3.25  144   11.2  108  166  144  159
 3.25-3.50  147   11.2  116  167  148  160
由表1，很明显，在一给定距离处的实际路径损耗可能远大于或小于平均值。为决定路径损耗与距离如何相互映射，在1公里到3.5公里之间的距离被分成了10部分，并为每个部分计算总体统计特性。还有，在表1中还可以看到路径损耗在平均值、中间值、90％的值之间的大偏差。在本优选实施例中，在第90％处的路径损耗值被选定作为第一近似。
在这一点上，如果使用了一个-30dBm的AMPS信号强度，那么由方程(8)，应该满足不等式XCDMA＜159dB。注意到在距离小于2.5公里时，第90％处的路径损耗是始终小于159dB的。还注意到在距离大于2.75公里时，第90％处的路径损耗是始终大于159dB的。换句话说，如果一个CDMA基站和一个AMPS基站之间的距离小于2.5公里，那么很可能满足方程(8)所给定的不等式，而不太可能发生质量差或漏呼。另一方面，如果一个CDMA基站和一个AMPS基站之间的距离大于2.75公里，那么方程(8)所给的不等式不满足CDMA基站和AMPS基站之间的距离在2.5到2.75公里之间则存在疑问。
根据上面的近似，开发了一种存在AMPS基站时的CDMA系统设计方法。这种进行CDMA系统设计的方法从步骤503开始，接着是步骤506，在该步骤，在仿真空间中获得所有AMPS和CDMA基站的位置信息。系统然后分别在步骤509和512测量从所有CDMA基站开始的第一半径R1和第二半径R2。在本优选实施例中，该第一半径R1为2.5公里，而第二半径R2为2.75公里。
要着重注意的是，在设计不同的蜂窝区域时表1可能会改变。即使一个特定区域的不同部分，也可能需要使用不同的表格来说明路径损耗特性之间的区别。例如，一个服务区域可能由丘陵和平原地形构成。
通过知道所有AMPS基站位置、第一半径R1以及第二半径R2，CDMA系统仿真器406在步骤515执行一个测试，以判定是否有AMPS基站位于第一半径R1之内。如果有任何一个AMPS基站符合这个标准，由于它带给该CDMA系统运行的影响是可忽略的，因此在步骤518给这些AMPS基站指定最低的优先级。它们对该CDMA系统的运行的影响是可忽略的，这是因为即使存在AMPS干扰，该CDMA移动台105距离服务CDMA基站101足够近而能接收到指定的CDMA通信。
然而，如果步骤515的测试结果是否定的，在步骤521执行另外一个测试，以判定是否有AMPS基站落在第一半径R1以外，又在第二半径R2以内。如果有任何AMPS基站符合这个标准，由于它们会给该CDMA系统的运行带来稍微的/有疑问的影响，因此在步骤524给这些AMPS基站指定中等的优先级。如果在步骤521的测试结果是否定的，那么这些AMPS基站是在第二半径R2以外的。剩下的符合这个标准的AMPS基站被指定为最高的优先级，这是因为它们的干扰会明显地恶化该CDMA系统的运行。这是正确的，因为，如上所述，一个CDMA移动台105会因为AMPS干扰和离开服务CDMA基站101距离过远时变得无法响应CDMA通信。当该CDMA移动台无法响应CDMA通信时，呼叫质量变差，甚至更糟，变成完全地漏呼。
在对会导致最严重干扰的AMPS基站进行了确定和优先级区分以后，CDMA系统仿真器406将搜索已经存在的被指定为高优先级的AMPS基站，以判定能否利用新的CDMA基站来消除/取代那些高风险的AMPS基站。同样，如果新的CDMA基站被加入进来了，从而与AMPS基站共存，设置这些新的CDMA基站时，可以使围绕该新的CDMA基站的半径R1尽可能地包围高优先级的AMPS基站。这一设置会导致那些AMPS基站的优先级重新区分，在这个新的CDMA系统设计中从高风险的变为低风险的，从而减小AMPS干扰对根据本发明的该CDMA系统运行的影响。
要着重注意的是，尽管上面的讨论是围绕仿真CDMA无线通信系统来优化在存在AMPS下行链路干扰时的性能的，也可以应用相同的原理来控制实际的CDMA无线通信系统。例如，其中的参数导频Ec/Io、移动台Ec/Io、移动台FER以及最佳服务器所需要的前向功率，不仅对存在AMPS干扰的CDMA无线通信系统的运行仿真有用，还可以实时地输入给S/C 113，以在系统级执行实时仿真，它然后可以用于预测何时和何地需要施行系统控制。这种与本发明相对应的控制方案克服了许多与目前CDMA无线通信系统所采用的控制方案有关的问题。
另外，在某些示例中，可能要求系统控制的快速变化或参数化，此时，常规的信号处理/控制技术和无线通信系统消息传送太慢，以致于不能识别或控制。在这一点上，对目前CDMA无线通信系统所采用的这些控制方案作一次快速回顾是有指导意义的。参看图6，如果移动台105要进入到虚线603所表示的区域中时，从AMPS基站107来的干扰恶化(或甚至中断)某个CDMA基站101-103的CDMA通信的可能性很大。有关这一点的原因在上面已经作了很好地描述。目前减轻CDMA通信恶化/中断问题的控制方案是监测(在CDMA移动台105)该CDMA移动台105所受到的AMPS干扰量，并且当该AMPS干扰量超过某个阈值时激活衰减器327。由于这种控制方案是响应式的，衰减器327的激活没有快到足以使该CDMA移动台105的用户避免AMPS基站107在衰减器327激活前带来的干扰的快速“轰炸”。因此该CDMA移动台105依旧会受到该AMPS基站107的干扰，随之而来的是恶化/中断问题。
在无线通信系统的实时仿真的模式中，本发明充当一个预测“滤波器”，在事件发生前预测严重的事件，以及调整参数和发送控制消息以避免差的呼叫质量。在任何一种情形下，如果所预测的问题没有实际发生，则由实时仿真所指令的动作会颠倒过来。不必要的动作可能会导致系统资源的暂时丢失，在大多数情形下不会对系统的整体运行有实际有害的影响，但这会明显减小用户感觉质量恶化的影响范围。
在一个IS-95型CDMA系统中，或任何由信噪比决定连接(与仅由信号强度决定的相反)的无线电系统中，小区连接中的波动会伴随着业务分配的波动而出现。这是由于系统中的所有移动台的业务信道连接产生了噪声，任何用到信噪比的值的地方都会引起其中噪声项的波动。这样，甚至移动台与基站之间是理想连接也会变成时间的函数。即使移动台保持静止，它的通信连接和最佳参数的组合也可能发生变化(有时是根本地改变)，使它在某个时刻有一个良好的连接，而在下一时刻即使没有移动也变成了一个差的连接。因此，本发明试图仿真这些变化、在它们发生前(并且在移动台或基站对它们进行可能的测量前)对它们进行预测，以及通过适当的控制或参数化动作来采取正确的动作来减小潜在的问题。
当根据本发明来实现CDMA系统控制的实时仿真时，CDMA移动台105所受到的并与AMPS干扰的快速“轰炸”有关的CDMA通信恶化/中断问题得到了解决。原因解释最好参看图6。如图6所示，在x从0到xs、y从0到ys所限定的一个仿真空间中，画出了CDMA基站101-103以及一个AMPS基站107。令本技术一般技术人员将懂得，xs和ys可以是参考单位的任意数目，因此它包括了任意数目的CDMA和AMPS基站。图6中基站的数目保持在最小是为了简化解释。
从AMPS干扰仿真器403可以回想到，CBSC 104中的S/C 113知道仿真空间内AMPS基站107的地理位置。当然，如果在0，xs和0，ys所限定的仿真空间中包括更多个AMPS基站，那么S/C 113同样也知道这些AMPS基站的地理位置。S/C 113还知道CDMA基站101-103的地理位置。
还应该回想到，在该仿真中还用到了图4中以“amps-sim-space”表示的某些信息：与AMPS基站107有关的信息；与AMPS仿真空间有关的信息；标称AMPS信号强度以及其它干扰参数(诸如在AMPS基站中可能用到的频率)。所有以“amps-sim-space”表示的信息在当前系统的AMPS基站107中都可以获得，并通过交换106、PSTN 120和MSC115从AMPS基站107传送给S/C 113。万一竞争者不合作，那它们系统同样的信息不得不靠猜测了。同样，有关CDMA基站101-103的参数，包括可用于计算区域内Ec/Io的导频功率、所有业务信道的业务信道功率、所有单元的预定路径损耗、指示移动台当前误码率水平的接收导频测量报告消息(PMRM)计算的计数，这些参数都可以在CDMA基站101-103获得，它们通过CDMA基站101-103被址接传送到S/C 113。由于这些参数表示在系统运行过程中生成的实际参数，所以该S/C 113可以预测实时的CDMA系统运行，包括AMPS下行链路干扰的影响。因此，当该S/C 113执行一个如图6所示的仿真空间的实时仿真时，就可以知道由于AMPS基站107所产生的干扰对该CDMA无线通信系统(它包括CDMA基站101-103以及CDMA移动台105)的影响。
例如，经实时仿真后可能知道的一个影响是AMPS基站107对CDMA基站101-103的影响。根据实时仿真，S/C113将指明虚线603所表示的地区将是CDMA移动台105受到干扰的地区。由于AMPS基站107和CDMA基站101-103的位置已知，实时仿真将生成关于虚线603所表示地区的位置信息。也就是说，S/C 113会知道CDMA移动台105可能受到干扰的地理信息，并能在呼叫质量下降或产生完全漏呼之前启动补救措施。
当CDMA移动台105穿越仿真空间时，它的位置始终由CDMA基站101-103监测。有多种不同的方法去确定CDMA移动台105的位置。在本优选实施例中，采用的是熟知的三角测量。在这个方法中，CDMA基站101-103将各自进行信号强度和信号方向测量，根据这三个CDMA基站101-103的各自测量，确定该CDMA移动台105在该仿真空间中的地理位置的估计。在一个备选实施例中，采用在CDMA移动台105中放置一个全球定位系统(GPS)接收机。在这种实施例中，CDMA移动台105向一个或所有CDMA基站101-103报告它的位置。由于GPS在建筑物内、地下停车场等地方有效性有限，这两种熟知技术的结合将成为第三种实施例。
CDMA移动台105的地理位置信息不断地输入给S/C113。利用这一地理位置信息，如果S/C113判定该CDMA移动台105正朝虚线603所表示的地区移动(因此向AMPS干扰地区移动)，S/C113通过服务中的CDMA基站(例如CDMA基站101)指示CDMA移动台105激活衰减器327。然后当CDMA移动台105进入到虚线603所表示的AMPS干扰地区中时，衰减器327已经被激活，从而CDMA移动台105不会受到AMPS干扰的快速轰炸。通过首先仿真CDMA移动台105将受到的干扰，以及控制该CDMA移动台105使它在干扰发生前就避开AMPS干扰，根据本发明，该CDMA移动台105所遭受的、与AMPS干扰的快速“轰炸”有关的CDMA通信恶化/中断问题得到了消除。
显然，根据本发明的系统控制用的实时系统仿真，在目前所采用的存有缺陷的控制方案的地方，可以用多种不同的方案来实现。另一种类似的方案是软切换。简要地说，软切换是在与服务中的CDMA基站的通信中断前与第二个(或第n个)CDMA基站(例如CDMA基站102)建立通信。目前的软切换控制方案是CDMA移动台105测量周围CDMA基站101-103所发射的导频信号，并且，当某个特定CDMA基站101-103的导频信号超过一个预定阈值时，该CDMA移动台105将借助那个特定的CDMA基站101-103进入软切换。同样，目前的控制方案只使用了“反作用”阈值处理，而不考虑整个CDMA系统在实时基础上可能发生的任何变化。
在这种情形中，S/C113根据本发明通过仿真和分析地区的接收导频质量，为系统控制提供实时系统仿真，在该地区中，移动台进入到CDMA基站101-103发射的导频信号特征中。路径损耗特征预先测量，并且被CDMA基站101-103知道，计算所得的导频质量报告给S/C113。根据分析，CDMA系统中的软切换可以根据本发明得到控制。例如，根据导频质量特征分析，S/C113将指明某个CDMA移动台105(或者很快将)受到另外一个基站的干扰，从而会“强迫”CDMA移动台105进入到这个CDMA基站的软切换，从而避免了呼叫质量的变差。如果不进行这个预定过程其他的基站会导致与前面描述的AMPS干扰很类似的前向链路干扰而中断通信。然后已有的控制结构会失效，因为控制与产生干扰的单元建立连接的下行链路消息不会被移动台正确解码并丢失。本发明预测这个员失，并生成一个消息(去连接到产生干扰的基站)以在此之前发送出去。这个判决根据移动台位置与系统中诸基站的导频质量分析的某种结合来作出。
使用S/C113的系统控制的实时仿真也可以在这样一个通信系统中实现，它的天线选择或转向调整是用于控制或干扰弱化。回想到位置中和物理地域中，包括建筑物内和建筑物外的天线间的路径损耗是预先知道的。这类似于软切换情形，在某种干扰环境中，可以有利地选择不同的天线与移动台105通信。
例如，参看图7，为扇区706服务的窄波束天线703定向接受大量干扰，在这个例子中是来自AMPS基站107的干扰。另一个天线，如为扇区712服务的天线709定向于一个不同的角度，但由于移动台105位于扇区706和712之间，所以它能以相同的天线增益“看见”移动台105。由于天线709定向于与天线703不同的方向，天线709所受到的干扰明显小于天线703所受到的干扰。在这个场合中，S/C113提供扇区706和扇区712在何处产生重叠的位置信息。借助于这一信息和移动台105的位置，S/C113能预测到干扰出现的位置，并强迫该通信进行一个“小区内”切换，从为扇区706服务的窄波束天线703切换到为扇区712服务的天线709。使用这一系统控制实时系统仿真技术，上面提到的干扰问题在通信链路恶化前得到了避免。
系统控制的实时仿真器能在无线通信系统中实现，这个系统为系统控制完成移动台测量。例如，在带有根据测量和从移动台(诸如CDMA)接力接收报文信息来进行功率控制的无线通信系统中，收集和接力接收测量信息的处理太慢了，以致于当要求功率电平变化十分迅速时它不能影响参数变化。在这种场合中，根据本发明的系统控制的实时系统仿真，会以比常规方法更快的速度来预测功率电平增加/减小的需要，并指令服务于移动台的基站在需求实际产生前，从而是在有关功率电平问题产生前，增加/减小它的功率电平。
还存在用于系统控制的实时系统仿真其它应用。另外一个这样的应用是一个实际上由不同通信链路设计组合的系统，例如，一个IS-95(CDMA)无线通信系统、一个TDMA无线通信系统(例如兼容于DECT或GSM的TDMA系统)和一个模拟无线通信系统。在这种场合中，系统控制的实时仿真器预测从一种系统类型转移到另外一种系统类型的需求。例如，一个S/C113连接到所有这些类型的系统上并监测所有这些系统，当它判定该服务系统的资源不足以提供预定服务质量时，S/C113将对其它(剩下的)系统按预期的呼叫质量为特定移动台进行仿真。可以通过系统切换来克服的问题包括由于街道覆盖不良所导致的系统覆盖不足、由于进入到建筑物内部所导致的覆盖不良或者由于在某个特定环境中仅仅因系统类型所导致的覆盖不良。由S/C113完成的从一个系统到另外一个系统的改变在当前服务于该移动台的系统的通信丢失之前完成。
令本技术技术人员将懂得，根据本发明的系统控制的实时系统仿真可以在“多级”系统或提供不同服务等级的系统中有利地实现。一个多级系统的例子是个人通信系统(PCS)与蜂窝通信系统的集成。在这个例子中，S/C113预测什么时候移动台的控制和通信从一层(例如PCS)改变到另一层(例如蜂窝)。在该不同系统方案中开始改变的一个原因是当服务层的资源不能再提供能接受的服务时。在那种时候，S/C113能指令正在服务的该层向移动台发送控制命令，以使该移动台转换到根据本发明的系统的另一层上。
尽管参考特定实施例对本发明作了特定的描述和说明，本技术熟练技术人员可以理解，在不脱离本发明的精神和范围的前提下，在形式上和细节上可以有不同的变化。在接下来的权利要求书中，相应的结构、材料、行为和所有装置或步骤加上诸功能元件的等价物将试图包括任何结构、材料或用于履行与其他要求权利的要素相结合的功能的行为。

Claims (10)

1.一种控制无线通信系统的方法，该无线通信系统包括一个响应于多个基站的移动台，该方法包括下列诸步骤：
在一个仿真器中仿真与该无线通信系统有关的诸参数；
根据仿真生成与该无线通信系统有关的数据；
利用生成的数据控制该无线通信系统的某些方面。
2.权利要求1的方法，其中控制步骤还包括在一个基站中，将与该移动台有关的位置信息与一个模拟无线通信系统有关的位置信息进行比较的步骤，该模拟无线通信系统是一个潜在的干扰源。
3.一种在无线通信系统中减轻干扰的方法，该无线通信系统包括一个响应于多个基站中的任何一个的移动台，该方法包括下列诸步骤：
判定该移动台会受到干扰；以及
控制该移动台使该移动台在干扰产生之前避免该干扰。
4.权利要求3的方法，其中仿真步骤还包括根据地理位置，仿真一个CDMA移动台将在何处受到来自一个模拟无线通信系统的干扰。
5.权利要求3的方法，其中控制步骤还包括：发送一段消息给一个CDMA移动台，以在来自该模拟无线通信系统的干扰产生前，激活该CDMA移动台中的接收机前端衰减器；发送一个消息给一个CDMA移动台，以在来自该模拟无线通信系统的干扰产生前，强迫该CDMA移动台进入软切换；或调整有关该CDMA无线通信系统的前向链路的参数。
6.一种在一个扩频无线通信系统中执行软切换的方法，该扩频无线通信系统包括一个响应于多个兼容于扩频无线通信系统的基站中的任何一个的移动台，该方法包括下列诸步骤：
仿真多个将由相应多个基站发射的接收信号的特征，这些基站将作为用于软切换的候选者；
分析这多个接收信号的仿真特征；以及
根据分析，指令这多个基站中的一个进入到连接该移动台的软切换。
7.一种用于控制一个无线通信系统的装置，该无线通信系统包括一个响应于多个基站的移动台，该装置包括：
用于在一个仿真器中仿真有关该无线通信系统诸参数的装置；
用于根据该仿真生成有关该无线通信系统的数据的装置；
用于利用生成的数据来控制该无线通信系统的某些方面的装置。
8.权利要求7的装置，其中有关该无线通信系统诸参数包括关于前向链路覆盖、前向链路功率电平、帧删除率(FER)、反向链路覆盖、反向链路功率电平、反向链路FER以及前向链路控制信号质量等参数。
9.一个用于一个无线通信系统的仿真器/控制器，该仿真器/控制器包括：
一个用于仿真与该无线通信系统的某些方面有关的对将来有害事件的仿真器；
一个用于控制该无线通信系统以避免该对将来有害事件的控制器；以及
一个根据该仿真来协调该控制的微处理器。
10.权利要求9的仿真器/控制器，其中该无线通信系统的某些方面还包括：该无线通信系统是如何连接到不同无线通信系统上的；该无线通信系统是如何连接到一个类似的、有不同层次结构的无线通信系统上的；该无线通信系统是如何执行功率控制的；该无线通信系统是如何执行天线交换/转向调整的；以及该无线通信系统是如何执行通信切换的。
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