CN1191692C - 具有不同输出功率的发射系统的移动通信系统 - Google Patents

Abstract

一种无线电小区站设备包括多个发射机(51，71)和一个控制器(91)。这些发射机(51，71)能向一个个人移动台发送信号。控制器(91)根据与个人移动台的位置相应的位置数据相应的数据有选择地激活这些发射机(51，71)中的一个发射机，使得激活的发射机利用一个发送信号与无线电小区站设备通信。

Description

具有不同输出功率的发射系统的移动通信系统

本发明与具有不同输出功率的发射系统的移动通信系统有关。

PHS采用4信道多路复用TDMA(时分多址)-TDD(时分双工)方法。4信道TDMA方法意味着四个信号安排在一些时间序列(四个突发序列)内。小区站利用4信道TDMA方法可以最多与四个个人移动台通信。

在诸如PHS那样的移动通信系统中，要求小区站(CS)的设备小而轻，而且功率损耗低，因为小区站的设备是用作基础设施的。特别是，对于一个需要大量小区站的PHS来说，小区站安装方式的自由度是极为重要的。按照这个观点，要求将小区站的设备做得小而轻。小区站以各种方式安装，例如安装在室外的公用电话亭、电话柱、建筑物墙区、屋顶等，安装在地下商场地下通道和建筑物内的天花板、公用电话站等。

在一个具有多个信道的小区站具有多个发射机时，各发射机的输出功率设置成相互相同的值。因此，这个小区站的功率消耗与小区站所具有的发射机的数量成正比增大。

特别是在小区站具有一个高功率输出发射机时，这个高功率输出发射机要产生大量的热。结果，作为解决改善热辐射的途径，高功率输出发射机需要有较多的散热片和较大的表面积。这就导致小区站的设备既大又重的问题。这也使小区站成本高和安装不够方便。

此外，高功率输出功率放大器本身也是很贵的。因此，如果高功率输出发射机的数量增大，小区站的成本也就相应增大，很不经济。

因此，需要开发一种产生的热量小、成本低而又能使通信服务质量保持在常规水平的小型小区站设备。

此外，有关移动通信方法和小区站方面，已有以下一些惯用的技术。

日本公开专利申请(JP-A-Showa 62-82731)公开了以下常用的移动通信方法。在多种发送功率相互不同的个人移动台在一个服务区内时(例如，在一个汽车电话机中，一个固定在车内具有大的发送功率的个人移动台，以及一个可在用户下车后携带的具有小的发送功率的个人移动台)，多个具有小的发送功率的从小区站安装在一个具有大的发送功率的主小区站的服务区内。

这种移动通信方法需要在一个服务区内配置多个主、从小区站，因此耗费大。此外，这种移动通信方法有一个前提，有多种个人移动台，它们的发送功率相互不同。因此，以上提到的本发明的问题不能解决。

日本公开专利申请(JP-A-Heisei 7-177570)揭示了以下这种无线电电话设备。这种无线电电话设备在单个无线电电话设备中具有蜂窝模式和PHP模式两个功能，能在呼入和呼出之间切换，如果用户没有处在PHP服务区内就作为一个蜂窝型无线电电话设备，而如果用户处在PHP服务区内就作为一个PHP型无线电电话设备。

这种无线电电话设备只具有使作为个人移动台的单个设备具备双模式功能、然后按照接收场强在这两个模式之间切换的技术。这不能解决使小区站的设备小型化、降低成本和减少产生的热量的问题。

日本公开专利申请(JP-A-Heisei 10-23498)揭示了以下这样的无线电小区站、用户设备和操作方法。为这个传统的例子配置有：多个各含有多个用户设备的小区站；一个混合部，用来合并和处理在它与单个天线之间的由这些小区站发送和接收的信号；以及一个多路合并/分离部，用来合并和处理在这些小区站和一个现有网络之间在利用PHS的WLL(无线本地环)的情况下发送和接收的信号。

日本公开专利申请(JP-A-Heisei 5-292010)揭示了以下指配一个无线电信道的方法和设备。一个无线电区域划为一些具有相同面积的同心环。一个小区站配置在这些同心环的中心。小区站的数量等于整个系统中可以使用的信道的的数量。每个区域指配有一个信道。在出现一个信道指配请求的情况下，相应的信道和邻域优先指配给个人移动台所在的区域。

日本公开专利申请(JP-A-Heisei 10-51380)揭开了以下这样的CDMA系统、控制它的发送功率的设备和DBF天线。小区站方具有一个非定向天线和一个定向天线。一个非定向天线部具有一个向M个个人移动台发射的发送/接收单元。这M个个人移动台各有一个功率测量单元和一个有一个第一标准值的比较器。一个定向天线部具有一个发送/接收单元，以便与(N-M)个个人移动台连接。这些个人移动台各有一个功率测量单元和一个有一个第二标准值的比较器。这两个标准值按照接收功率与干扰功率密度之比确立。

日本公开专利申请(JP-A-Heisei 6-311089)揭示了以下这样的再用频率的方法。一个小区站具有多个呼叫信道，它们被分为一个内区呼叫信道设备组和一个外区呼叫信道设备组。小区站的服务区在逻辑上按照预测的业务量以同心圆划分为一个内区和一个外区。使内区呼叫信道设备中的最小所需电磁波电平保持高于外区呼叫信道设备中的最小所需电磁波电平。

日本公开专利申请(JP-A-Heisei 4-47722)揭示了以下这样的在移动通信中控制无线电指配的方法。首先，在配置在一个服务区内的多个小区站中，各个小区站都具有一个对着一个第一无线电区域的第一天线和一个对着一个第二无线电区域的第二天线。这里，第二无线电区域比第一无线电区域窄。此外，第二天线的垂直平面的方向性比第一天线的更朝下。每个小区站设计成按照两个天线对来自移动台的电磁波的接收电平之间的幅度关系选择一个天线用来与移动台通信。

日本公开专利申请(JP-A-Heisei 8-228375)揭示了以下这样的设置无线电信道的方法。一个内小区基站和一个外小区基站分别配置在一个外小区和一个内小区的相应中心。这里，内小区基站执行与处在内小区内的移动台的通信，而外小区基站执行与处在外小区内的移动台的通信。一个服务区域用多个外小区划分。在这些外小区的每个外小区，配置了直径小于外小区的直径、中心处在与外小区中心基本相同位置的内小区。一个信道控制电路设计成使得内小区和外小区利用的信道设置在那些分别不会在内小区基站和外小区基站引起第三维互调的最佳信道。

本发明已经解决了上述这些问题。

因此，本发明的一个目的是提供一种产生的热量少、尺寸小而成本低的无线电小区站设备。

本发明的另一个目的是提供一种产生的热量少、尺寸小而成本低的PHS小区站设备。

本发明的又一个目的是提供一种使无线电小区站产生热量少、尺寸小而成本低的移动通信方法。

为了实现本发明的一种实现方式，本发明提供了一种无线电小区站设备，它包括：多个能向一个个人移动台发送信号的发射机；以及一个控制器。这个控制器能根据与这个个人移动台的位置相应的位置数据有选择地激活这些发射机中的一个发射机，使得所激活的发射机利用发送信号与无线电小区站设备通信。

在这种无线电小区站中，这些发射机可以输出具有各自不同的发送功率的信号。

在这种无线电小区站中，位置数据可以与个人移动台接收到的由无线电小区站设备输出的发送信号的电场强度相应。

这种无线电小区站还可以包括一个单机体，使得这些发射机都可以安置在这个机体内。

在这种无线电小区站中，这些发射机可以包括一个输出额定功率的发送信号的第一发射机和一个输出功率比额定功率低的发送信号的第二发射机。

在这种无线电小区站设备中，控制器可以包括一个测量从无线电小区站设备至个人移动台的距离的距离测量部和一个根据距离测量部测出的距离选择第一发射机和第二发射机之一作为激活的发射机的发射机选择部。

在这种无线电小区站设备中，控制器可以包括一个发射机选择部，这个发射机选择部根据个人移动台接收到的由无线电小区站设备输出的发送信号的电场强度，即向无线电小区站发送的指示电场强度的数据，选择第一发射机和第二发射机中的任何一个发射机作为激活的发射机。

在这种无线电小区站设备中，有一个用来控制呼出/呼入的控制信道可以指配给从第一发射机输出的一个第一信号。

在这种无线电小区站设备中，有多个通信信道可以分别指配给从第一发射机输出的一个第一信号和从第二发射机输出的一个第二信号，而指配给第一信号的通信信道的第一信道数和指配给第二信号的通信信道的第二信道数可以分别根据由第一信号和第二信号各自的发送功率确定的相应服务区限定。

在这种无线电小区站设备中，第一发射机输出的第一信号包括一个指配给具有四个发送时隙的第一帧，一个控制呼出/呼入的控制信道和三个通信信道指配给第一帧的这四个发送时隙，而第二发射机输出的第二信号包括一个指配给具有四个发送时隙的第二帧，三个通信信道指配给第二帧的这四个发送时隙中的三个时隙。

为了实现本发明的另一种实现方式，本发明提供了一种移动通信方法，这种方法包括下列步骤：

(a)配置一个无线电小区站，使它具有一个输出具有第一功率的第一发送信号的第一发射机和一个输出具有比第一功率低的第二功率的第二发送信号的第二发射机；

(b)获取与无线电小区站与一个与无线电小区站通信的个人移动台之间的距离相应的数据，判定这个数据是否超过一个预定值；

(c)在数据超过预定值时，从无线电小区站的第二发射机向个人移动台输出第二发送信号；以及

(d)在数据没有超过预定值时，从无线电小区站的第一发射机向个人移动台输出第一发送信号。

在这种移动通信方法中，输出步骤(C)还可以包括下列步骤：

(e)在数据超过预定值而指配给第二发射机输出的第二发送信号的通信信道都已占用时，从无线电小区站的第一发射机向个人移动台输出第一发送信号，所述这些通信信道由指配给第二发送信号的数量预定的时隙构成。

在这种移动通信方法中，所述数据是根据个人移动台接收到的由无线电小区站输出的发送信号的电场强度确定的。

在这种移动通信方法中，有一个用来控制呼出/呼入的控制信道可以指配给第一发射机输出的第一发送信号。

为了实现本发明的另一种实现方式，本发明提供了一种PHS公众小区站设备，这种设备包括一个单机体和多个安置在这个单机体内的发射机。这些发射机包括一个第一发射机和一个第二发射机。第一发射机输出具有第一功率的第一发送信号，指配给第一发送信号的一个第一帧的多个时隙构成一个用来控制呼出/呼入的控制信道和多个能同时向多个移动台发送信息的通信信道。第二发射机输出具有比第一功率低的第二功率的第二发送信号，指配给第二发送信号的一个第二帧的多个时隙构成多个通信信道。

在这种PHS公众小区站设备中，第一帧可以配置成有一个指配给控制信道的时隙和三个指配给通信信道的时隙，而第二帧可以配置成有三个指配给通信信道的时隙。

这种PHS公众小区站设备还可以包括一个控制器，根据与个人移动台的位置相应的位置数据有选择地激活第一或第二发射机，使得所激活的发射机用发送信号与PHS公众小区站设备通信。

在这种PHS公众小区站设备中，第一发射机可以与处在第一发送区内的个人移动台通信，而第二发射机可以与处在全部都在第一发送区内的第二发送区内的个人移动台通信。PHS公众小区站设备还可以包括一个控制器，在与PHS公众小区站设备通信的个人移动台处在第二发送区外的第一发送区内时或者在个人移动台处在第二发送区内而第二发射机的所有通信信道都已指配给其他个人移动台时使第一发射机激活，而在个人移动台处在第二发送区内而第二发射机的通信信道至少有一个还没有指配给其他个人移动台时使第二发射机激活。

在本说明的附图中：

图1为本发明这个实施例中的PHS公众小区站设备的电路方框图；

图2A为说明PHS中所采用的4信道TDMA-TDD方法中的发送/接收时隙的示意图；

图2B为说明PHS中所采用的4信道TDMA-TDD方法中的控制时隙的示意图；

图2C为说明PHS中所采用的4信道TDMA-TDD方法中的通信时隙的示意图；

图3为本发明这个实施例中的PHS公众小区站设备的服务区的配置图；

图4A为本发明这个实施例中的PHS公众小区站设备的高功率输出发射机发送的时隙的配置图；

图4B为本发明这个实施例中的PHS公众小区站设备的低功率输出发射机发送的时隙的配置图；以及

图5为示出本发明这个实施例中的PHS公众小区站设备的控制器的工作情况的流程图。

下面将结合附图说明按本发明构成的无线电小区设备。

这种按本发明构成的无线电小区站设备是针对PHS公众小区站设备的。

图1示出了呈现为本发明的实施例的PHS公众小区站设备的电路方框图。

如图1所示，PHS公众小区站(CS)设备在这个实施例中包括：两个天线1、16，两个收发开关2、17，两个频率综合器3、18，两个天线开关4、19，两个发射电路(发射机)51、71，两个接收电路(接收机)61、81，两个基带电路15、30，以及一个控制器91。

天线1、16用来发射/接收空中的信号(电磁波)。

收发开关2、17用来在发射或接收信号(电磁波)时转接天线1、16。

控制器91包括一个距离测量部92和一个发射机选择部93。距离测量部92对接收到的由个人移动台发给小区站的信号的强度进行放大。发射机选择部93根据接收信号的强度有选择地将要传输给个人移动台的信号发送给两个发射机51、71中的一个。控制器91可以配置在小区站设备内，也可以配置在小区站设备外而与小区站设备连接。

两个发射机51、71之一是一个高功率输出发射机51，输出高功率的信号，而另一个是一个低功率发射机71，输出低功率的信号。

高功率输出发射机51包括基带电路15的一部分、调制器7、正交调制器6和高功率输出放大器5。低功率输出发射机71包括基带电路30的一部分、调制器22、正交调制器21和低功率输出放大器20。

基带电路15(30)将从拾音器输入的模拟信号变换成数字信号后，通过纠错编码、交织和扰码，产生一个发送帧。

调制器7(22)用方根滚降对基带电路15(30)发来的发送帧进行调制，产生π/4相移QPSK基带信号。基带调制信号之一是一个π/4相移QPSK的同相信道而另一个是一个π/4相移QPSK的正交信道。

正交调制器6(21)用调制器7(22)发来的π/4相移QPSK基带信号对频率综合电路(未示出)产生的载波进行调制。正交调制器6(21)接收π/4相移QPSK的同相路和正交路，将它们在中频综合在一起。

经正交调制器6调制得到的已调波由高功率输出放大器5放大。经正交调制器21调制得到的已调波由低功率输出放大器20放大。

处在高功率输出发射机51内的高功率输出放大器5输出经正交调制器6调制的已调波，功率(额定输出)为200mw。处在低功率输出发射机71内的低功率输出放大器20输出经正交调制器21调制的已调波，功率为20mw，低于额定输出。

天线开关4、19分别将各自发射机51、71输出的发射信号送至天线1或天线16发射，以获得通过切换发射天线而达到的发射分集效果。

综合器3(18)综合两个由各自发射机51、71输出的信号，将它们合并成一个信号，从其中的一个天线(天线1、16中的任何一个)输出。如稍后要说明的那样，控制信道的信号始终由高功率输出发射机51输出。在低功率输出发射机71发射通信信道信号时，综合器3(18)对控制信道信号和通信信道信号进行综合。

接收机61包括：两个RF(射频)放大器(低噪声放大器)8、9，两个混频器(变频器)10、11，两个限幅放大器12、13，以及一个解调器14。接收机81包括：两个RF(射频)放大器(低噪声放大器)23、24，两个混频器25、26，两个限幅放大器27、28，以及一个解调器29。这里，天线1接收的信号被分成两个分量。其中一个分量经RF放大器8、混频器10、限幅放大器12送至解调器14，而另一个分量经RF放大器23、混频器25、限幅放大器27送至解调器29。此外，天线16接收的信号被分成两个分量。其中一个分量经RF放大器9、混频器11、限幅放大器13送至解调器14，而另一个分量通过RF放大器24、混频器26、限幅放大器28送至解调器29。

从个人移动台(PS)发给小区站的信号由两个天线1、16接收。这里，天线1接收的信号被分为两个分量，分别由相应RF放大器(低噪声放大器)8、23放大。RF放大器8、23分别以低噪声放大处于高频(RF)频带的接收信号。此外，天线16接收的信号也被分为两个分量，分别由相应RF放大器(低噪声放大器)9、24放大。RF放大器9、24分别以低噪声放大处于高频(RF)频带的接收信号。

RF放大器8、23放大的信号分别输入到混频器(变频器)10、25。混频器10、25分别将输入的处于RF频带的信号用与各自相应的频率综合电路产生的固有本机频率变换(下变频)成处于中频(IF)频带的信号。因此，从天线/输入的两个信号分别经下变频形成两个所需IF信号。引外，RF放大器9、24放大的信号分别输入到混频器(变频器)11、26。混频器11、26分别将输入的处于RF频带的信号用与各自相应的频率综合电路产生的固有本机频率变换(下变频成处于中频(IF)频带的信号。因此，从天线16输入的两个信号分别经下变频形成两个所需IF信号。

由混频器10、25变换到IF频带的信号分别输入相应限幅放大器12、27。限幅放大器12、27各自将输入信号放大80dB以上至饱和，除去过大的输入信号振幅分量。限幅放大器12、27各自吸收输入信号的振幅误差，以免受到由于输入信号的幅度而引起振幅度化的影响。此外，由混频器11、26变换到IF频带的信号分别输入相应限幅放大器13、28。在每个限幅放大器13、28内，输入信号由一个放大器放大80dB以上直至饱和，除去过大的输入信号振幅分量。限幅放大器13、28各自吸收输入信号的振幅误差，以免受到由于输入信号的幅度而引起振幅变化的影响。

解调器14(29)对π/4频移QPSK调制波进行解调，控制分集接收。这里，解调器14根据分别由限幅放大器12、13输入的信号对π/4相移QPSK调制波解调，而解调器29根据分别由限幅放大器27、28输入的信号对π/4相移QPSK调制波解调。

基带电路15(30)根据解调器14(29)恢复的所接收的基带信号建立帧同步，而受到同步的帧经多路分离、解扰码、解交织后恢复出纠错代码。

这里，在这个实施例中的PHS公众小区站设备有两个发射机51、57，有6个信道，各用来支持小区站与一个个人移动台之间的通信。在这个实施例中，两个发射机中一个是输出高功率信号的高功率输出发射机51，而另一个是输出低功率信号的低功率输出发射机71。

此外，一种4信道多路复用TDMA-TDD方法用于这个实施例的PHS公众小区站设备，作为一种DHS移动通信方法。采用多路复用TDMA-TDD方法的PHS公众小区站交替地发射一个发射数据和接收一个接收数据，多路复用以指配给这个PHS公众小区站设备的多个载波的各个信道发射。

此外，这个实施例的PHS公众小区站设备具有分集功能。

这里，在这个小区站内，分集接收方法是按照RSSI(接收信号强度指示)的值综合向量综合接收信号。在从小区站向个人移动台发射信号时采用分集发射方法。这种从小区站向个人移动台的发射方法适用于从天线1、16中选择从个人移动台接收的信号的RSSI较大的那个天线输出。这种发射方法利用了TDD的一个优点，从小区站向个人移动台的“下行”方向上的电磁波的频率等于与此相反的“上行”方向上的电磁波的频率。

下面，结合图2A、2B和2C说明在本发明这个实施例的小区站中所用的4信道多路复用TDMA-TDD方法。4信道TDMA意味着四个信号配置在一些时间序列(四个突发串)内。在采用4信道TDMA方法的PHS中，小区站利用四个信道中的一个作为控制信道而其他信道作为通信信道。因此，小区站在同一时间能最多与三个个人移动台通信。

一个帧的周期是5ms。一个帧包括8个时隙。一个时隙的周期(一个时隙的长度)为625μs。一个时隙包括240个比特的脉冲。

在采用4信道TDMA方法的PHS中，一帧内有8个时隙用于发送或接收。因此，一帧内有4个时隙用作发送时隙(见图4A)。小区站按预定的定时关系将4个长度各为625μs的突发信号分别发送给与它连接的4个相应的个人移动台。突发信号是通过将小区站发送给一个个人移动台在5ms时间内的数据压缩而得到的。每个个人移动台将要在5ms内发送的数据压缩成625μs长的突发信号在接收到来自小区站的突发信号后2.5ms发送。

下面结合图2B和图2C说明控制信道和指配给每个时隙的通信信道。图2B示出了控制时隙的内容，而图2C示出了通信时隙的内容。

由所有的通信单元共享的控制信道具有对呼出/呼入进行控制的功能。如图2B所示，控制信道包括一个斜升时间(R)、一个起始码元(SS)、一个前置码(Pre)、一个唯一字(UW)、一个公用接入信道(CAC)和一些保护比特(G)，依次配置在这个时隙内。

通信信道指配给相应通信单元进行通信。如图2C所示，通信信道包括斜升时间(R)、起始码元(SS)、前置码(Pre)、唯一字(UW)、信息比特(I)和保护比特(G)，依次配置在这个时隙内。这里的这些信息比特(I)包括发送数据和循环冗余检错比特(CRC)。

斜升时间(R)用来平滑突发信号的前沿和后沿瞬态影响，以抑制由于突发信号的突然上升而造成对其他时隙的影响。起始码元(SS)用来标示一个突发信息的开始。

前置码(Pre)用来实现使小区站与个人移动台之间的通信得以进行的定时调整(比特同步)。由于这个前置码在开始通信的定时特别重要，因此对于一个控制时隙就用具有62个比特的长型码，而对于呼叫期间所用的通信时隙则用只有6个比特的短型码。唯一字(UW)包括一个专用的符号行，用来建立帧同步。接收单元在接收一个突发信号时，从其他信号和噪声中搜索出这个唯一字，将一个选择滤波器加到这个唯一字上，以建立这个突发信号的帧同步。公用接入信道(CAC)包括一个包含在出局/入局标识内的控制信号，报告信息。循环冗余检错比特(CRC)用来检测差错和执行静噪/控制信号的重发。信息比特(I)与发送数据(语音或控制信号)相应。保护比特(G)用来防止小区站接收的多个时隙由于进行通信的个人移动台的精度误差和离小区站的距离差别而引起的交叠。

这里，一个帧包括四个发送时隙。本发明这个实施例中的小区站有两个发射机51、71，因此能用总共八个时隙作为发送时隙向个人移动台发送。

在传统的小区站有两个发射机时，传统的小区站是使这两个发射机具有相同的输出功率。每个功率输出为200mw或更大的发射机的功率消耗都比较大，因而产生的热量也较大。这样，小区站设备的尺寸就相当大。

小区站需要一个高功率输出发射机来扩大它的服务区域。然而，小区站不一定对所有八个时隙都需要高功率的输出。在个人移动台处于小区站附近时，个人移动台能接收小区站以比高功率输出发射机输出低的功率输出的时隙。

下面结合图3说明本发明这个实施例中的小区站的服务区域。小区站31具有一个半径为200米左右以内的低功率信号发送区34和一个在低功率信号发送区34以外的半径为300米左右以内的高功率信号发送区35。一个个人移动台32在低功率信号发送区34内能接收由发射机51、71(图3中未示出)两者发射的信号。一个个人移动台33处在高功率信号发送区35内只能接收高功率输出发射机51(图3中未示出)发射的信号。

在本发明这个实施例的小区站中，高功率输出发射机51输出具有高功率(200mw)的信号，而低功率输出发射机71输出具有低功率(20mw)的信号。这样，本发明这个实施例中的PHS公众小区站就设计成使一个发射机低功率发射的形式，从而降低了总的功率消耗。

在个人移动台32测出的RSSI值大于40dBμ时，小区站31接收到RSSI值的数据后就判定个人移动台32是处在低功率信号发送区34内。因此，小区站31认为可用低功率输出发射机与个人移动台32通信。这样，小区站31就用输出功率为20mw的低功率输出发射机71向个人移动台发射。

相反，在个人移动台33测出的RSSI值小于40dBμ时，小区站31接收到这个RSSI值的数据后就判定个人移动台33是处在高功率信号发送区35内。因此，小区站31认为需用高功率输出发射机51与个人移动台33通信。这样，小区站31就用输出功率为200mw的高功率输出发射机51向个人移动台33发射。

图4A和4B示出了三个通信信道分别指配给一个输出功率为20mw的低功率输出发射机71和一个输出功率为20mw的高功率输出发射机51的情况。如图4A所示，在高功率输出发射机51中，通信信道指配给四个发送时隙中的标为时隙S1、S2和S3的三个时隙，而控制信道指配给剩下的一个时隙(标为时隙S0)。如图4B所示，在低功率输出发射机71中，通信信道指配给四个发送时隙中的标为时隙S5、S6和S7的三个时隙，而剩下的那个时隙是一个空时隙S4。这里，控制信道具有呼出/呼入控制的功能，由小区站用低功率输出发射机与之通信的个人移动台使用。这个控制信道指配给高功率输出发射机中的时隙S0。低功率输出发射机71中的时隙S4是与时隙S0相同的输出定时。因此，时隙S4设置为空时隙。所以，在低功率输出发射机71中，与指配给高功率输出发射机51中的控制信道的时隙具有相同输出定时的时隙设置为空时隙。

此时，小区站31可以用工作在200mw功率的高功率输出发射机51向处在低功率信号发送区34内的个人移动台32发射。在信道S5、S6和S7都已占用时，小区站31可以用信道S1、S2和S3中任何一个信道向处于低功率信号发送区34内的个人移动台32发射。因此，小区站31能用六个信道S1至S6中任何一个信道向处于低功率信号发送区34内的个人移动台32发射。此外，小区站31能用三个信道S1、S2和S3中任何一个信道向处在高功率信号发送区35内的个人移动台33发射。最好，小区站31用三个信道S5、S6和S7向个人移动台32发射。

此外，小区站31具有一个功能，通过考虑信道在个人移动台从低功率信号发送区34移动到高功率信号发送区35或者从高功率信号发送区35移动到低功率信号发送区34时的状况将发送信道从低功率输出发射机71转到高功率输出发射机51或从高功率输出发射机51转到低功率输出发射机71(越区切换)。

这里，小区站31能用只是由输出功率为200mw的高功率输出发射机51输出的三个信道S1、S2和S3中的任何一个信道向处在低功率信号发送区34内的个人移动台32发射。然而，这并不会对小区站与个人移动台32之间的通信服务有多大影响，其原因如下。

小区站31具有在离小区站31大约200米的半径以内的低功率信号发送区34和在离小区站31大约300米的半径以内而在低功率信号发送区34以外的高功率信号发送区35。因此，低功率信号发送区34的面积约占小区站31管辖的总面积的56％，而高功率信号发送区35的面积约占小区站31管辖的总面积的44％。低功率信号发送区34的面积基本上等于高功率信号发送区35的面积。从业务繁忙可能性来看，为这两区各指配三个信道在统计上也是成立的。

此外，高功率信号发送区35在以小区站31为中心的低功率信号发送区34之外。低功率(20mw)输出发射机71输出的信号不会干扰在高功率(200mw)输出发射机51覆盖的高功率信号发送区35内的个人移动台33。

表示为低功率信号发送区34或高功率信号发送区35的有效半径的200米或300米距离不只是地理上的距离，而且还考虑到电磁波的传输环境。在本发明这个实施例中，小区站与个人移动台之间的距离是按照个人移动台接收到的由小区站输出的信号的RSSI(接收信号强度指示)确定的。在个人移动台和小区站之间有阻挡电磁波的障碍物时，小区站接收到的由个人移动台输出的信号由于障碍物的阻挡而减弱。在这种情况下，个人移动台与小区站之间的距离根据个人移动台接收到的信号的RSSI所估计的要比地理上的距离大得多。如上所述，本发明这个实施例中指示的离小区站的距离按照由小区站输出的信号RSSI(接收信号强度指示)确定。

如上所述，就这个通信设备而言，控制信道始终从高功率输出发射机51输出，同时覆盖小区站的所有区域。

因此，高功率输出发射机51具有三个通信信道S1、S2和S3和一个控制信道S0，而低功率输出发射机71具有三个通信信道S5、S6和S7。由于控制信道由任何处在小区站的所有区域34、35内的个人移动台接收，因此控制信道S0从一个预定的天线(例如天线1)输出而不需要进行发射分集操作。

在综合器3、18和天线开关4、19中执行以下操作(1)至(4)，以实现上述这些操作。

(1)天线1向低功率信号发送区34输出信号的情况开关19打到接触点19a。开关4打到接触点4a。综合器3将来自低功率输出发射机71的通信信道S5、S6和S7与来自高功率输出发射机51的控制信道S0综合在一起。经综合的信道从天线1输出。

(2)天线1向高功率信号发送区35输出信号的情况开关4打到接触点4a。综合器3中不进行综合。于是，来自高功率输出发射机51的控制信道S0和通信信道S1、S2和S3从天线1输出。

(3)天线16向低功率信号发送区34输出信号的情况

开关19打到接触点19b。开关4打到接触点4a。在综合器18中不进行综合。于是，来自低功率输出发射机71的通信信道S5、S6和S 7从天线16输出，而来自高功率输出发射机51的控制信道S0从天线1输出。

(4)天线16向高功率信号发送区35输出信号的情况

在发送控制信道S0时，开关4打到接触点4a，控制信道S0通过高功率输出发射机51从天线1输出。在发送通信信道S1、S2和S3时，开关4打到接触点4b，在综合器18中不进行综合。于是，这些通信信号通过高功率输出发射机51从天线16输出。

下面将结合图5说明本发明这个实施例中的小区站的控制器91的工作情况。

这里，小区站用安排给发送信号的六个发送时隙的每个时隙向个人移动台发送信息。这六个发送时隙中的三个时隙安排给高功率输出发射机，而另三个时隙安排给低功率输出发射机。在步骤S101，小区站接收到由个人移动台发射的信号。在步骤S102，小区站测量所接收的信号的强度。在步骤S103，小区站检验这个信号的强度是否大于或等于第一预定值。在信号的强度大于或等于第一预定值(步骤S103)时，小区站检验是否所有安排给低功率输出发射机的时隙都用于与其他个人移动台的通信(步骤S104)。在所有安排给低功率输出发射机的时隙没有都用于与其他个人移动台通信时，小区站就用安排给低功率输出发射机的空时隙与这个个人移动台通信(步骤S105)。在信号的强度小于第一预定值(步骤S103)时，小区站检验信号的强度是否大于或等于第二预定值(步骤S106)。这里，第二预定值小于第一预定值。在信号的强度大于或等于第二预定值(步骤S106)或者所有安排给低功率输出发射机的时隙都已用于与其他个人移动台的通信(步骤S104)，小区站就检验是否所有安排给高功率输出发射机的时隙都已用于与其他个人移动台的通信(步骤107)。在所有安排给高功率输出发射机的时隙没有都用于与其他个人移动台的通信(步骤S107)时，小区站就用安排给高功率输出发射机的空时隙向这个个人移动台发送信息(步骤S108)。在信号的强度小于第二预定值(步骤S106)或者所有安排给高功率输出发射机的时隙都已用于与其他个人移动台的通信(步骤S107)时，小区站就断开与这个个人移动台的连接。

下面将说明本发明的效果。

由用于输出功率为200mw的高功率输出发射机的功率放大器产生的热大约为15W。因此，在小区站具有两个高功率输出发射机时，其中的两个功率放大器将产生30w的热。相反，本发明这个实施例中的小区站具有一个输出功率为200mw的高功率输出发射机51和一个输出功率为20mw的低功率输出发射机71。这里，用于低功率输出发射机71将产生大约1.7w的热。用于本发明这个实施例中的小区站的这两个功率放大器总共产生16.7w的热。这样，本发明这个实施例中的小区站产生的热量要比用两个输出功率为200mw的高功率输出发射机的传统小区站产生的热量少44％左右。

因此，高功率输出发射机需要用较多的散热片和较大的表面积来改善热辐射。由于本发明这个实施例中的小区站的热辐射较小，因此这种小区站可以用较少的散热片和较小的表面积来散热，从而小区站本身可以小型化。此外，小区站只有一个200mw的功率放大器器件，生产成本也低。而且，由于可以实现小区站的小型化，因此小区站安装的自由度较大，可以安装在各种不同的空间。

Claims (14)

1.一种无线电小区站设备，包括：

多个能向一个个人移动台发送具有不同发送功率的信号的发射机；以及

一个控制器，用于根据与所述个人移动台所在位置相应的位置数据有选择地激活所述多个发射机中的一个发射机，使得所述激活的发射机利用发送信号与所述无线电小区站设备通信。

2.一种按权利要求1所述的无线电小区站设备，其中所述位置数据对应所述个人移动台接收到的由所述无线电小区站设备输出的所述发送信号的电场强度。

3.一种按权利要求1所述的无线电小区站设备，所述设备还包括一个单机体，使得所述多个发射机都安置在所述单机体内。

4.一种按权利要求1或3所述的无线电小区站设备，其中所述多个发射机包括：

一个第一发射机，输出具有额定功率的所述发送信号；以及

一个第二发射机，输出具有比所述额定功率低的功率的所述发送信号。

5.一种按权利要求4所述的无线电小区站设备，其中所述控制器包括：

一个距离测量部，测量从所述无线电小区站设备至所述个人移动台的距离；以及

一个发射机选择部，根据所述距离测量部测出的所述距离选择所述第一发射机和所述第二发射机之一作为所述激活的发射机。

6.一种按权利要求4所述的无线电小区站设备，其中所述控制器包括：

一个发射机选择部，根据所述个人移动台接收到的由所述无线电小区站设备输出的所述发送信号的电场强度，即向所述无线电小区站发送的指示所述电场强度的数据，选择所述第一发射机和所述第二发射机中的任何一个发射机作为所述激活的发射机。

7.一种按权利要求4所述的无线电小区站设备，其中把一个用来控制呼出/呼入的控制信道指配给从所述第一发射机输出的一个第一信号。

8.一种按权利要求5所述的无线电小区站设备，其中把多个通信信道分别指配给从所述第一发射机输出的一个第一信号和从所述第二发射机输出的一个第二信号；以及

根据由所述第一信号和所述第二信号各自的发送功率确定的相应服务区分别限定指配给所述第一信号的所述通信信道的第一信道数和指配给所述第二信号的所述通信信道的第二信道数。

9.一种按权利要求4所述的无线电小区站设备，其中所述第一发射机输出的第一信号包括一个指配给具有四个发送时隙的第一帧，一个控制呼出/呼入的控制信道和三个通信信道指配给所述第一帧的所述四个发送时隙；而其中所述第二发射机输出的第二信号包括一个指配给具有四个发送时隙的第二帧，所述三个通信信道指配给所述第二帧的所述四个发送时隙中的三个时隙。

10.一种按权利要求9所述的无线电小区站设备，其中

所述第一发射机与一个在一个第一发送区内进行通信的个人移动台进行通信；

一个第二发送区全部处在所述第一发送区内，由所述第二发射机与其中的一个个人移动台通信；以及

所述控制器在一个与所述无线电小区站设备通信的个人移动台处在所述第二发送区外的第一发送区内时或者在所述个人移动台处在所述第二发送区内而所述第二发射机的所有所述通信信道都已指配给其他个人移动台时控制所述第一发射机，使它激活，而

所述控制器在所述个人移动台处在所述第二发送区内并且所述第二发射机的所述通信信道中至少有一个信道未指配给其他个人移动台时控制所述第二发射机，使它激活。

11.一种移动通信方法，所述方法包括下列步骤：

(a)配置一个无线电小区站，使它具有一个输出具有第一功率的第一发送信号的第一发射机和一个输出具有比所述第一功率低的第二功率的第二发送信号的第二发射机；

(b)获取与所述无线电小区站与一个与所述无线电小区站通信的个人移动台之间的距离相应的数据，判定所述数据是否超过一个预定值；

(c)在所述数据超过所述预定值时，从所述无线电小区站的所述第二发射机向所述个人移动台输出所述第二发送信号；以及

(d)在所述数据没有超过所述预定值时，从所述无线电小区站的所述第一发射机向所述个人移动台输出所述第二发送信号。

12.一种按权利要求11所述的移动通信方法，其中所述输出步骤(C)还包括下列步骤：

(e)在所述数据超过所述预定值而指配给所述第二发射机输出的所述第二发送信号的通信信道都已占用时，从所述无线电小区站的所述第一发射机向所述个人移动台输出所述第一发送信号，其中所述这些通信信道由指配给所述第二发送信号的数量预定的发送时隙构成。

13.一种按权利要求11所述的移动通信方法，其中所述数据是根据所述个人移动台接收到的由所述无线电小区站输出的所述发送信号的电场强度确定的。

14.一种按权利要求11所述的移动通信方法，其中有一个用来控制呼出/呼入的控制信道指配给所述第一发射机输出的所述第一发送信号。

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