CN1225227A - 无线通信系统中的质量确定方法与装置 - Google Patents

Abstract

本发明是关于在无线通信系统中观测上行链路中要使用的信道和下行链路中要使用的信道的质量所用的方法和装置。由每个基站所包含的测量接收机为上行链路信道和下行链路信道二者测量其质量参数(例如干扰)。所测得的干扰是真实下行链路干扰的近似。当基站和移动站位于类似高度(例如在微蜂窝和微微蜂窝中)时,这一近似与真实干扰状况对应得最好。测量值能被用于频率或信道的自适应分配,或用于给出关于该无线通信系统的统计信息。

Description

无线通信系统中的质量确定方法与装置

本发明是关于无线通信系统中观测频率或信道的质量的方法与装置。具体地说，它是关于在移动无线通信系统中通过由基站产生关于频率或信道的质量参数值来得到要用于上行链路(up link)的频率或信道的质量量度以及要用于下行链路(down link)的频率或信道的质量量度。

在无线通信系统中，在主无线站和至少一个次级无线站之间发生无线电接触。主无线站可以是一个固定的基站，而次级无线站可以是一个手持的或车载的移动站。基站负责对某一地理区域(即所谓蜂窝)的无线电复盖。

在无线通信系统中能在发射机和接收机之间建立一个无线电链路，通过它能进行无线通信。这种链路是双向的，因此人们谈到在无线通信系统中沿着从基站到移动站方向建立链路的下行链路和在相反方向从移动站到基站构成链路的上行链路。对不同链路无线通信业务量的发射和接收是在物理信道上发生的，该物理信道可由在频分多址系统(FDMA)中的某一频率确定，或由在时分多址系统(TDMA)中某一频率和某一时隙的组合确定。在码分多址系统(CDMA)中，一个信道能由一个编码确定。通常，在无线通信系统中能得到的频率和信道会受到其他无线通信业务的不同程度的干扰，甚至受到在同一信道上用于其他链路的无线电信号的干扰，因此系统中的每个信道有一定的干扰水平。

在某些无线通信系统中，频率跳动(frequency hopping)是允许的，这意味着一个链路可根据某种顺序在不同频率之间改变。这可按“视随机”方式或顺序方式进行。于是，证明为质量差的频率可在多个链路之间分摊，这样单个链路的干扰就不那么显著了。

上行链路频率和相应的下行链路频率之间的间距称作双工间距(duplex spacing)。在多数无线通信系统中这个间距是固定的。由于在一个无线通信系统中可用频率个数是有限的，因此同一频率必须在不同蜂窝中重用。为了避免同时使用同一信道的蜂窝之间的干扰(所谓共信道(co-channel)干扰)，同一频率不应在同一时刻在相邻蜂窝中被使用。在使用同频信道的两个蜂窝之间还应有一定的重用距离。

在GSM系统中，每个频率被分成8个时隙，构成一个TDMA帧。有两种不同的所谓逻辑信道的主要类型：话音信道和控制信道。在每个蜂窝中有一个双工频率对Co，它当中至少有一个时隙(时隙零(To))只被用于控制信道。这个频率对被称作BCCH载波，这里BCCH代表广播控制信道。在BCCH上的其他时隙能被用于话音信道，而其他频率对可以只用作为话音信道的载波。在BCCH载波下行链路上，移动站接收关于蜂窝标识以及其他的事项的连续信息。再有，移动站必须能完成对相邻蜂窝的BCCH载波上信号强度的测量，并在BCCH载波上行链路上报告测量结果。这意味着，不管此时在BCCH载波上是否在传送任何信息，都必须连续地传送同一功率。当一个时隙未被使用时，是通过发送所谓“虚设脉冲串”(dummy burst)来实现这一点的。

在BCCH载波上通常不使用频率跳动(frequency hopping)。每个蜂窝有自己的BCCH载波。特别重要的是，这个频率在干扰方面必须有好的质量，因为当连接蜂窝、移交和在相邻站上测量信号强度等时，特别要由移动站和基站使用在控制信道上发送的信息。

多个位置靠近的蜂窝共同使用分配给该无线通信系统的所有频率对而不重用任何频率对，这叫做一个蜂窝集群。要得到频率的最佳重用，需要做大量的计划工作。通常要完成野外研究来估计无线通信系统各部分中的干扰状态。这类蜂窝规划确定一种方案，根据这一方案将该系统的不同频率或信道分配给各蜂窝以获得最低的干扰水平，这叫做固定频度或信道分配。

具有固定频度分配的无线系统不能使自己适应于地理上的改变或系统中通信业务量的改变。今天，每个基站都被人工地分配若干个频率，其中之一是BCCH载波。在不同蜂窝中，不同的频率对被用作为BCCH载波，而今天BCCH载波是由人工改变的。对网络必须定期重新调整和重新计划，这是由于新的基站和收发机的设立以及由于环境的改变(例如新建筑物的竖立)，或者由于在某一区域内通信业务量的增加。必须进行新的测量和预测，以找出适当的频率计划。当经常由人工进行这种测量和频率分配时，固定频率分配的无线通信系统中的频率分配如果必须重做的话，那么对于操作者而言便是很昂贵的。

在无线通信系统内的蜂窝大小是不同的，这取决于不同地理区域内的用户密度。在人口稀疏的地区，一个基站能复盖半径几千公里的范围。为了能处置人口稠密区中移动站高度集中的情况，则应减小蜂窝大小。为了能在人口稠密的地理区域内实现无线通信系统的大容量，可以有不同的蜂窝层相互重叠。

一个所谓微蜂窝(micro cell)可有几百米的直径和复盖例如一个运动场所、大道(例如交叉路口、街道)或一段高速公路。微蜂窝的特点在于它的基站天线/天线群放在户外的房顶以下的高度。

更小的室内蜂窝，即所谓微微(pico)蜂窝，可复盖一个建筑物的一层或整个建筑物。还有所谓“带分布式天线系统的微微蜂窝”，这意味着在一个微微蜂窝内放有若干个无线天线。

一层微蜂窝要被至少一个宏蜂窝复盖，而一个微蜂窝反过来又复盖若干个微微蜂窝。复盖蜂窝被称作伞蜂窝。各层按已知的方式并以该无线通信系统中所包括的各信道频率的一定重复距离彼此相对地组织到一定的蜂窝结构中。

在微蜂窝和微微蜂窝中，基站天线被放在房顶以下高度，所以天线的范围通常小于宏蜂窝中基站的天线范围。与宏蜂窝中的基站相比，在微蜂窝或微微蜂窝中的基站较少受到来自周围基站的影响，因为有较少干扰信号会达到这较为孤立放置的基站。这意味着在微蜂窝和微微蜂窝中能比在宏蜂窝中更经常地重复使用同一频率。

在微蜂窝和微微蜂窝中，使用固定的信道分配是特别低效率的。微蜂窝和微微蜂窝能被布设得很不规则，所以要对共信道干扰设计出一个频率重用方案是复杂的。蜂窝越小，则环境变化、基站数目和发送接收器数目的变化以及通信业务量状况的变化的影响就越大，于是就不得不频繁得多地重新进行频率规划。在微蜂窝内信号强度的大的和快速的变化能在例如车辆被驱动以高速穿过交叉路口或在街角转弯时发生。

已提出了各种方法来简化规化和使无线通信系统适应于如上所述的变化。大多数方法利用某种形式的动态信道分配(DCA)或自适应频率分配(AFA)。这些方法的主要原理是当一基站要被分配给一个频率或信道时，系统中可得到的所有频率或信道都能被使用。室内系统DECT是使用动态信道分配的无线通信系统的一例。动态信道分配使用快速算法。当一移动站要建立一链路时，它在所有可用信道当中选择待查找的基站。在这样的系统中，每次一个呼叫被连接时，对一个蜂窝的信道分配便被改变。自适应频率分配采用较慢一些的算法，而且某种分配将要保持的时间周期比动态信道分配的情况中的保持时间周期要长。已经提出许多关于自适应频率分配的建议。

US-A5212831号揭示一种方法，用于在便携式TDMA无线通信系统中的自动自适应频率分配。在所描述的无线通信系统中，每个基站在所分配的一个频率上发送。一个基站关掉它自己的发射机并测量该无线通信系统的其他基站正在发射所用频率的信号强度。具有最低测定信号强度的频率被暂时分配给该测量基站作为下行链路频率。由于每个下行链路频率伴有一定的上行链路频率，故该基站被分配一个相应的上行链路频率。系统中的每个基站彼此独立地重复这一过程，而且其后重复这一过程直至所有基站都已被分配了下行链路频率从而该无线通信系统已经建立起来为止。

该方法的一个缺点在于只考虑下行链路频率的质量。上行链路频率和下行链路频率的质量状况会有显著不同。一个基站总是从蜂窝中的同一点发送，而一个移动站是从一个地理表面发送，所以在上行链路和下行链路中波的传播是不同的。当上行链路频率和下行链路频率处于具有一定双工间距的两个频带中时，这两个频带受到来自其他基站以及例如微波链路的干扰的影响是不同的。特别是在微蜂窝和微微蜂窝中，对上行链路频率的干扰会很迅速和很大，因为例如移动站会以高速在拐角转弯。另一缺点在于基站在测量过程中必须关掉它自己的发射机，因为某些无线通信系统要求基站在进行的对话过程中在某一时隙上进行对话的那个载波上连续地发送。另一个缺点是基站在测量过程中必须关掉它自己的发射机。在GSM系统中，如前面提到的，在BCCH载波上的传送必须是连续的。

US-A5375123描述了以对可能的新下行链路的干扰进行的本地估计为依据向未连接移动站分配频率的方法。对下行链路频率的测量或者可以按顺序从基站完成、从已连接的移动站测量或从位于蜂窝中的特殊测量站来进行测量。然后将测量结果报告给基站，于是一个新链路在各下行链路频率上将会有的干扰能被计算出来。使用所获得的干扰值，该移动站被分配一个下行链路频率。

本方法的一个缺点是，如在前一种情况中那样，对上行链路上的干扰状况没有考虑。再一个缺点是在例如GSM系统中由移动站对所有可得到的下行链路频率进行测量是复杂的。

根据GSM说明书，移动站完成对来自相邻蜂窝基站的信号强度进行所谓MAHO(移动辅助移交(mobile Assisted Handover))测量。在GSM说明书和其他说明书中没有说明一种程序以任何方法使用由移动站对一无线通信系统中所有可得到的频率或信道所进行的测量。这样由移动站对例如来自相邻蜂窝中基站以外的任何设备的信号强度进行的测量需要修改该无线通信系统。为了实现由移动站对所有可得到的频率的测量，需要复杂地引入这种程序。

已公开的专利申请EP-0585994揭示一种如先前已知的移动无线系统，它具有对无线信道的自适应分配。以在进行对话过程中对在用无线信道测量的测量数据为基础，使对无线信道的分配进行改变。测量是由移动站和/或基站进行的。只有对上行链路中干扰信号的测量是由基站进行的。

这种方法的一个缺点在于它未考虑下行链路中的干扰状况。

当选择适当的频率或信道时，应该对可能使用的那些频率或信道的干扰状况进行调查。上行链路和下行链路的干扰会有显著的不同。为了得到满意的结果，应对上行链路和下行链路通信二者都观测其干扰状况。

本发明要解决如何在一无线通信系统中得到上行链路和下行链路中频率或信道质量的测量的问题。

另一个问题是如何在不从移动站进行测量的情况下对下行链路中所用频率或信道得到质量测量值。

再一个问题是如何以简单而且省钱的方式得到上行链路和下行链路二者频率和信道质量参数的可靠测量值。

另一个问题是如何得到关于一无线通信系统中干扰状况的统计信息。

再一个问题是如何把所得到的用于自适应频率或信道选择的质量参数测量值应用到该无线通信系统中的基站。

因此，本发明的一个目的是以简单而且省钱的方式得到一无线通信系统中上行链路和下行链路中频率或信道的质量测量值，而不必由移动站进行测量。

又一个目的是使用该无线通信系统中关于频率或信道质量的信息来得到关于该无线系统中干扰状况的统计结果。

另一个目的是把关于上行链路和下行链路频率或信道质量的信息用于自适应频率或信道选择，并在需要时使该无线通信系统中可能实现频率或信道分配的自动再规划。

另一个目的是使在每个基站中可能彼此独立地在本地进行频率或信道的分配。

对这些问题的解决办法是从多个基站对上行链路和下行链路二个信道都测量至少一个质量参数。各测量值对每个信道或构成TDMA帧的每个信道组进行平均，换句话说，对每个频率进行平均。这样得到的质量参数值能被用于提供频率或信道分配，或提供关于该无线通信系统的统计信息。

更具体地说，这些问题是通过允许该无线通信系统中的每个基站对上行链路和下行链路二者的信道测量一个质量参数来解决的。这样，这种测量是由基站完成的，所以对下行链路中的信道所得到的质量参数值是估计值。当移动站的干扰状况与基站的干扰状况彼此相似时，即当基站位于与移动站近似在同一高度时，估计值与下行链路上的实际质量状况的一致性最好。在微蜂窝和微微蜂窝中，与宏蜂窝相对照的是基站天线位于房顶高度以下，而宏蜂窝的基站天线则在较高的高度上。这样，在诸如微蜂窝和微微蜂窝那样有低位置基站天线的蜂窝中，估计值与下行链路上的实际干扰状况的一致性最好。

对于系统中的多个可得到的上行链路和下行链路信道要测量至少一个质量参数。这种测量是由基站对上行链路信道和下行链路信道二者进行的。这些测量值对每个信道或对构成TDMA帧的每个信道组进行平均，即对每个频率进行平均。每对上行链路和下行链路信道或频率以所得到的质量参数进行分级。质量参数低值表明低干扰，意味着质量高。

在上行链路中和在下行链路中得到的质量参数测量值能被用于提供关于该无线通信系统干扰状况的统计信息，例如关于干扰的地理范围。

被分级的频率或信道对还能被用于自适应频率或信道分配。于是，基于这种分级至少一个频率或信道对能被选出。例如，分级最高的频率对能被选为BCCH载波，而若干个相继较低分级的频率对能被选为话音信道的载波。

选定频率对或信道对的分配能由无线通信系统自动完成，或由操作员控制完成。

本发明的一个优点是能得到下行链路质量的测量而不必由移动站完成测量。

另一个优点是所得到的信道质量测量能提供关于该无线通信系统中干扰状况的统计信息。

另一个优点是所得到的信道质量测量能被用于自适应频率或信道分配。

又一个优点是频率或信道的分配不需要人工测量，从而将更简单和更省钱。

另一个优点是这一方法能在每个基站本地完成而不需要不同的基站交换信息。

现在将借助最佳实施例并参考附图更详细地描述本发明。

图1显示GSM型移动无线通信系统一部分的示意图。

图2显示两个基站和两个移动站之间共信道干扰的简化略图。

图3显示一个宏蜂窝和位于其中的若干微蜂窝及微微蜂窝的示意略图。

图4显示在一个微蜂窝中可能干扰状况的示意略图。

图5显示根据本发明的装置的一个实施例的方框图。

图6显示根据本发明的方法的示意流程图。

在下面描述的例子中，本发明将被描述为如同应用于具有固定双工间距的无线通信系统中。术语“频率对”将用于指明一个上行链路频率和一个与之伴随的下行链路频率。术语“信道对”将以同样方式指明一个上行链路信道和它的下行链路信道。

图1示意性显示一个无线通信系统的一部分。在图1中所述系统被表现为一个蜂窝移动无线网PLMN，包含基站BS1-BS6。每个基站有某个范围，在此范围内能与其复盖范围内的移动无线站或移动站MS1-MS2建立无线通信。蜂窝C1-C3(图1中被画成六角形)代表基站BS1-BS2的这些地理复盖区。移动站MS1-MS2通过双向无线信道与它们刚好所在的蜂窝中的基站进行通信。

每个基站BS1-BS6包含若干发射接收机用于在上行链路频率上接收信号和在下行链路频率上发射信号。在一个基站中的发射接收机个数取决于该基站被允许使用多少个频率。若干个基站BS2、BS5被连到基站交换中心BSC2，若干个基站交换中心BSC2-BSC3被连接到移动交换中心BSC2。

图2显示一个无线通信系统中的受到来自其他蜂窝的干扰影响的一个基站和一个移动站的干扰状况简化略图。第一移动站BS1刚好在第一基站BS1的复盖区内，即在第一蜂窝C1内。第二移动站BS2位于第二基站BS2的复盖区内，即在蜂窝C2内。第一移动站MS1通过由上行链路信道Ch1和下行链路信道CH1构成的链路L1与它的基站BS1进行通信。第二移动站MS2通过与第一链路L1相同的上行链路信道Ch1和下行链路信道CH1所构成的另一链路L2与它的基站BS2进行通信。

在图中只画出了第一基站BS1和第一移动站MS1的干扰状况。来自第二移动站MS2的在上行链路信道Ch1上的信号也达到第一基站BS1，而来自第二基站BS2的在下行链路信道CH1上的信号也达到第一移动站MS1，正如由第二基站BS2和由第二移动站MS2出发的虚线所示。由第二蜂窝C2在信道上发送的信号与第一蜂窝C1中的信道干扰。由于这两个基站之间的距离使信号衰减。在同一频率上在同一时间来自发送信源的干扰称作共信道干扰。

在图中，由于空间的原因，所画的两个蜂窝C1和C2犹如是靠近的蜂窝。然而，如前所述，在正常情况下，在允许使用同样信道的蜂窝之间有一定的重用距离。在一个无线通信系统中，多个蜂窝能同时使用同样的信道，不仅是如图中所示的两个蜂窝，但在使用相同频率上的信道的各蜂窝之间的距离通常是比较大的。所以，在图中，在第一蜂窝C1和第二蜂窝C2之间有若干个蜂窝。

图3显示宏蜂窝MAC作为两个微蜂窝MIC1、MIC2以及四个微微蜂窝PIC1-PIC4的伞蜂窝。微蜂窝能复盖例如道路交叉段MIC1、道路MIC2或一个运动场所。一个微微蜂窝能复盖一个建筑物中的一层。如前所述，在微蜂窝中的基站天线被放在房顶高度以下，例如放在建筑物墙壁上或在灯柱中。一个微蜂窝也能是若干微微蜂窝的伞蜂窝，但为了清楚，在图3中的微蜂窝和微微蜂窝被分开画出。

图4显示在一个微蜂窝中可能干扰状况的简化略图。服务于一个宏蜂窝MAC的一个基站MS1通过由上行链路信道Ch1和下行链路信道CH2构成的某一链路L1与第一移动站MS1进行通信。在建筑物B上放置了第二基站BS2。这个基站服务于微蜂窝MIC，而在该微蜂窝内有第二移动站MS2。第二移动站MS2与第二基站BS2通过链路L2进行通信，链路L2与第一基站BS1和第一移动站MS1之间的链路L1由相同的无线信道Ch1和CH1构成。

在所示情况中，第二基站BS2和第二移动站MS2没受到来自宏蜂窝MAC的干扰的影响，这是由于这样的事实，即来自第一移动站MS1和第一基站BS1的信号被建筑物B的墙壁扩散，故未达到微蜂窝MIC，如图中虚线所示。通过在稠密建筑起来的区域中引入微蜂窝和微微蜂窝，能比宏蜂窝中更频繁地重复使用各信道，而且在地理宏蜂窝区域内的任何地方都能得到复盖。

因为在微蜂窝MIC中移动站MS2的天线高度与基站BS2的天线高度相似，故在下行链路信道CH1上(移动站MS2在这一信道上接收)达到移动站MS2的干扰也应该达到基站。在微蜂窝MIC中的干扰由指向基站BS2和指向移动站MS2的虚线表示。这意味着，如果基站BS2不仅能在上行链路信道上接收信号而且能在下行链路信道上接收的话，那么通过由基站BS2在下行链路信道CH1上进行的测量应该能得到到达移动站MS2的干扰的近似值。

图5以方框图形式显示对本发明至关重要的装置的第一实施例。在本例中，该装置包含在以微蜂窝或微微蜂窝构成的层中的各基站中，而且它们被用于自适应频率选择。基站包含一个测量接收机201，它能在所有可能得到的上行链路和下行链路信道上或这些信道的所希望的子集合上接收无线电信号。测量装置201包含装置202用于产生质量参数。通常质量参数是有时间依赖性的，它指明例如具有干扰I(t)的信道的质量。在上行链路上的干扰Iu(t)基本上是来自该无线通信系统中的其他移动站，这在图中由发自移动站MS的箭头表示。在下行链路上的干扰Id(t)实质上是来自该无线通信系统中其他基站的信号，这在图中由发自基站BS的箭头表示。于是，产生质量参数的装置202能是一个信号强度计。测量其他参数，诸如误码率BER或C/I值，并从这些值计算出干扰值，这也是可能的。

如果在基站中的发射接收机被做成也能在系统的可能得到的下行链路信道上接收，那么测量装置201能是该基站中一发射接收机的接收部分。然而，有专用接收机来根据本发明进行测量会是有好处的，因为已经在基站中的发射接收机当根据本发明进行测量过程的同时要完成它们的正常任务可能会有问题。于是，测量接收机可以是基站中的一台额外的接收机，只打算用于完成根据本发明的测量。

测量接收机201可以是一个宽带接收机，接收质量参数的平均值，然后，所收到的宽带信号被信道滤波装置滤波，于是对上行链路和下行链路的每个信道得到一值，或对TDMA帧中所包括的若干信道，即对每个频率，得到一个平均值。

测量接收机201可以是一个扫描各信道并测量它们的信号强度的接收机。在下文的描述中，假定测量接收机是这样一个接收机，它在上行链路和下行链路信道上多次扫描，并对每个信道测量其质量参数值，或对每个TDMA帧中所包括的各信道(即对每个频率)和对每次扫描测量一平均值。为了得到许多测量值，扫描应该快速，例如每秒或每分扫描一次的量级，而总测量时间(产生间隔△T)可以是例如数日或数周的量级。

在本例中产生了该无线通信系统中上行链路和下行链路各频率的质量参数平均值。一个质量参数值或者可以在系统中所有可能得到的频率上产生，或者可以在它自己的蜂窝中没有使用的所有频率上产生，或者可以在可能得到的频率的另一子集上产生。要被评估的频率对的个数被指定为N。

在某些情况中，对某一蜂窝分配某一特定频率是不适当的。如果所考虑的蜂窝是微蜂窝，而且它有一个伞蜂窝，那么，可能希望例如不允许该微蜂窝使用与它的伞蜂窝相同的频率，以防干扰的危险。相邻蜂窝中使用的频率从进一步处理中排除也会是适当的。如果在那个同一蜂窝中使用的一个频率上进行测量，那么如果要得到干扰的正确值的话，则应从测量值中减去那个蜂窝对质量参数的贡献。

对于已经产生了质量参数值的各频率f₁-f_N，借助平均装置203将能有一个质量参数平均值。为了对不同测量值加权，平均装置203能利用一个无歧义的、单调增大的、非线性映射(例如一个对数函数)。其后完成线性平均是适当的。

可能希望在完成进一步分析之前将所得到的质量参数值与一预先确定的阈值Imax进行比较。对于上行链路和下行链路频率能使用不同的阈值也是可能的。还可以相信，例如在上行链路上有好的质量比在下行链路上更重要。如果某一上行链路或下行链路频率已经得到了特别高的质量参数值，那么即使在该对中的另一频率得到了满意的质量，整个频率对也能从进一步处理中排除。

即使在该无线通信系统的所有可得到的频率上已经完成产生质量参数，那么如前面提到的那样，由一宏蜂窝使用的各频率能被认为是对该宏蜂窝所在同一地理区域内的微蜂窝(即如果该宏蜂窝是该微蜂窝的伞蜂窝的话)的干扰。于是这些频率能被从进一步处理中排除。由于与对待宏蜂窝频率相同的理由，还可能排除在相邻蜂窝中使用的频率。

对上行链路和下行链路上要评估的频率f₁-f_N，F₁-F_N所得到的测量值被第一存储装置204存储。存储装置204能例如把上行链路频率f₁-f_N和下行链路频率F₁-F_N以及与其相应的质量参数I_f1-I_fN和I_F1-I_FN之值存储在第一测量矩阵205中。如图5中所见，测量矩阵205能是N*4矩阵，这里上行链路频率f₁-f_N被存储在第一列中，与其相应的质量参数I_f1-I_fN之值被存储在第二例中。在第三列中可存储下行链路频率F₁-F_N，而在第四列中可存储与下行链路频率相应的质量参数I_f1-I_FN之值。当然，这种存储可以按其他方式去做，例如存储在单个矢量中，存在上行链路矩阵和下行链路矩阵中，或以其他形式存储。

在平均之后，由分类排队装置206按照上行链路和下行链路频率二者的质量参数对该频率对(f₁,F₁)-(f_N,F_N)进行分类排队。与分类排队相连系的是，如果希望的话，可对上行链路和下行链路的测量值进行加权。上行链路和下行链路测量值可被赋予不同的权重，这取决于是否认为有好的上行链路连接比好的下行链路连接更重要，或者相反。因为重要的处理过程，例如移交，是在BCCH载波下行链路频率上发生的，所以例如可以建议对下行链路值的加权要高于对上行链路的加权。

然后对各对频率所求得的质量参数的加权或未加权值之和进行比较，具有最小和的频率对是频率质量最好的对，因而被分为最高级别，具有次最小和的频率对被分为次高级别，依此类推。

然后，由第二存储装置207存储被分级的频率对。这种存储可在第二测量矩阵208中完成，它可为一个N*2矩阵，这里最高级频率对的上行链路频率被存储在第一列中的第一行上，而与其相对应的下行链路频率被存储在第二列中的第一行上，依此类推。当然这种存储能按其他形式完成。

在本实施例中，根据本发明的测量方法被用于自适应频率选择。然后，分配装置209对该基站选择频率。把来自所产生的质量参数值的信息与其他参数的测量结合起来是可能的。例如，在频率选择中能利用由移动站完成的对基站信号强度的测量、MAHO测量。根据想要进行哪类频率规划以及已对哪些频率产生了质量参数，可以以不同的方式进行频率选择，下面将结合图6所示过程流程图来进行描述。

然后分配装置209能把选定的频率分配给基站。这种分配可直接由分配装置209完成，或者在问过操作员之后或者由基站交换中心BSC决定之后再完成。如果由基站本身完成更新，则基站交换中心BSC必须得到关于更新的通告，以便能更新它的关于所考虑的基站的信息。在图5中这一点由自分配装置209至基站交换中心BSC的虚线表示。

如果分配是由操作员控制的，则该操作员得到关于所选频率的通告，并由操作员决定是否进行更新。

为了以简单的易于抓住的方式说明本发明装置的控制，图5显示了一个控制装置CPU。这个控制装置CPU能与上述装置通信并控制所描述的过程。能通过控制装置CPU和所述装置之间发送的控制信号来进行这种通信，于是控制信号在所述装置之间的总线上发送，如图5中示意性表示的那样。当然，对根据本发明的各装置的控制不需要从一中央控制单元CPU处发生。每个装置能包含它自己的软件去控制它的功能，而且这种控制能在系统中被公布出去。

在另一例子中，以与上述对频率所描述的相同方式，对信道产生质量参数值。于是，对无线通信系统中每个信道的质量参数值，或对可能得到的信道的子集合的质量参数值，利用测量接收机进行测量，然后，能如同结合图5所描述的那样，平均和存储质量参数和信道以及分类排队和选择信道。然后，被分类排队的信道能被用于自适应信道选择。信道分配能按上述频率分配情况中的同样方式完成。

在另一个例子中，对频率和信道所产生的质量参数值能被用于提供关于该无线通信系统的统计信息。然后，可能得到例如关于该干扰的地理范围的信息。在本情况中，由测量接收机201取得质量参数值，并由平均装置对其平均，如结合图5所描述的那样。在本情况中，对各频率或信道得到的平均测量值对统计信息有意义，无需被分类排队，所以分类排队装置不是必须的。分类排队和未被分类排队的质量参数值能被报告给操作员，他评估测量结果。

在所有例子中，质量参数的产生是在每个基站(图1中的BS1-BS6)中本地进行的。例如，这种产生能连续地进行，或在每日的一定时间段内进行，在高通信量期间进行更合适。对所产生的质量参数值的连续处理的全部工作或部分工作能在每个基站本地进行(如前所述)，或者可以全部或部分地由该无线通信系统中的其他节点完成，例如由基站交换中心BSC或移动交换中心MSC完成。

即使所有数据处理都在基站中进行，也可能例如允许基站交换中心BSC来决定是否要发生对频率/信道的更新，如果要更新，则基站BS受命进行分配。如果代之以由基站BS本身完成频率或信道的更新，基站交换中心BSC必须得到关于更新的通告，以便它能转而更新它的关于所考虑的基站的信息。

还可以相信，所产生的质量参数值能直接由分配装置使用，于是分类排队装置和存储装置不是必须的了。在这种情况中，分配装置含有一装置能选择就质量参数而言是最好的那些频率对或信道对。

图6显示当把根据本发明的方法用于自适应频率选择时该方法的流程图。如前面提到的那样，例如以类似的方式把本方法用于自适应信道选择也是可能的。另一个应用是把本方法用于提供关于该无线通信系统的统计信息。根据本发明的方法能被用于那样一些应用，在那里需要在上行链路中所用频率或信道的质量值以及在下行链路中所用频率或信道的质量值。

在步骤301，对该系统中上行链路和下行链路所能得到的频率的全部或其子集产生一信道质量参数。这种产生是在例如一无线通信系统中具有微蜂窝的各基站中发生。例如只对没有在那个同一蜂窝中使用的频率或信道产生质量参数是可能的。

在步骤302，所产生的质量参数I_f1-I_fN和I_F1-I_FN之值以及相应的频率f₁-f_N和F₁-F_N被存储在例如N*4矩阵中，如前面结合图5描述的那样。在被存储时，所产生的质量参数值可与预先确定的阈值Imax进行比较，从而使只有其质量参数值高于该阈值Imax的那些频率才被存储供进一步处理。还希望能由于其他原因而不是由于质量差而去掉一些频率。如先前所提到的那样，作为若干微蜂窝的伞蜂窝的宏蜂窝所用频率被认为是对微蜂窝的干扰。也可能分类出在相邻蜂窝中使用的频率。

如果已对那同一蜂窝中使用的频率进行了质量参数测量。那么必须从所产生的值中减去所考虑的蜂窝对质量参数的贡献。

在步骤303，按照为频率对中包括的频率所产生的质量参数值之和，对频率对进行分类排队。

一个具有低的合成质量参数(例如低干扰)的频率队有高质量，因而被分级为最高，如此等等。当分类排队时，上行链路和下行链路频率被彼此相对地加权，如上文中结合图5所进行的描述那样。

在步骤304，被分类排队的频率队被存储在例如一个N*2矩阵中，如先前结合图5所描述的那样。

在步骤305，选出要被分配给各基站的频率。

在每个基站中，最好的频率对能被选作为新的BCCH载波。如果新的话音信道载波也要分配给基站，则相继排在最好频率对之后的若干个频率对可被选作为话音信道载波。这样便能选出与基站中的发射接收机数目相同的频率对。

如果在无线通信系统中允许频率跳跃(frequency hopping)，则分配给基站的频率个数能多于发射接收机的个数，这取决于每个发射接收机能被允许在若干个频率之间跳跃这一事实。

如果只对无线通信系统中那些未被那个蜂窝使用的上行链路和下行链路频率已产生了质量参数，那么当然对于按质量参数被分级为最好的频率对是否实际上是该无线通信系统中的最好频率对这一点便存在某种程度的不确定性。如果在替换一频率对之后，确定老的频率对更好些，则在一附加测量之后会自动地改正，这时该频率对能再被改回去。

根据本发明的方法能被只用于完成或建议改变BCCH载波。在这种情况中，要用作话音信道载波的频率对的选择与分配可由某种其他过程来完成。

在步骤306中，决定对各基站先前选定的频率对的更新是否能发生。如果回答是“否”，或回答N，则过程从步骤重复，而没有任何更新被完成。

如果回答是“是”，或回答为Y，则在步骤307中所选定的频率对被分配给各基站。如前面结合图5所提到的那样，其更新决定可由操作员控制或由系统控制。替换可以连续地进行，或者只当例如操作员或该无线通信系统的一个节点报告信号强度差或高位错率或者以其他方式检测出本链路的质量变坏时才进行替换。这种更新不需要是完全的，即不需对所有频率对或信道对被替换，只有BCCH载波或已被证明质量差的频率对被替换。对BCCH载波的任何替换都应在低通信业务量期间完成。

在步骤307之后重复该过程，有一个返回步骤301的跳跃。

根据本发明的方法是在每个基站中本地完成的，各基站不需彼此之间交换信息。如结合图5所提到的那样，各基站的基站交换中心BSC必须被通告频率或信道的更新。

不连续产生质量参数也能实现本发明。例如，能在启动该无线通信系统时对每个频率或信道进行质量参数值测量。在其后更新该无线通信系统时，可使用根据本发明的方法产生新的一套频率对或信道对。然后这一套频率对或信道对能被用于下一次更新，如此等等。

在各最佳实施例中已经描述过的无线通信系统包含若干基站，这里在各基站的各自复盖区中所能得到的信道被用于与那些刚好位于某一基站复盖区内的移动站进行无线通信。通常基站可被看作是主无线站，而那些移动站被看作是若干个次级无线站。

如前面提到的那样，在基站交换中心BSC或在移动交换中心MSC中实现所描述的为处理测量数据所要作为各实施例的那些部分，这也是可能的。在这种情况中，这些节点包含为实现上述装置的功能所需要的装置。

对于为下行链路频率所产生的质量参数值，当从基站测量时，这些值是实际下行链路值的近似值。如先前所提到的，这种近似在微蜂窝和微微蜂窝中是可靠的，这是由于这样的事实，即在这种情况中的基站放置位置相对较低，在房顶的水平。这种测量也能由所谓家庭主站(Home Base Station)进行，例如，这是能与家中电话插口连接的一种基站，而且它能使一个蜂窝电话起到无绳电话的作用。在前面提到的各类基站中，与在宏蜂窝中的基站相比，只有来自该无线通信系统中各干扰源的干扰信号的小比例部分被接收到。这意味着基站的干扰状况能被看作是近似等于具有低天线的移动站的干扰状况。

Claims (31)

1．在无线通信系统(PLMN)中用于获得该无线通信系统中可能得到的多个信道质量的度量的方法，所述无线通信系统包含至少一个主无线站(BS1-BS6)和至少一个次级无线站(MS1-MS2)，在这些主无线站和次级无线站之间能通过上行链路信道和下行链路信道建立链路，所述信道受干扰影响，该方法的特征在于质量参数(I,BER,C/I)的产生是由主无线站(BS1-BS6)对于想要用作为上行链路信道的信道以及想要用作为下行链路信道的信道二者来进行的。

2．根据权利要求1的方法，其特征在于所述质量参数(I,BER,C/I)的产生包含：

-在产生间隔(△T)期间在若干个上行链路信道和下行链路信道上测量质量参数(I,BER,C/I)；以及

-对各上行链路信道和各下行链路信道存储质量参数(I,BER,C/I)的平均值。

3．根据权利要求1的方法，用于这样的情况，即无线通信系统是一时分制多路访问系统(TDMA)，其中所述主无线站和次级无线站之间的通信是在TDMA帧中发生的，每个TDMA帧被分成若干时间片，而且通信是通过某一上行链路和下行链路频率发生的，其特征在于所述的产生过程包含：

-在一产生间隔(△T)期间，在若干上行链路信道和若干下行链路信道上测量质量参数(I,BER,C/I)；

-在各TDMA帧中包括的各信道上对质量参数(I,BER,C/I)求平均，从而对每个上行链路频率和下行链路频率获得一平均值；以及

-对各上行链路和下行链路频率，存储其质量参数(I,BER,C/I)平均值。

4．根据权利要求1-3之一的方法，其特征在于对该无线通信系统的所有可能得到的信道产生质量参数。

5．根据权利要求4的方法，其特征在于要从所考虑的主站的质量参数(I,BER,C/I)计算平均值中减掉那同一主站的复盖区内已连接链路中所用信道对质量参数的贡献，还在于如此得到的质量参数值代替质量参数的先前值。

6．根据权利要求1-3之一的方法，其特征在于一主站的复盖区域内的已连接链路中所用的那些信道是根据所考虑的这个主站的质量参数的产生而预计出来的。

7．根据权利要求1-6之一的方法，其特征在于超过预先确定的阈值(Imax)的质量参数(I,BER,C/I)值被从所述存储中排除。

8．根据权利要求3和6之一的方法，其特征在于对包含上行链路频率和下行链路频率的频率对进行分类排队，所述频率被一双工间距分开，所述分类排队是以各频率对中所包括频率的质量参数(I,BER,C/I)的测量值为依据进行的，具有质量参数最低合成值的频率对被分级为最高级，与最高级频率对相比具有相继较低的质量参数合成值的频率对被分级为相继较低级。

9．根据权利要求2和6之一的方法，其特征在于对包含上行链路信道和下行链路信道的信道对进行分类排队，所述信道被一双工间距分开，所述分类排队是根据各信道对中所包括的信道来实现的，具有质量参数(I,BER,C/I)最低合成值的信道对被分级为最高级，而与最高级信道对相比具有相继较低的质量参数合成值的那些信道对被分级为相继较低级。

10．根据权利要求8和9之一的方法，其特征在于在分类排队过程中所存储的质量参数(I,BER,C/I)值按彼此关系加权。

11．根据权利要求8和10之一的方法，其特征在于被分类排队的频率对构成自适应频率选择的基础。

12．根据权利要求11的方法，其特征在于被分为最高级的频率对被选为新的BCCH载波。

13．根据权利要求12的方法，其特征在于与最高级频率对相比其分级相继较低的若干其他频率对被选为话音信道载波。

14．根据权利要求9和10之一的方法，其特征在于所存储的信道对构成自适应信道选择的基础。

15．根据权利要求12和13之一的方法，其特征在于关于以所选频率或信道更新基站的决定是由基站(BS)做出的。

16．根据权利要求12和13之一的方法，其特征在于关于以所选频率或信道更新基站的决定是由基站交换中心(BSC)做出的。

17．根据权利要求12和13之一的方法，其特征在于关于以所选频率或信道更新基站的决定是由操作员做出的。

18．根据权利要求15-17之一的方法，其特征在于更新是在各基站本地完成的。

19．根据权利要求1-10之一的方法，其特征在于质量参数测量值被用于提供关于该无线通信系统的统计信息。

20．根据权利要求1-19之一的方法，其特征在于所测量的质量参数是干扰(I)。

21．根据权利要求1-19之一的方法，其特征在于所测量的质量参数是误码率(BER)。

22．根据权利要求1-19之一的方法，其特征在于所测量的质量参数是C/I值。

23．根据权利要求1-22之一的方法，其特征在于所述产生间隔(△T)是在数日至数周的量级。

24．根据权利要求20-23之一的方法，其特征在于所述方法是在微蜂窝中完成的。

25．根据权利要求20-23之一的方法，其特征在于所述方法是在微微蜂窝中完成的。

26．包含至少一个主无线站(BS1-BS6)和至少一个次级无线站(MS1-MS2)的无线通信系统(PLMN)，在这主无线站(BS1-BS6)和次级无线站(MS1-MS2)之间能通过上行链路信道和下行链路信道建立双向链接，所述链路受干扰影响，其特征在于各主无线站(BS1-BS6)包含至少一个测量接收机(201)用于测量上行链路信道上和下行链路信道上的质量参数(I,BER,C/I)。

27．根据权利要求26的无线通信系统，其特征在于测量接收机(201)对该无线通信系统中的所有上行链路和下行链路信道测量其质量参数值。

28．根据权利要求26的无线通信系统，其特征在于测量接收机(201)对该无线通信系统中的日上行链路和下行链路信道的一个子集合测量其质量参数值。

29．根据权利要求27和28之一的无线通信系统，其特征在该无线通信系统还包含：

-平均装置(203)，用于对产生间隔(△T)期间各信道的质量参数(I,BER,C/I)测量值进行平均；

-存储装置(204)，用于存储质量参数(I,BER,C/I)的平均值；

-分类排队装置(206)，用于按照质量参数(I,BER,C/I)对包含上行链路信道和下行链路信道的信道对进行分级，所述信道被一双工间距分开；

-存储装置(207)，用于存储被分级的信道对；

-分配装置(209)，用于选择信道对和把信道对分配给所考虑的基站；以及

-控制装置(CPU)，用于控制信道质量参数(I,BER,C/I)的产生和用于控制选择和向各第一无线站(BS1-BS6)分配信道对。

30．根据权利要求27和28之一的无线通信系统，用于这样的情况，即该无线通信系统是时分多址系统(TDMA)，其中所述主无线站和次级无线站之间的通信是在TDMA帧中发生的，每个TDMA帧被分成若干时隙，而且通信是通过某一上行链路和下行链路频率发生的，其特征在于所述无线通信系统还包含：

-平均装置(203)，用于对一TDMA帧中包括的各信道组，即对各频率，在产生间隔(△T)期间所测量的质量参数(I,BER,C/I)值进行平均；

-存储装置(204)，用于存储质量参数(I,BER,C/I)的平均值；

-分类排队装置(206)，用于按照质量参数(I,BER,C/I)对包含上行链路频率和下行链路频率的频率对进行分级，所述频率被一双工间距分开；

-存储装置(207)，用于存储被分级的频率对；

-分配装置(209)，用于选择频率对和把频率对分配给所考虑的基站；以及

控制装置(CPU)，用于控制信道质量参数(I,BER,C/I)的产生和用于控制选择和向各第一无线站(BS1-BS6)分配频率对。

31．在无线通信系统(PLMN)中的主无线站中包括的无线接收机(201)，其特征在于它包含装置(202)用于测量该无线通信系统中想要用作为上行链路信道的信道和想要用作为下行链路信道的信道二者当中的质量参数(I,BER,C/I)。

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