CN1242118A - 改进连接质量与系统容量的方法和一个蜂窝无线电系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及在一个蜂窝无线电系统中改进连接质量和系统容量的方法。在蜂窝无线电系统中的每一个蜂窝式小区包括至少一个基站(BS),它跟在其服务区域内的诸用户终端(MS)进行通信。本发明的方法的特征在于,用户终端在一帧中用两个时隙进行发送,用两个时隙进行接收,还在于,用户终端使用跟随在用于发送和接收的那一帧后面的一帧的诸时隙来测量相邻的诸基站。由于本发明的方法以及蜂窝无线电系统,使得在基站的BCCH载波频率的诸通信信道上,可以使用诸如跳频、不连续发送和功率控制等为在一个蜂窝无线电系统中改进连接质量和系统容量而开发的各种方法。

Description

改进连接质量与系统容量的方法 和一个蜂窝无线电系统

本发明涉及在一个蜂窝无线电系统中改进连接质量与系统容量的一种方法，该蜂窝系统在每一个蜂窝式小区中包括至少一个在其服务区域内跟各用户终端进行通信的基站，该基站至少在一个载波频率上进行发送，并且在该系统中，在每一个频率上发送的一组信号从时间上被分割为含有多个时隙的一帧，并且该基站向各用户终端发送与它们自己有关的信息。

本发明还涉及这样一种蜂窝无线电系统，该蜂窝系统在每一个蜂窝式小区中包括至少一个在其服务区域内跟各用户终端进行通信的基站，该基站至少在一个载波频率上进行发送，并且在该系统中，在每一个频率上发送的一组信号从时间上被分割为含有多个时隙的一帧，并且该基站向各用户终端发送与它们自己有关的信息。

在一个蜂窝无线电系统中，在一个基站以及处于一条通信信道上的一个用户终端之间传送用户语音或数据信息。此外，在该基站以及该用户终端之间还需要有各种控制消息和系统信息。各控制信道被用来发送这种类型的信息。例如，在GSM系统中，BCCH信道被用来发送从一个基站到各用户终端的连接建立信息。该BCCH信道被用来发送小区专用的信息。在BCCH载波频率上，在第1时隙中发送的表示为数字0的其他信道，例如AGCH和PCH，被用来发送呼叫建立信息，以及SCH和FCCH被用来同步一个用户终端。

在目前的GSM系统中，被包含在一组BCCH信号之中的载波频率。即，BCCH载波频率，以相同的功率级别被连续地发送。一个用户终端连续地测量由附近的诸基站所发送的诸BCCH载波频率的功率级别，并且向服务于该用户终端的该基站报告诸测量结果。该系统根据这些测量结果确定一个向另一个基站进行越区切换的适当的瞬间。为了能够测量介于诸基站以及诸用户终端之间的信号衰减，必需在一个恒定的功率级别上发送BCCH载波频率。

在目前的GSM系统中，一个用户终端用于测量邻近的诸基站的BCCH载波频率的诸功率级别的时间十分有限。若该用户终端在一帧的时隙0接收到来自该基站的一组信号，则它在该帧的时隙3向该基站发送一组信号，并且在该帧的时隙5和6对邻近的诸基站进行测量。由于在一帧的诸时隙0到7中的任何一个都可以进行接收，所以在一帧的任何时隙中都可以进行基站的测量。这就是必须连续地发送BCCH载波频率的理由。

在目前的GSM系统中，必须以一种恒定的功率级别来连续地发送BCCH载波频率的这种要求在仅有一个无线电单元的低容量诸基站中排除了为改进连接质量和系统容量而开发的某些方法的使用。在拥有多个无线电单元的那些基站中，这个问题不见得同等地严重，但是连接质量和系统容量都会受到损害。在蜂窝无线电系统中用于改进连接质量和系统容量的各种方法包括，例如，跳频，不连续发送以及功率控制。

本发明的目标就是在一个蜂窝无线电系统中改进连接质量和系统容量。

采用在本文开头所描述的方法就能实现这个目标，其特征在于，在一帧中，该用户终端在两个时隙中进行发送，并且在两个时隙中进行接收，还在于，该用户终端使用用于发送和接收的那一帧的下一帧的诸时隙来测量相邻的诸基站。

本发明的蜂窝无线电系统的特征在于，该蜂窝无线电系统所包括的诸基站和诸用户终端，具有在一帧之内用两个时隙进行发送以及用两个时隙进行接收的装置，还在于，该用户终端具有使用用于发送和接收的那一帧的下一帧的诸时隙来测量相邻的诸基站的装置。

本发明的方法以及蜂窝无线电系统跟现有技术相比，有着显著的优点。由于本方法以及本发明的蜂窝无线电系统，在该基站BCCH的载波频率的通信信道上，可以使用为了在一个蜂窝无线电系统中改进连接质量和系统容量而开发的各种方法，例如跳频，不连续发送以及功率控制。在仅有一个无线电单元的低容量基站中，使用本发明的方法使上述优点达到最佳。在拥有多个无线电单元的诸基站中，本方法也能改进连接质量和系统容量。

在以一种恒定的功率级别连续地发送BCCH载波频率的环境下，本方法以及本发明的蜂窝无线电系统也提供了许多优点。在这样的环境下，与目前的系统相比，诸用户终端在一个时间单元之内能进行更多的测量。在确定向另一个基站进行越区切换的适当的瞬间时，这又一次对该系统提供帮助，并且最终地改进连接质量。

跳频指的是，在预定的时间间隔内，用于一次连接的发送频率发生改变。借助于跳频可以改进传输质量，特别是在当一个用户终端缓慢地移动或处于静止状态之中，在使用手持式移动电话时经常遇到这种情况。跳频也有助于将由于无线电连接而引起的干扰分散到几个频率上，其结果是在一个给定频率上的瞬时扰动将保持在低水平上。

不连续发送是这样一种运行状态，在这种状态下，当没有待发送的数据时，发射机将被关断。这有助于减少因无线电连接而引起的干扰，并且改进诸频率的再次使用，其结果是总的系统容量得到改进。

由于一个用户终端和一个基站的发送电平是可以控制的，所以就能够避免出现这样一种情形，即：由于存在阴影区域，为了向该阴影区域提供满意的场强，必须增加一个蜂窝式小区的发射功率，使之超过在正常区域中所需的功率。这样一种情形会导致场强在正常区域内不必要地提高，从而导致各频率的再次使用受到损害，并最终导致总的系统容量的降低。

下面，参照诸实例并根据诸附图，对本发明进行更详细的描述，其中

图1表示一个适用本发明的方法的蜂窝无线电系统，

图2表示在GSM系统中，一个用户终端的一个时分复用(TDMA)帧的现行结构，

图3表示在一个根据本发明的方法的GSM系统中，一个用户终端的两个连续的帧的结构，

图4是一份方框图，表示本发明的蜂窝无线电系统的用户终端的结构。

图1表示一个适用本发明的方法的蜂窝无线电系统。在该蜂窝无线电系统中，每一个蜂窝式小区包括至少一个基站BS，该基站在其服务区域中跟各用户终端MS进行通信。在蜂窝无线电系统中，在该基站与用户终端之间在业务信道上发送用户语音和数据通信。而且，在基站以及用户终端之间需要有各种控制消息和系统信息，它们在各控制信道中被发送。本发明的方法可以应用于利用时分多址(TDMA)的任何蜂窝无线电系统之中。下面，将说明在GSM系统中本发明的方法(的使用)，但无论如何也不局限于此。

图2表示在GSM系统中一个用户终端的TDMA帧的现行结构。在该GSM系统中，一个TDMA帧包括8个时隙，它们被编号为0到7。一个蜂窝式小区可以使用多个载波频率。诸GSM蜂窝式小区总是含有一个载波频率，用号码0表示其TDMA帧的第1时隙，该第一时隙被用来发送连接建立信息，即，从该基站到诸用户终端的BCCH信道。该基站使用相同的时隙，以确认由用户终端发送的连接建立信号。在这里，上述频率被称为BCCH载波频率。在一种自由状态下，诸用户终端倾听一个基站的诸BCCH信道。它们必须经常知道用来发送BCCH信号的那些频率。因此，在目前的GSM系统中，该BCCH载波频率不包括跳频。

在目前的GSM系统中，以恒定的功率级别连续地发送BCCH载波频率。一个用户终端连续地测量邻近各基站的诸BCCH载波频率的诸功率级别，并且向服务于该用户终端的该基站报告测量结果。该系统根据这些测量结果确定向另一个基站进行越区切换的适当的瞬间。为了能够测量介于诸基站以及诸用户终端之间的信号衰减，必须以恒定的功率级别来发送诸BCCH载波频率。

在现有的GSM系统中，如从图2中所看到的那样，一个用户终端用于测量相邻诸基站的BCCH载波频率的功率级别的时间是十分有限的。在图2中，RX表示用户终端在其中进行接收的那一帧的时隙，而TX则表示用户终端在其中进行发送的那一帧的时隙。在GSM系统中，一个用户终端在不同的诸频率上进行发送和接收，即，诸不同的发射方向各具有专门的诸频率。MON再次用来表示用户终端在其中对相邻的诸基站进行测量的那一帧的诸时隙。若一个用户终端在一帧的时隙0从基站接收到一个信号，则它将在该帧的时隙3向基站发送一个信号，并且在该帧的时隙5和6对相邻的诸基站进行测量。由于在一帧的诸时隙0到7中的任何一个都可能进行接收，所以也可以在一帧的任何时隙进行发送和基站测量。这就是必须连续地发送BCCH载波频率的理由。

图3说明在根据本发明的方法的GSM系统中，一个用户终端的两个连续的帧的结构，在图3中，RX表示用户终端在其中进行接收的那一帧的时隙，而TX则表示用户终端在其中进行发送的那一帧的时隙。MON再次用来表示用户终端在其中对相邻的诸基站进行测量的那一帧的诸时隙。在本发明的方法中，用户终端在一帧的两个时隙中进行接收，以及在两个时隙中进行发送，并且用户终端将随后的一帧用于测量相邻的诸基站。这就意味着将每个第二帧用于接收和发送，以及每个第二帧用于测量相邻的诸基站。例如，若用户终端在一个第1帧的时隙0和1从基站接收一个信号，则它在该第1帧的时隙3和4向基站发送一个信号。这样一来，用户终端就能在从第1帧的时隙6不间断地延续到第2帧的时隙6这一段时间内对相邻的诸基站进行测量。因此，用户终端可以将多达9个连续时隙用于对相邻的诸基站进行测量。由于用户终端可以将至少8个连续的时隙用于对相邻的诸基站进行测量，所以就有可能至少在两个连续的帧上对基站BCCH载波频率，即BCCH信道，的时隙0进行测量。由于用户终端能够在至少两个连续的帧上对BCCH载波频率的时隙0进行测量，所以，可以在BCCH载波频率的其他时隙1到7中，使用跳频、不连续发送和功率控制，以便改进连接质量以及系统容量。

由于本发明的方法以及蜂窝无线电系统，使得仅须在时隙0，即BCCH信道，以一种恒定的功率级别来连续地发送BCCH载波频率。在现有的GSM系统中，BCCH载波频率的所有时隙0到7，即BCCH信道以及诸通信信道二者都以一种恒定的功率级别进行发送。本发明的方法不影响诸通信信道的数据传输率。

下一步让我们考察本发明的蜂窝无线电系统的收发两用机的结构。图4借助于实例说明在本发明的蜂窝无线电系统中的一个用户终端的结构。专业人士应当懂得，一个基站也包括相应的诸部件。

一个用户终端10包括一个接收侧A和一个发送侧B。接收侧A包括一根天线11，用于将一组已接收的信号传送到诸射频单元12，在射频单元12中该信号被变换为中频和基带频率，并且在射频单元12中该信号被变换为数字形式。该信号从诸射频单元被传送到解调装置13，在解调装置13中该信号被解调和检波。该信号进一步地从解调装置被传送到解码装置14，在解码装置14中进行信道和语音解码。该信号从解码装置被传送到一个扬声器15。

发送侧B包括一个传声器16，信号从传声器出发，经过编码装置17被传送到调制装置18，并且进一步地被传送到诸射频单元19，后者将该信号变换为诸射频以及进行放大，并通过一根天线20将其发送出去。用户终端还包括控制装置21，它被接收侧A和发送侧B所共享。正如专业人士所理解的那样，本发明的收发两用机自然地还包括其他部件，例如各种滤波器。然而，为了简明起见，它们没有被示出。

本发明的蜂窝无线电系统的收发两用机包括用于在一帧的两个时隙中进行发送并在两个时隙中进行接收的装置。本发明的蜂窝无线电系统的用户终端还包括使用跟随在用于发送和接收的那一帧后面的一帧的诸时隙来测量相邻的诸基站的装置。

虽然在上面参照于根据诸附图的实例已经对本发明作了说明，但显而易见，本发明并不局限于此，在所附权利要求书中所公开的创新性构思的范围内，可以用不同方法加以修改。

Claims (8)

1.一种在一个蜂窝无线电系统中用以改进连接质量和系统容量的方法，包括，在每一个蜂窝式小区中的至少一个基站(BS)，它跟在其服务区域内的各用户终端(MS)进行通信，该基站在至少一个载波频率上进行发送，并且在该系统中，在每一个频率上被发送的信号在时间上被划分成一帧中的多个时隙，并且诸基站向诸用户终端发送涉及它们自己的信息，其特征在于，该用户终端在一帧中，用两个时隙进行发送，用两个时隙进行接收，还在于，该用户终端使用跟随在用于发送和接收的那一帧后面的一帧的诸时隙来测量相邻的诸基站。

2.一种如权利要求1所述的方法，其特征在于用于发送的诸时隙是连续的。

3.一种如权利要求1所述的方法，其特征在于用于接收的诸时隙是连续的。

4.一种如权利要求1所述的方法，其特征在于用于测量相邻的诸基站的诸时隙是连续的。

5.一个蜂窝无线电系统在其每一个蜂窝式小区中包括至少一个基站(BS)，该基站跟在其服务区域中的各用户终端(MS)进行通信，该基站发送至少一个载波频率，在该系统中，在每一个频率上发送的一个信号从时间上被划分成一帧中的多个时隙，并且诸基站向诸用户终端发送涉及它们自己的信息，其特征在于，由蜂窝无线电系统组成的诸基站和诸用户终端包括用于在一帧中用两个时隙进行发送以及用两个时隙进行接收的装置(12，13，18，19，21)，诸用户终端包括使用跟随在用于发送和接收的那一帧后面的一帧的诸时隙来测量相邻的诸基站的装置(12，13，21)。

6.一种如权利要求5所述的蜂窝无线电系统，其特征在于，由蜂窝无线电系统组成的诸基站和诸用户终端包括用于在两个连续的时隙中进行发送的装置(18，19，21)。

7.一种如权利要求5所述的蜂窝无线电系统，其特征在于，由蜂窝无线电系统组成的诸基站和诸用户终端包括用于在两个连续的时隙中进行接收的装置(12，13，21)。

8.一种如权利要求5所述的蜂窝无线电系统，其特征在于，由蜂窝无线电系统组成的诸用户终端包括使用连续的诸时隙对相邻的诸基站进行测量的装置(12，13，21)。

Images