CN1208540A - 带有聚束控制信道的通信系统与系统控制方法 - Google Patents
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Abstract
为抑制通信系统(10)中的干扰,分配一个通信单元(42—50)通过在一个专用宽域控制信道上发射一个系统接入请求来起动与基站(26—38)的射频通信的建立。在接收到系统接入请求之后,图1的通信系统的基站(32)通过形成一个通向通信单元的窄波束控制信道并在该窄波束控制信道上向该通信单元发射系统控制信息来作出响应,该系统控制信息从天线阵子阵列处被发射并被分配用以标识无线电通信中使用的窄波束通信资源。然后在接收到系统控制信息之后,通信单元(42—50)配置其自身,将窄波束通信资源用于无线电通信。
Description
本发明一般涉及一种带有聚束控制信道的通信系统，尤其涉及在具有自适应天线阵的通信系统中的一种系统控制方法。
蜂窝通信系统通常由许多相邻的“小区”构成，每个小区由一个基站控制器来管理。通常，每个基站控制器将控制多个基站收发信机，每个收发信机负责管理每个小区内的单个扇区。附属于特定系统(可能是一种时分或频分系统)的移动单元可在小区间自由移动，并且在任一情况下主要仅由一个基站收发信机及时控制其通信，这样当移动单元越过相邻扇区或小区之间的标称边界时，每个移动单元要服从一种在相邻扇区(或小区，分别地)内的基站收发信机(偶尔可能是基站控制器)之间的越区切换机制。典型地，这种标称边界是根据所接收信号强度的容许电平或者根据当该通信的误码率(BER)不可接受时的一个时间点来预先定义。
例如，从系统管理特别是移动单元的控制的角度来讲，每个基站控制器以最大发射功率持续地发射一个全向广播控制信道(称为BCCH)，该BCCH支持对移动单元的数据控制。例如，用信道信息对BCCH进行编码，该信息指令一个可选择的认定的移动单元利用一个特殊的信道频率(有时还有一个特殊的信道时隙)来进行通信。此外，位于服务覆盖区内的移动单元通常监视覆盖相邻扇区或小区的最近的邻近BCCH，从而判断是否需要执行一次越区切换(例如，由于服务小区的BCCH的信号强度明显低于一个邻近小区的BCCH的信号强度)。通常，移动单元通过在一个指定的返回(上行链路)BCCH信道资源上采用一种专用的随机寻址控制信道(RACH)来请求例如一种业务，该信道资源在诸如全球移动通信系统(GSM)的时分复用(TDM)系统中通常为零时隙。而且，在特定覆盖区内的所有移动单元始终接入到该RACH上，由此，如果两个移动单元同时试图在RACH上发射，那么可能出现争用现象。特定地，基站控制器(或者基站收发信机)不能解决这种同时传输，并因此不能分离从而不能顾及发自特殊移动单元的特定请求。结果，在预定时间内基站控制器(或基站收发信机)没有起动与任一移动单元的信号交换，并且两个移动单元默认并立即放弃其各自的接入尝试。这样，在改变伪随机延时后，每个移动单元再次试图通过该伪随机延时来建立与基站控制器(或基站收发信机)的联系，该伪随机延时通过在时间上分集各个RACH接入尝试来为分解移动单元提供一种机制。正如下文所述，每个移动单元在RACH上发射的消息可以采用一种随机产生数据字(例如长度为8比特)的格式，而基站控制器(或基站收发信机)可以通过简单地重新发射该数据字来识别相应的移动单元。
当前，系统提供恒定BCCH的现有需求禁止采用自适应聚束技术，并由此保持对谨慎的BCCH再利用规划的需求，从而避免在控制信道之间出现有害的干扰电平。因此，从位于每个基站控制器处的自适应天线振子阵列处聚束的下行链路目前局限于那些从物理上区分业务信道(TCH)和BCCH频率与功能的系统。实际上，由于聚束技术目前局限于TCH，因此通信系统并不是按频率优化的。
在本发明的第一方面，提供了一种在通信单元和具有天线振子阵列的基站之间建立无线电通信的方法，该方法包括下述步骤：a)在通信单元处，在专用宽域控制信道上发送一个系统接入请求；b)在基站处，接收该系统接入请求，并且对此作出响应，构成通向该通信单元的第一窄波束控制信道，并在第一窄波束控制信道上向通信单元发射系统控制信息，该系统控制信息从天线振子阵列处发射，并被安排用以标识在该无线电通信中所用的窄波束通信资源；c)在通信单元处，接收该系统控制信息，并配置通信单元利用该窄波束通信资源进行无线电通信。
在一种最佳方法中，本发明进一步包括下述步骤：a)在多个基站处接收系统接入请求；b)在每个基站处，执行接入请求的信号参数测量，从而确定有关多个基站的信号参数测量的顺序号；c)从该顺序号中选择一个基站来为该通信设备服务。
本发明方法最好还包括下述步骤：在通信单元处：a)为第一窄波束控制信道测量一个信号参数，从而产生一个信号参数测量值；b)判断该信号参数测量值是否高于一个预定的阈值，该阈值被认为足以支持无线电通信；c)当信号参数测量值低于该预定阈值时，在第二窄波束控制信道上发射一个系统配置请求，来请求有关该通信单元的第一窄波束控制信道的重新定向。
本发明权利要求书的方法还可以包括下述步骤：在通信单元处：a)为第一窄波束控制信道测量一个信号参数，从而产生一个信号参数测量值；b)判断该信号参数测量值是否高于一个预定阈值，该阈值被认为足以支持无线电通信；c)当该信号参数测量值低于该预定阈值时，在第二窄波束控制信道上发射一个系统配置请求，来请求从多个基站的另一个中分配一个新的窄波束控制信道。
基站可以周期性地改变第一窄波束控制信道的波束图，例如，通过在通信单元的一个预期位置周围使窄波束辐射图振荡，或者通过调节第一窄波束控制信道的波束图的宽度来实现。如果波束图改变，本发明计划，基站在第一窄波束控制信道上发射波束图信息，来标识第一窄波束控制信道的波束图如何改变；并且在通信单元处根据接收到的波束图信息，该通信单元使该波束图信息与信号参数测量值相关，并在第二窄波束控制信道上向基站发射生成的相关测量值和信号参数测量值中的至少一个。
根据本发明的第二方面，为支持通信单元与基站之间的无线电通信，提供一种无线电通信系统，该无线电通信系统具有一个专用的宽域控制信道，其中：a)该通信单元包括：i)为建立无线电通信在专用宽域控制信道上产生并发射一个系统接入请求的装置，ii)用以接收系统控制信息的装置，从而配置通信单元来利用窄波束通信资源进行无线电通信；其中b)该基站包括：i)一个天线振子阵列；ii)对天线振子阵列作出响应的装置，用以接收并处理系统接入请求；iii)对系统接入请求作出响应的装置，用以分配并产生用于标识在无线电通信中所用的窄波束通信资源的系统控制信息；以及iv)与天线振子阵列相耦合的装置，用以构成并向该通信单元发射第一窄波束控制信道。
在另一方面，提供一种修订在第一通信单元和第二通信单元之间利用的窄波束通信资源的方法，该方法包括下述步骤：a)在第一通信单元处，向第二通信单元发射窄波束通信单元；b)在第二通信单元处，接收窄波束通信资源，并测量一个涉及该通信资源接收的信号参数从而产生控制信息；c)在第二通信单元处，向第二通信单元发送该控制信息；d)在第一单元处，接收该控制信息，并根据该控制信息来修订该窄波束通信资源。
由此本发明有利地提供了一种抑制了干扰的通信系统。
现在将参照所附插图来描述本发明的示例实施例。
图1是根据本发明的一个最佳实施例的通信系统的方框图。
图2a和2b的流程图分别阐释了用于图1的通信系统的一种呼叫建立算法和一种系统控制子程序(根据本发明的一个最佳实施例)。
图3是在图1的通信系统中采用的根据本发明最佳实施例的基站的方框图。
图4阐释了在图3的基站中采用的存储块。
图5是在图3的基站中采用的根据本发明最佳实施例的移动通信单元的方框图。
图6的图形显示了相对于窄波束辐射图移动的被测信号参数的改变，并显示了为支持图5的移动单元和图3的基站之间的通信，本发明的最佳实施例如何实行判决实施过程。
图7和8阐释了如何在本发明的信令协议中提供一种反馈机制。
参考图1，由多个相邻小区12-24(习惯用六边形来表示)来定义根据本发明的最佳实施例的通信系统10的方框图。每个小区12-24包括位于中心的基站装置26-38，从而使每个小区的通信覆盖区最佳化，并且该装置包括一个自适应天线阵子阵列。在此描述中，将采用一般术语“基站装置”来表示基站控制器，基站收发信机或者一种适当结合体，并表示一种具有能够支持移动设备与固定定位的语音或数据通信装置(通常被安排在射频上操作)之间的呼叫并为其选择路由的控制逻辑的通信单元。
通信单元42-50，诸如移动电话和移动数据单元42-44，分散在通信系统10的整个地理区域内。移动通信单元42-44能够跨过小区12-24之间的边界移动，虽然在具体的时间段内这些移动单元42-44可以固定地位于一个已定义的局部区域内，例如当移动单元的用户正在一个办公室环境内参加一个会议时。移动单元42的移动(在图1中)用一个越过小区18和小区12之间的边界的矢量v1来表示，而移动单元44具有关联矢量v2以表示它在小区18的区域内朝着另一位置的移动。
根据本发明，基站装置26-38经由从天线阵子阵列处发射的一个聚束BCCH来控制通信单元42-50。而且与现有技术不同，每个小区12-38在特殊情况下无需及时支配BCCH，并且必然地，一个特定的BCCH既不能被一个特殊小区内的所有通信单元42-50接收或接入，也不能被移动通信单元42-44用来执行相邻小区间的移动协助切换。结果，本发明抑制了由传统的现有技术全向BCCH引起的同信道和相邻信道的干扰，并且(在某种程度上)缓和了对频率规划和严格的BCCH载波再利用的需求。
如图1所示，由窄波束的定向辐射信道为通信单元42-50服务。例如，参照小区18，其中三个通信单元42-46主动地参与与基站装置32的通信，每个通信单元42-46由一个从基站装置32处发出的窄波束BCCH 51-53来服务。如下所述，只要基站装置28中的自适应天线阵子阵列可以分辨这些通信单元，则每个窄波束BCCH 51-53可以定位在相同的频率，甚至相同的时隙上(在TDM系统中)。或者，窄波束BCCH 51-53可以在分立的频率上或者不同的信道资源上。虽然所示的小区18只包含三个通信单元，但是如果小区可以包含更多的通信单元，只是在某一时刻通信系统看不见它们或者它们不需要服务，这当然是非常有利的。为了简化起见并且为了保持图1及其描述的清晰，本文未画出聚束TCH。随后将描述聚束BCCH的呼叫建立过程。
通常，小区中的基站装置26-38经由至少一个操作与维护中心(OMC)54-56来互连，该OMC负责维护整个系统控制(诸如通过管理越区切换，为呼叫选择路由并解决任何可能出现的信令争用)。基站装置和OMC的互连通常用一个高容量(宽带宽)链路来实现，诸如用光缆或同轴电缆提供的Megastream(兆数据流)或E1链路58。
参照图2a和2b的流程图，本发明最佳实施例的系统操作机理操作如下。关于流程图的功能块，以虚线框显示的块表示可选或可替换的特性，这一点是非常有利的。
在上电之后(或者当横越一个覆盖区边界时)，通信单元发送200一个请求，用以在通信系统10中在一个具有专用频率的宽域RACH上请求接入/业务。通常，接入/业务请求是一个足够高的功率电平，从而确保在基站能够将其接收，不过如果以低功率发射的初始试呼无法起动基站装置的响应204，该功率电平可以从一个预定最小值开始不断增加202。如果通信单元在BCCH上没有接收到任何信号，该通信单元等候一段伪随机时间206，然后重新在宽域RACH上(假定以提高的功率电平)发送接入/业务请求。因此在接入序列中插入伪随机时间确保了可以解决下述问题，即，争用的通信单元在宽域RACH上同时试图获得对系统的接入/业务(由于万一出现不可解决的争用情况，则可以分配基站装置使其超时)。
如果接收到RACH，那么通信系统10在请求的通信单元的方向上广播至少一个窄波束BCCH。特定地，任何接收宽域RACH请求的基站装置在通信设备的方向上广播一个聚束BCCH(基于在基站装置的天线阵子阵列处的宽域RACH的到达方向)208，该通信单元选择210在其服务点具有最强BCCH的基站装置。或者，通信系统(通常通过一个高电平OMC操作)指示特定小区的基站装置212(例如，记录宽域RACH的最佳信号参数测量值的基站装置214)用一个窄波束BCCH作出响应。此后，利用窄波束BCCH以一种熟练的接线员所熟知的普通方式来传授控制信息(诸如业务信道分配)。
明显地，在移动单元已经建立了通信资源(BCCH和/或TCH)之后，发自移动单元的所有上行链路通信可以根据下行链路被聚束来限制干扰。然而，相比于下行链路，聚束上行链路可以在边缘具有更大的辐射覆盖区，从而确保基站装置维持该通信，虽然这种机理主要应用于移动单元而不是固定位置终端，因为它考虑了传输之间的移动单元的移动。
因此没有进行中的通信(不论是数据或语音)的小区没有BCCH，并由此不会影响整个系统的干扰，而具有进行中的通信的小区通过其定向特性而具有限制干扰的BCCH环境，并由每个自适应天线阵子阵列为每个BCCH产生聚束辐射图的限定功率分布图。
如果接收窄波束BCCH的通信单元是一个移动单元(诸如无线电话)，那么可能需要周期性地为窄波束(下行链路)BCCH调节聚束加权，从而确保该信道的辐射图相对于移动单元的位置是最佳化的(即，大体位于中心处)。本发明通过三种方式中的一种来实现这一点。由于移动单元是移动的，因而BCCH的被测信号参数216是变化的，诸如接收信号强度和误码率(BER)。因此配置移动单元来监控这些参数，并实现例如用特定参数(或者一个意外的低阈值测量值)的变化速率的增加来表示从窄波束BCCH辐射图中的最佳位置处移开的移动单元。结果，如果该参数的变化速率大于一个预定阈值(或者被测信号参数位于接收信号强度分布图的定义区域之外，或诸如此类)218，则移动单元试图接入RACH 220和222，并由此通知服务基站装置重新为BCCH和TCH确定下行链路加权，从而总体上改进信道的坚韧性。在此方面，移动单元通常发射一个窄波束RACH，用以抑制干扰并缩短接入时间(假定不得不与位于窄波束RACH辐射图内的其他移动单元争用)。
在补充情况下或作为选择，基站装置通过调节通信装置(通常为基站装置)的发射机链中采用的聚束系数，可以周期性地修改/改变BCCH的辐射图或方向240。例如，窄波束BCCH可以在移动单元的假定位置(由发自移动设备的RACH传输的到达方向确定)周围振荡，从而BCCH的辐射图偶尔偏移到移动通信单元的假定位置的任一侧，正如相对于小区16中的通信单元48所阐释的，其中以虚线框所示的辐射图表示BCCH的可选择的方向性投影图。同时随着BCCH的振荡，在窄波束BCCH上可以向接收通信单元发送242关于方向偏移的方向信息，该信息在被接收后可以在通信单元中与一个被测信号参数246相关244。因此该相关过程提供另一种机理，用以判断是否存在通信单元位置上的移动，因为与服务BCCH取向改变有关的被测信号参数的改变可表示通信单元的移动。该通信单元通过简单地(在窄波束RACH上)接入并发射下述信息，从而为基站装置提供一种反馈机理248，该信息表示由窄波束BCCH的振荡导致的对被测信号参数的影响，或者表示相关过程的结果。
通过与上述的振荡机理相似的方式，窄波束BCCH可以使其辐射图横向脉动来即刻调节其辐射图(或“覆盖区”)的宽度，如图1小区22中所示。如果接收窄波束BCCH的通信单元是固定的，那么窄波束BCCH的变化在表面上没有对由通信单元确定的被测信号参数产生可辨认的影响。然而，如果通信单元在运动，那么对于相对窄的BCCH传输其被测信号参数将随时间剧烈变化，并由此向通信单元表明，需要一个向基站装置发射的RACH传输，从而可以(通过重新确定加权)使下行链路和BCCH最佳化以达到通信单元的新位置。再者，BCCH可以包括涉及BCCH脉动的信息，但是由于移动单元可以对信号强度或BER条件直接作出响应，因此对本特定实施例而言这一点并不重要。在被测信号参数剧烈减小的情况下，窄波束RACH的覆盖区可以在宽度上增加以确保基站装置的接收，然后当窄波束BCCH重新集中在移动单元的新位置时随后变窄。
以第三种方式(可以是独立的或与上述的另一种机理互补)，移动单元已经(依靠初始的RACH尝试)与基站装置建立了通信，并且基站装置已经采用窄波束BCCH给予响应。因此，基站装置可以监控发自移动单元的随后发射来确定发射信息的到达方向。因此，基站装置能够为窄波束(下行链路)BCCH重新确定加权，从而补偿移动单元的任何运动。
本发明还考虑到，随着移动单元的运动，无需经常重新发射RACH。特定地，如果没有进行中的通信(即，没有分配的业务信道)并且根据通信格式类型来配置通信单元的接收(例如，电子邮件以及其他不需要通信资源持续存在的位错业务)250，则可以进行与窄波束BCCH的持续接收无关的运动。这样，通信单元可以移出窄波束BCCH的覆盖区(正如由被测信号参数或被测信号参数的改变速率所决定的)，并且当下述两种情况中的任一种出现时，只需要利用宽域RACH重新建立与通信系统的通信，这两种情况是：(i)重新配置多模式通信设备来接收不同的通信格式(例如，需要通信资源持续存在的语音呼叫)；或(ii)通信设备的用户想要登录到通信系统上。如果移动通信单元决定放弃RACH传输并由此释放窄波束BCCH接收，那么本发明的系统使窄波束BCCH超时(根据与特定通信设备相关的TCH活动性的不足)来消除干扰并增加系统容量252。
关于小区(或扇区)之间的切换机理，本发明的最佳实施例操作如下。如果窄波束BCCH的被测信号参数高于预定的最小阈值，即，位于可接受电平，则认为服务窄波束BCCH足够可以继续支持该通信。如果窄波束BCCH的被测信号参数急剧减小，那么移动单元通知服务基站装置并依次指示其他在最邻近小区内的基站装置(通常通过OMC来协调)需要一次移动单元的越区切换。其他基站装置为窄波束BCCH传输确定适当的时间和信道资源，并将该信息通知最初的基站装置，该基站装置然后依次通知通信单元。然后通信单元在指定时间自己转换到指定的频率上，并对至少一个新的BCCH执行信号参数测量，并且或者用一个窄波束RACH(在相关的上行链路上)对该BCCH作出响应来选择新的基站装置，或者指令它所发现的最初的基站装置。由此根据OMC的确定(这将非常有利)，最初的BCCH可以相应地下降或保持。作为测试信号从候选基站装置发射的新的BCCH还是窄波束信号。特定地，由于候选基站装置通常可以访问关于基站装置的相对定向和网络坐标的信息的数据库，窄波束(测试信号)传输是可行的，并且服务基站装置告知有关移动单元的角度信息(即，从到达信息的方向中了解)。结果，通过利用相对定向，网格坐标和角度信息，候选基站装置能够在请求越区切换的移动单元方向上构成窄波束BCCH。
而且，虽然本发明的系统在窄波束BCCH和TCH下操作(并由此通信单元可能无需持续地接入控制信道或业务信道)，但是如果可能，最好安排位于固定频率组合中的移动单元通过一种频率扫描接收机来收听周围的频率以及相关的(BCCH或TCH的)信号参数，从而判断该移动单元的位置是否已经剧烈变化以及由此是否需要一次切换。以此方式，一个未被承认的频率表示一次位置变化，并由此表示需要一次RACH传输来重新建立与通信系统的通信。
参考图3，该图显示了在图1的通信系统中使用的根据本发明最佳实施例的基站300的方框图。基站300包括一个天线阵子阵列302，用以接收和发射射频(RF)信号304。天线阵子阵列302能够产生一个含有窄波束辐射图的辐射图，这种能力用通常在基站300中计算的加权系数来定义。天线阵子阵列302与开关或环行器306相耦合，在该处将信号选择性地耦合至接收机电路308或发射机电路310。然而如果基站是一种全双工设备(即，可以同时实现发射和接收)，则是非常有利的。接收机电路和发射机电路均由控制处理器312来控制，该控制处理器与系统时钟/定时器314相耦合，该时钟/定时器为主动呼叫提供同步和超时显示。控制处理器312与存储器316相耦合，该存储器存储控制处理器312采用的操作例程和数据。接收机电路308为数据输出318提供处理信息。控制处理器312还用于确定天线阵子阵列302接收的信号304的到达方向，正如熟练的接线员所熟知的，这一点通常是通过采用一种所谓的“MUSIC”算法来实现的，该算法根据接收信号的本征值沉积来估算接收角度(入射倾角)。数据输入端320接收信息，该信息经由聚束网络322(响应于控制处理器312)和发射机电路310，从天线阵子阵列302处被发射。正如下文所述，聚束网络322将加权系数应用于信号上来产生窄波束辐射图，用于在一个从天线阵子阵列302处发射的下行链路信道资源上进行传输。
图4所示为图3的基站中使用的存储器块。该存储器(可以是图3的存储器316)包含一个移动位置/波束定向寄存器402，用以存储一个(主动涉及一次通信或者在基站处注册的)通信单元相对于基站的位置的指示值(例如通过上述的MUSIC算法)，以及一个涉及基站与相应的网格坐标信息一致的基站位置指数404。通常，网格坐标是笛卡尔格式的，它还包括一个关于每个基站的天线阵子阵列的相对定向的指示值(如上所述用于执行窄波束越区切换)。
图5是图3的基站300中使用的根据本发明最佳实施例的移动通信单元500的方框图。移动通信单元500包括天线502，用以发射并接收射频信号304。天线502能够产生由加权系数定义的窄波束辐射图。天线502与开关或环行器506相耦合，该天线或环行器选择性地将信号耦合至接收机电路508或发射机电路510。然而如果移动通信单元500是一种全双工设备(即，可以同时实现发射和接收)，则是非常有利的。接收机电路508和发射机电路510均由控制处理器512来控制，该控制处理器与存储器516相耦合，该存储器用以存储控制处理器512所用的操作例程(诸如计算被测信号参数的改变速率所需的例程)和数据。接收机电路308将处理后的信息提供给数据输出端518，并将其提供给也和控制处理器512相耦合的信号参数测量电路519。数据输入端520耦合信息，该信息经由聚束网络522(响应于控制处理器512)和发射机电路510从天线502处被发射。聚束网络522将加权系数应用于信号来产生窄波束辐射图，用于在一个从天线502处发射的上行链路信道资源上进行传输(如下所述)。
图6的图形显示了被测信号参数相对于窄波束辐射图移动的变化，并显示了如何通过本发明的最佳实施例实行一次判决过程，来支持图5的移动单元和图3的基站之间的通信。正如所见，被测信号参数602(诸如接收信号强度或BER)本质上呈高斯型分布604。当移动通信设备位于相对于下行链路窄波束辐射图的中心时(在横坐标上标定为606)，被测信号参数为最大值。然而，当移动单元从窄波束辐射图的中心处移开时，被测信号参数以一种指数方式下降，并且在一个被测信号参数的阈值608上(显示于纵坐标上)，则被认为不足以支持在当前服务的BCCH上的持续通信。换句话说，阈值608对应于从窄波束辐射图中心处的移动，正如分布610和612的可接受的极点所示。该分布被存储在图5的存储器516中。
图7和8阐释了如何在本发明的信令协议中提供一种反馈机制。特定地，如果基站装置使窄波束辐射图(波束图)振荡或变化，在发射的BCCH上的控制消息700包含：a)用以标识BCCH所指向的通信单元的单元ID信息702；b)用以标识BCCH是如何被精确改变的BCCH信息704；c)与进行中的通信相关的业务信道信息，这当然是很有利的；以及d)功率控制信息，移动单元随后将其用于功率控制。根据这一下行链路信息，移动单元(通常在窄波束RACH上)用一个信号组合800来响应，它包含其单元ID 802和用于汇报被测信号参数中被记录的波动(与所接收的BCCH信息704相关)的测量信息804。以此方法，测量信息804通过汇报通信单元所经历的精确的BCCH变化的影响或者窄波束BCCH总性能的影响，来协助系统控制。基站装置的控制处理器由此能够根据这些汇报的波动和到达信息的方向来校正移动单元的移动。
虽然本发明的最佳实施例关于窄波束控制信道的维护采取了一种反馈汇报结构，但是如果提供反馈机制的概念也能应用于其他形式的窄波束通信资源，这将是非常有利的。尤其是，本发明的总体概念可以应用于关于窄波束业务信道的反馈机制的实施，并且在其辐射图变化的业务信道上特别有价值。特别地，例如，这种业务信道的反馈机制可以被用于表示：i)接收(聚束)业务信道的接收质量是否足够好；ii)服务业务信道的质量是否已经恶化到不能保证越区切换的程度；iii)服务业务信道的质量已经恶化到最低限度以指示重新调整窄波束辐射图是正当的。以此方式，来自基站或者通信单元的业务信道辐射图的振荡(或者例如，窄波束业务信道的宽度的脉动)可被用于提供业务信道聚束的后续使用的信息。再者，如下所述，该反馈可以采取汇报BER或者接收信号强度信息的形式，或者在本质上可以更加复杂(例如，包含相关信息)更加详细。甚至还考虑到，一个方向从一个单元到另一个单元的聚束信道可以在接收单元处被分解(根据一种可测量的信号参数)，此后接收单元向发射单元提供关于被测信号参数的反馈。这种可选择过程的总逻辑流程大致上可以参见图2b，不应因此将此图限制为单纯地定义了一种BCCH控制算法。
本发明由此有利地提供了一种已抑制干扰的通信系统。
Claims (26)
1.一种在通信单元和带有一个天线阵子阵列的基站之间建立无线电通信的方法，该方法包括下述步骤：
a)在通信单元处，在一个专用宽域控制信道上发送一个系统接入请求；
b)在基站处，接收系统接入请求，并且对此作出响应，形成通向该通信单元的第一窄波束控制信道，并在第一窄波束控制信道上向该通信单元发射系统控制信息，该系统控制信息被从天线阵子阵列处发射，并被分配用以标识在该无线电通信中使用的窄波束通信资源；
c)在通信单元处，接收系统控制信息，并配置通信单元将该窄波束通信资源用于无线电通信。
2.权利要求1的方法，进一步包括下述步骤：
a)在多个基站处接收该系统接入请求；
b)在每个基站处，执行该接入请求的信号参数测量，用以确定关于多个基站的信号参数测量的顺序号；
c)从该顺序号中选择一个基站为该通信设备服务。
3.权利要求1或2的方法，进一步包括下述步骤：
在通信单元处：
a)为第一窄波束控制信道测量一个信号参数，来产生一个信号参数测量值；
b)判断该信号参数测量值是否高于一个预定阈值，该阈值被认为足以支持该无线电通信；
c)当信号参数测量值低于该预定阈值时，在第二窄波束控制信道上发射一个系统配置请求，来请求关于该通信单元的第一窄波束控制信道的重新定向。
4.权利要求2的方法，进一步包括下述步骤：
在通信单元处：
a)为第一窄波束控制信道测量一个信号参数，来产生一个信号参数测量值；
b)判断该信号参数测量值是否高于一个预定阈值，该阈值被认为足以支持该无线电通信；
c)当该信号参数测量值低于该预定阈值时，在第二窄波束控制信道上发射一个系统配置请求，来请求从多个基站的另一个处分配一个新的窄波束控制信道。
5.权利要求3或4的方法，进一步包括下述步骤：
在基站处，周期性地改变第一窄波束控制信道的波束图。
6.权利要求5的方法，其中第一窄波束控制信道的波束图在通信单元的预期位置周围振荡。
7.权利要求5的方法，其中第一窄波束控制信道的波束图的宽度是脉动的。
8.权利要求5，6或7的方法，进一步包括下述步骤：
在基站处，在第一窄波束控制信道上发射波束图信息，用以标识第一窄波束信道的波束图是如何变化的；
在通信单元处，根据接收到的波束图信息，使波束图信息与信号参数测量值相关，并在第二窄波束控制信道上向基站发射生成的相关测量值和信号参数测量值中的至少一个。
9.权利要求3至8中任一个的方法，进一步包括下述步骤，即，当该无线电通信停止时，禁止发射系统配置请求。
10.权利要求9的方法，其中禁止发射系统配置请求的步骤要根据被配置用于支持一种不需要窄波束通信资源持续存在的位错发射业务的通信设备的条件而被禁止。
11.权利要求9或10的方法，进一步包括下述步骤，在基站处，由于接收了最后一个系统配置请求，在无线电通信已经停止并且一个预定周期已经消逝之后，释放第一窄波束信道。
12.任一上述权利要求的方法，进一步包括下述步骤，在移动单元处：
等候一个预定时间来接收系统控制信息；
在预定时间终结之后，等候一段伪随机产生的时延，然后增加发射系统接入请求的发射功率电平，随后在宽域控制信道上重新发射系统接入请求。
13.权利要求4的方法，进一步包括下述步骤：
在服务于通信单元的基站处，根据分配一个新的窄波束控制信道的请求，指令多个基站中的其他基站准备在通信单元处发射窄波束控制信道；
在多个基站的其他基站中的至少某些基站的每一个处，根据接收到的准备发射的指令，将关于在通信单元处后续发射窄波束控制信道的信道分配信息通知给服务于通信单元的基站；
在服务于通信单元的基站处，根据从其他基站的至少某些基站处接收到的信道分配信息，在第一窄波束控制信道上将信道分配信息通知给通信设备；
在通信单元处，根据接收的信道分配信息，配置通信单元使其依次在各自的窄波束控制信道上接收来自其他基站处的传输，并从这些传输中测量信号参数，从而从多个基站的其他基站中确定一个基站越区切换候选。
14.权利要求13的方法，进一步包括下述步骤：
在通信单元处，在测量信号参数以确定基站越区切换候选之后，在第三窄波束控制信道上对该基站越区切换候选作出响应来起动该无线电通信的越区切换。
15.权利要求14的方法，其中第三窄波束控制信道与基站越区切换候选有关。
16.权利要求13，14或15的方法，其中该系统进一步包含一个与多个基站相耦合的存储器，用以存储基站位置信息和通信单元位置信息，并且其中该方法进一步包括下述步骤：
在基站处，在无线电通信的越区切换期间，访问基站位置信息和通信单元位置信息，从而使窄波束控制信道在该通信单元的方向上聚束。
17.一种用以支持通信单元和基站之间无线电通信的无线电通信系统，该无线电通信系统具有一个专用的宽域控制信道，其中：
a)该通信单元包括：
i)为建立无线电通信，用以产生并在专用宽域控制信道上发射系统接入请求的装置；
ii)用以接收系统控制信息的装置，从而配置通信单元将窄波束通信资源用于无线电通信；并且其中
b)基站包括：
i)一个天线阵子阵列；
ii)响应于天线阵子阵列的装置，用以接收并处理系统接入请求；
iii)响应于系统接入请求的装置，用以分配并产生标识无线电通信中使用的窄波束通信资源的系统控制信息；
iv)耦合于天线阵子阵列的装置，用以形成并向通信单元发射第一窄波束控制信道。
18.权利要求17的通信系统，其中该通信单元进一步包括：
用以为第一窄波束控制信道测量信号参数的装置，从而产生一个信号参数测量值；
用以判断该信号参数测量值是否高于一个预定阈值的装置，该阈值被认为足以支持该无线电通信；
用以产生并在第二窄波束控制信道上发射一个系统配置请求的装置，从而当该信号参数测量值低于该预定阈值时，请求关于通信单元的第一窄波束控制信道的重新定向。
19.权利要求17或18的通信系统，其中基站进一步包括用以周期性改变第一窄波束控制信道波束图的装置。
20.一种修订在第一通信单元和第二通信单元之间使用的窄波束通信资源的方法，该方法包括下述步骤：
a)在第一通信单元处，向第二通信单元发射窄波束通信单元；
b)在第二通信单元处，接收窄波束通信资源，并测量一个有关该通信资源接收的信号参数来产生控制信息；
c)在第二通信单元处，向第二通信单元发送控制信息；
d)在第一通信单元处，接收控制信息并根据该控制信息来修订窄波束通信资源。
21.权利要求20的方法，其中修订步骤包括重新制订窄波束通信资源的步骤。
22.权利要求20的方法，其中修订步骤包括向第二通信单元提供不同的通信资源的步骤。
23.权利要求20至22中任一个的方法，其中在第二通信单元处发射窄波束通信资源的步骤包括周期性地改变窄波束通信资源波束图的步骤。
24.权利要求23的方法，其中窄波束通信资源的波束图在第二通信单元的预期位置周围振荡。
25.权利要求23的方法，其中窄波束通信资源的波束图的宽度是脉动的。
26.权利要求20至25中任一个的方法，其中该通信资源是一个业务信道。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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| PB01 | Publication | ||
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Owner name: MOTORALA SOLUTIONS Free format text: FORMER OWNER: MOTOROLA SOLUTIONS BRITISH INC. Effective date: 20140512 Owner name: MOTOROLA MOBILITY LLC Free format text: FORMER OWNER: MOTORALA SOLUTIONS Effective date: 20140512 |
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Owner name: MOTOROLA SOLUTIONS BRITISH INC. Free format text: FORMER NAME: MOTOROLA LIMITED |
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Effective date of registration: 20140512 Address after: Illinois State Patentee after: MOTOROLA MOBILITY LLC Address before: Illinois State Patentee before: MOTOROLA SOLUTIONS, Inc. Effective date of registration: 20140512 Address after: Illinois State Patentee after: MOTOROLA SOLUTIONS, Inc. Address before: England Hampshire Patentee before: Motorola solutions UK Ltd. |
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| C41 | Transfer of patent application or patent right or utility model | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20160302 Address after: California, USA Patentee after: Google Technology Holdings LLC Address before: Illinois State Patentee before: MOTOROLA MOBILITY LLC |
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