CN1246264A - 在一个移动通信系统中的信道分配 - Google Patents

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Abstract

借助跳频和一个不连续发射的方法能在一个移动通信系统中更有效利用诸频率。然而,不适合于不连续发射的诸连续发射的呼叫将因此在网络中引起过度的干扰。本发明涉及一种在一个移动通信系统中的信道分配方法,在该移动通信系统中一些无线电连接是用一个不连续发射功能实现的。该方法识别诸连续发射的呼叫,根据本发明为这些呼叫分配一条定义为一条连续发射的业务信道的固定频率的业务信道。此外,本发明涉及一种用于在一个移动通信系统中分配一条业务信道的装置,在该移动通信系统中一些无线电连接是用一个不连续发射功能实现的。该装置适合于识别诸连续发射的呼叫。根据本发明,该装置的特征在于该装置于为一个连续发射的呼叫分配一条定义为一条连续发射的业务信道的固定频率的业务信道。

Description

在一个移动通信系统中的信道分配
本发明涉及一个用于为在一个移动通信系统中的一个无线电连接分配一条业务信道的方法和装置，在该移动通信系统中一些无线电连接是用一个不连续发射功能实现的。在该方法中我们对连续地发射的诸呼叫进行识别。
在诸蜂窝式移动通信系统中，一个目的是由于它们的有限频率范围要尽可能有效地装置诸频率的重用。可将同一个频率再次用于另一个小区，该小区至少在离开相关的小区这样一个由互干扰确定的重用距离上。为了减小互干扰我们用了许多方法，例如不连续发射和跳频，从而使频率重用距离缩短，同时增加了网络的容量。
DTX(不连续发射)意味着这样一种功能，即当发射信号不包含任何对接收者有意义的信息时，例如在讲话的诸暂停时间中，该功能能够切断一个移动台或一个基站向无线电路径的发射。这将减少功率消耗和降低网络干扰电平，而减少功率消耗对移动台来说是非常重要的。
一般都知道不连续发射与诸数字移动通信系统有关。例如在一个GSM系统的移动台中或基站上，我们对发射信号的语音效率进行监视，并当没有语音信息时切断向无线电路径的发射。当语音重新开始时，对语音进行编码，并在正确的时隙中将它发射给无线电路径。当然，只有当知道发射的诸内容，即例如与语音和不透明的数据发射有关的诸内容时，我们才可能利用不连续发射。在其它一些时候，例如在一个透明的数据发射情形中，因为我们不知道什么时候能够这样做而没有降低服务的质量，所以不能切断发射。
在跳频的帮助下，因此用在无线电连接中的频率根据一个预先确定的跳频模式发生改变，我们能够减小由诸不同的基站信号引起的共信道干扰和在无线电路径中传送的信号的衰落效应。跳频可以或者作为基带跳频或者对于各个发射机来说作为无线电频率的一个变化来实现。在基带跳频中，将发射信号连接到来自在每个瞬间选出的一个固定频率的发射机的无线电路径，在无线电频率的跳频中，一个合成器改变发射机的发射频率。在这两种方法中，通常都在诸一个突发(时隙)周期中执行跳频。
GSM是一个用TDMA(时分多址)技术，其中每个载频(无线电频率)都被时分成8个长度相等的连续的时隙，制成的移动通信系统。在每个时隙中放置某个逻辑信道，如一个例如一个BCCH(广播控制信道)的BCH(广播信道)，一个CCCH(公共控制信道)，一个例如SDCCH(独立专用控制信道)的专用信道，或一个例如在图2中所示的TCH(业务信道)。
在公布的诸图形中，图1表示GSM(用于诸移动通信的全球系统)的一个简化的方框图。MS(移动台)通过一条无线电路径连接到某个BTS(收发信机基站)，在图1所示的情形中是连接到收发信机基站BTS1。BSS(基站系统)由一个BSC(基站控制器)和由BSC控制的诸基站BTS组成。一个MSC(移动业务交换中心)通常控制若干个基站系统BSS。该MSC与诸其它的移动业务交换中心有关，并且GSM网络通过GMSC(网关移动业务交换中心)与诸其它网络，如一个公众业务电话网络PSTN，另一个移动电话网络PLMN，一个ISDN(综合业务数据网)网络或一个智能网络IN连接。一个OMC(操作与维护中心)对整个系统的工作进行监视。将移动台MS的用户数据永久地存储在系统的HLR(本机所在地寄存器)中，并每次当移动台MS位在VLR(访问者所在地寄存器)的区域中时，将移动台MS的用户数据暂时地存储在那个VLR中。
诸收发信机基站BTS连续地在它们的诸广播信道上发射这种要给所有的移动台MS的信息，该信息包括，例如一个BSIC(基站识别代码)，关于基站所用的诸频率与可能关于所用的跳频模式的信息，和相邻小区的信息。例如为了确定提供最佳信号的基站和对于一个可能的小区交换，移动台MS对位在离它所在的小区最近处的诸收发信机基站BTS的诸信号进行不断的诸测量。移动台MS从由每个基站在它的广播信道上发射的相邻小区的信息，知道它应该测量的诸相邻基站的那些频率。移动台MS将从由每个相邻基站在它的广播信道上发射的基站识别代码BSIC，识别被测量的基站。例如，在一个GSM移动通信系统中，除了正在服务的基站外，移动台MS还能同时测量不多于32个的其它基站的信号电平和/或信号质量。收发信机基站BTS必须在同一个频率上不断地发射包括基站识别代码BSIC在内的广播控制信道BCCH，并且为了一个不和一个相邻基站的发射同步的移动台MS能够解释基站识别代码(BSIC)和测量相邻基站的信号电平，在这个载波的所有时隙中都必须有发射。当在移动通信网络的区域中移动时，移动台被正常地接通，以便听到有最强信号的那个收发信机基站BTS。于是目的是形成一个终止在移动台MS的呼叫或形成一个由移动台MS最初通过这个收发信机基站BTS在一个由基站系统BSS指定的空闲业务信道上发出的呼叫。
在为了更有效地利用诸频率而使用跳频或不连续发射的诸网络中连续地发射的诸信号成为一个问题。当在一个网络中在一个分配给诸缩短的重用距离的频率上发射这样一个不适合于不连续发射的信号时，将对网络的用同一个频率和诸相邻频率的诸其它小区产生超过预先计划的干扰电平的干扰。与这些干扰发射的数量有关，在网络中可能发生严重地干扰其它业务量的干扰电平，因此将减少网络的容量。另一方面，如果在频率规划中考虑到可能由诸连续发射的信号引起的干扰，则不可能非常有效地装置诸频率的重用。
本发明的一个目的是采用一个连续发射给设计用于不连续发射的无线电网络的信号，使得对网络的其它部分引起的任何干扰降到最小。
用一个根据本发明的方法实现这一类新的为一个无线电连接进行的信道分配，该方法特征在于既有在引言中提出的诸特点又在该方法中为一个连续发射的呼叫分配一条定义为一条连续发射信道的固定频率的业务信道。
本发明也涉及一个用于在一个移动通信系统中分配一条业务信道的装置，在该移动通信系统中一些无线电连接是用一个不连续发射功能实现的。根据本发明，这种装置的特征在于它适合于为一个连续发射的呼叫分配一条定义为一条连续发射信道的固定频率的业务信道。
本发明以这样一种思想为基础，即为一个连续发射的信号分配一条来自一个载波的无线电信道，考虑到由一个在一个固定频率上的连续发射的信号引起的干扰电平，进行载波的频率规划。
因为为了测量诸相邻的基站，包含一条广播控制信道BCCH的载波必须在不断的广播中，所以必须考虑到由连续发射引起的任何干扰，来规划这个频率的重用，尽管在其它情况下频率规划能够利用降低不连续发射和跳频等的总干扰电平的效应。在本发明中，我们通过将诸连续发射的信号在一个包含广播控制信道BCCH的载波上分配，来利用这个测量诸相邻基站所需要的特点。在根据本发明的方法中，我们识别诸连续发射的连接，并从一个为连续发射设计的载波为这些连接分配一个非跳频的业务信道。
这样一种信道分配方法的一个优点是可以在无线电路径上传送一个连续发射的信号而没有对网络的其它部分引起不可预知的干涉。
本发明的信道分配方法的另一个优点是当频率规划能够较好地利用如不连续发射和跳频的由降低网络干扰电平的诸功能实现的较短的频率重用距离时，可以更有效地利用网络中的诸频率。
根据本发明的装置的另一个优点是它只需要对在移动通信网中的已知的信道分配装置作出最少的改变，而对移动台的结构完全不需要任何改变。
现在我们结合诸优先实施例并参照公布的诸图对本发明进行较严密的描述，其中：
图1表示移动通信网络的这样一些对于本发明来说非常重要的部分；
图2表示诸逻辑信道在一个TDMA系统的一个帧中的8个时隙中的位置的例子；
图3表示一个根据本发明的信道分配方法的一个主要的实施例的流程图；和
图4是一个根据本发明的信道分配方法的一个第三个实施例的流程图。
可在与任何移动通信系统有关的情形中应用本发明。本发明特别适合于用在这样一些用无线电频率的跳频并利用降低网络干扰电平的诸功能实现频率规划的移动通信系统中。下面，通过主要关于一个泛欧数字GSM移动通信系统的例子对本发明进行较严密的描述。图1表示上述的一个GSM网络的简化结构。关于GSM系统的一个更具体的描述，我们参考了诸GSM建议与M.Mouly和M.Pautet著的书“The GSM System for Mobile Communications(用于诸移动通信的GSM系统)”，Palaiseau，法国，1992年，ISBN：2-9507190-0-7。
下面，根据本发明的一个主要的实施例并参照图3对本发明进行较严密的描述。关于由移动通信网络或移动台MS开始的连接建立，例如在连接的业务模式的基础上确定要建立的连接是否是一个连续发射的非DTX发射，例如一个透明的传真发射(图3中的步骤32)。当连接是一个用不连续发射功能的DTX发射，例如正常的语音或一个不透明的数据发射时，我们不用根据本发明的信道分配方法的功能，而依照现有技术将某个空闲业务信道分配给呼叫。如果连接被识别为一个非DTX发射，则在步骤34进行一个检查，以便找出在BCCH载波上是否有任何空闲业务信道。如果找到一条空闲业务信道，则将这个业务信道分配给非DTX呼叫(步骤36)，于是依照现有技术建立起无线电连接。
在本发明的一个第二个实施例中，至少从基站的BCCH载波保留一条业务信道，用于分配给诸连续发射的信号。例如，如果在BCCH载波上有总数为7个的业务信道，例如根据本发明的第二个实施例预先保留它们中的两个业务信道，用于在一个较后的阶段分配给诸连续发射的信号。操作者可以根据诸连续发射信号的诸业务量保留适当数量的业务信道。在以下所述不同之处以外的其它方面，本发明的第二个实施例与上述的主要实施例相似，不同之处是在图3的步骤34进行一个检查，以便找出是否有为在BCCH载波上连续发射的诸信号保留的任何空闲业务信道。如果这样一个预先保留的业务信道是空闲的，则将这个业务信道分配给要建立的连接(图3中的步骤36)。用本发明的第二个实施例的信道保留，目的是要查明将不在BCCH载波的所有业务信道上进行诸DTX发射。在这个实施例中，主要的目的是为一个非DTX信号分配某个已经为此目的预先保留的空闲业务信道。然而，如果没有预先保留的空闲业务信道可以利用，但是在BCCH载波上有诸其它的空闲业务信道，则为了分配给非DTX发射，我们可以选择这样一个BCCH载波的空闲业务信道。
根据本发明也可以将在无线电工程领域中已知的诸空闲业务信道的一个比较加到功能中去。因此收发信机基站BTS以已知的这种方法测量诸空闲业务信道的干扰电平。在一个基站的基础上将诸测量的诸结果存储在基站系统BSS中。在建立连接时，基站系统BSS，与诸存储的测量结果有关，从诸空闲业务信道选择这样一条业务信道，该业务信道的测得的背景干扰电平比预先设定的阈值电平低。在本发明的一个第三个实施例中，将诸空闲业务信道的诸干扰电平的这种比较与为诸非DTX发射分配诸业务信道结合起来。
下面参照图4对本发明的一个第三个实施例进行描述。在图4的步骤42进行一个检查以便找出要建立的连接是否是一个非DTX发射，这相应地与关于本发明的主要实施例的上述描述相似。如果发射是一个非DTX发射，则进一步在步骤44检查在BCCH载波上是否有任何的诸空闲业务信道，如上面关于图3的描述所说明的。如果在BCCH载波上找到至少一条空闲业务信道，则从这些业务信道测得的诸干扰电平与一个预先设定的可接受的干扰电平的阈值进行比较(步骤45)。如果这些业务信道中的任何一个表示出这样一个比阈值小的干扰电平值，则将这个业务信道分配给要建立的非DTX连接(步骤46)。于是依照现有技术发展水平建立起无线电连接。
与基站系统BSS有关，将根据本发明用于实施信道分配的装置优先地放置在基站控制器BSC中。
我们有意地只用诸图和它们的相关说明来解释我们的创造性的思想。根据本发明的为无线电通信实施的信道分配可以在权利要求书的范围内详细地进行变化。尽管上面主要是关于一个包括一个基站的一条广播控制信道BCCH的载波对本发明进行了描述，但是我们也能对为在一个固定频率上的连续发射确定的某个其它类型的载波的一条业务信道实施根据本发明的信道分配方法。本发明也适用于在一些无线电连接中只用不连续的发射功能而完全不用跳频的诸移动通信网络。

Claims (8)

1.一个在一个移动通信系统中的信道分配方法，在它的频率规划中在一个比一个连续发射频率的重用距离短的重用距离上至少设置一个频率，在该方法中识别诸连续发射的呼叫，该方法的特征在于该方法为一个在一个定义为一个连续发射频率的固定频率上的连续发射的呼叫分配一条业务信道，当这样一条业务信道是空闲时。
2.一个根据权利要求1的方法，它的特征在于为一个来自一个包含一个基站的一条广播控制信道(BCCH)的载波的连续发射的呼叫分配一条业务信道(TCH)。
3.一个根据权利要求2的方法，它的特征在于为了向一个连续发射的呼叫分配一条业务信道，
预先为诸连续发射的呼叫至少保留包含一条广播控制信道(BCCH)的载波的诸业务信道中的一条，和
为一个连续发射的呼叫分配一条空闲的预先保留的业务信道。
4.一个根据权利要求1，2或3的方法，它的特征在于为了分配一条业务信道，
将该选出的空闲业务信道的干扰电平与一个预先设定的阈值进行比较，和
选择有一个比所述的阈值低的干扰电平的业务信道作为用于分配给呼叫的业务信道。
5.一个用于在一个移动通信系统中分配一条业务信道的装置，在该装置的频率规划中我们至少将一个频率设置在一个比一个连续发射频率的重用距离短的重用距离上，该装置适合于识别诸连续发射的呼叫，该装置的特征在于该装置适合于为一个在一个定义为一个连续发射频率的固定频率上的连续发射的呼叫分配一条业务信道，当这样一条业务信道是空闲时。
6.一个根据权利要求5的装置，它的特征在于使定义为一条连续发射的业务信道的固定频率的业务信道位在一个包含一个基站的一条广播控制信道(BCCH)的载波上。
7.一个根据权利要求6的装置，它的特征在于为了向一个连续发射的呼叫分配一条业务信道，该装置适合于
为来自一个包含一条广播控制信道(BCCH)的载波的诸连续发射的呼叫至少预先保留一条业务信道，和
为一个连续发射的呼叫分配空闲的预先保留的业务信道。
8.一个根据权利要求5，6或7的装置，它的特征在于与一个基站系统(BSS)有关地放置该装置。
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