CN1292602C - 一种增加无线通信系统业务信道的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种增加无线通信系统业务信道的方法，更具体地说，是涉及一种在诸如PHS(个人手持系统)中使用TDMA(时分多址)-TDD(时分双工)制式的数字移动通信系统时增加业务信道的方法。本发明提出的通过无线基站间捆绑增加无线通信系统业务信道的方法弥补了传统简单通过增加基站数量增加业务信道的不足，采用本发明在相同业务信道的情况下，减少了无线基站的需求数量，降低了系统的成本。由于本发明提出的通过基站间捆绑，主从基站间共享控制信道的方法，并没有改变终端设备与无线基站的空中接口，终端设备不需作任何改动，就可向终端用户提供更优的服务。
Description
技术领域
本发明涉及一种增加无线通信系统业务信道的方法，更具体地说，是涉及一种在诸如PHS(个人手持系统)中使用TDMA(时分多址)-TDD(时分双工)制式的数字移动通信系统时增加业务信道的方法。
背景技术
目前采用TDMA-TDD制式的无线通信系统应用已十分广泛，随着用户数及单个用户通话频度的增加，无线基站承担的话务量也越来越高，越来越需要增加基站提供的业务信道，同时随着通信网络技术的高速发展，对移动终端设备进行数据业务的速率要求更高。
在RCR STD-28协议(V3.3)中规定PHS系统的TDMA-TDD的帧结构如图5所示，每帧由上、下行四对信道组成，其中一对用作CCH(控制信道)，另三对用作TCH(业务信道)。采用这样帧结构的一个基站，通过分析我们会发现其具有以下不足：一个基站只能提供三个业务信道，两个基站只能提供六个业务信道……。这样，在实际的网络规划中，随着话务量的增加，通过简单增加基站的方法来增加无线通信系统的业务信道，造成了无线通信系统基站数量的增加，同时由于各基站之间为尽量降低相互干扰，必须间隔一定距离，带来了系统组网困难、安装成本及维护成本的提高。
目前，尽管通过改进空中接口协议的部分内容，例如改变帧结构、系统调制方式等方法，可以达到增加无线通信系统业务信道的目的，但采用这类改进空中接口协议的方法，要求终端设备必须支持新协议，不能达到系统的平滑升级，同时增加了终端用户的成本。
发明内容
本发明的目的是提出一种通过无线基站间捆绑来增加无线通信系统业务信道的方法，提高了信道的利用率，解决传统PHS系统中每增加一个基站只能增加三个业务信道的限制。
本发明的构思是：在诸如PHS这样的采用TDMA-TDD制式无线通信系统中，终端用户仅在接续过程中与无线基站传输大量的控制信令，终端用户接续完成后的控制信令通过业务信道来传输，而终端用户仅在接续过程的链路建立阶段与无线基站传输少量控制信令协议，其它大部分接续过程的控制信令均通过业务信道来传输。这就使得多个基站通过共享控制信道进行捆绑使用成为可能。本发明是这样实现的：一种增加无线通信系统业务信道的方法，至少包括以下步骤：
通过网络管理系统对多个PHS无线基站进行捆绑，并任意设定一个无线基站为主基站，与之进行捆绑的其他无线基站为从基站，所述附近无线基站是发出的信号强度超过主基站的接收灵敏度，从而被主基站接收到信号的周边基站；
主基站通过空中搜索与附近无线基站同步；
将主基站的同步信号直接提供给从基站；
分配业务信道：根据接收电场强度指示信号RSSI对主从基站的空闲TCH时隙进行频点选择，以达到优选信道，以便在终端设备接续过程中对终端设备直接分配质量最佳的信道。
对于主基站进一步还包括：
可通过网管软件设定任意一个被捆绑基站为主基站，并在该基站内部设置“主站”标志，供后续软件检测；
在线路U接口被激活后，通过检测主基站附近已工作基站的下行控制信道特征字及基站识别码来完成与附近基站的同步过程，实现基站之间的同发同收；
对于主基站进一步还包括：
确定同步级别并设置同步标志；
对数据库进行刷新。
对于主基站进一步还包括：
为该主基站分配包括时隙和频点的控制信道。
对于主基站进一步还包括：
设定主基站同步时间。
对于主基站进一步还包括：
设置主基站投入运营标志；
进入运营状态。
对于主基站进一步还包括：
向与主基站捆绑的各从基站发送运营消息。
对于从基站进一步包括：
在线路U接口被激活后，等待主基站运营消息。
对于从基站进一步还包括：
接收到主基站运营消息后，校验与主基站之间的同步状况；
校验通过后对输出数据库进行刷新
对于从基站进一步还包括：
设置运营标志；
进入运营状态。
所述分配业务信道进一步包括：
当判断基站为主基站，从数据库中获得三个业务时隙中的空闲时隙及时隙可用标志，并对该标志是否可用作判断；
当判断基站为从基站，从数据库中获得四个TCH时隙的空闲时隙及时隙可用标志，并对该标志是否可用做判断；
判断时隙不可用时，从可用业务频点中随机为此时隙分配一个频点，判断其是否可用，选择出此时隙的可用频点后，上报数据库并置可用标志，作为下一次呼叫时的备选频点；
判断时隙可用时，获得对应时隙备选频点的RSSI，再对此信道的可用性进行检验，校验信道不可用，则重新对此时隙进行频率扫描。
对于主基站进一步还包括：
根据主基站识别码及同步级别确定基站重启动时间，在预设时间内强制基站启动，用于重新进行基站间的同步。
本发明的效果：通过基站间的捆绑的方法可以实现增加无线通信系统的业务信道，在提供相同数量业务信道的情况下，减少了基站的数量，同时，对于终端设备来说，空中接口协议没有改变，减低了终端用户的成本。另外，本发明采用了主基站直接将同步信号提供给与其捆绑的从基站，保证了基站间的同步，降低了基站间的最小距离要求，使得捆绑基站可以安装在同一个支架上，方便了系统安装，降低了系统的安装及维护成本。
附图说明
图1本发明最佳实施例中无线基站及捆绑基站间连接的装置结构图。
图2本发明最佳实施例中基带处理单元的结构图。
图3本发明最佳实施例中软件的主流程图(包含上电启动过程中主基站的空中搜索及从基站的同步校验等过程)。
图4本发明最佳实施例中TCH业务信道管理子程序的流程图(包括主从基站由于业务时隙的数量的不同区别处理)。
图5本发明最佳实施例中PHS无线通信系统的帧结构。
图6本发明最佳实施例中PHS无线通信系统主从基站同步后的帧结构及信道分配图。
具体实施方式
对发明创造进行详细的描述现参见图1，图中示出了本发明最佳实施例PHS无线基站捆绑使用的装置电路结构图。
该电路中无线基站包括一个天线馈源(101)，天线馈源为收发信机共用，在收信阶段通过转换开关(102)将天线馈元(101)接收的射频信号输入给收信机(103)，收信机(103)将接收到的射频信号经过混频等处理转换为中频信号。而且，在无线基站1中，提供了一个接收电场强度指示信号检测单元(105)，该单元检测从终端发送的射频信号的接收电场强度并将检测值通知给基带处理单元(108)。从收信机(103)输出的接收中频信号输入给解调单元(106)，在解调单元(106)进行接收中频信号的数字解调以便产生一个ADPCM的比特流信号提供给基带处理单元(108)作进一步的处理。基带处理单元(108)对解调后的ADPCM比特流信号进行处理后经过ADPCM/PCM代码转换单元(109)将ADPCM比特流信号编码为PCM格式比特流信号，编码后的PCM比特流信号经线路接口单元(110)和线路(111)后传输到后续公共线路(未示出)。
另一方面，经线路(111)来自公共线路的PCM信号经线路接口单元(110)输入给ADPCM/PCM代码转换单元。ADPCM/PCM代码转换单元(109)将PCM比特流信号编码为ADPCM比特流信号。线路接口单元(110)不仅对PCM比特信号进行接收和发送，同时它也对控制信令进行接收和发送。经ADPCM/PCM代码转换单元(109)编码产生下行ADPCM比特流信号经过基带处理单元(108)处理后，将要发送的下行ADPCM比特流信号输入给调制单元(107)，调制单元(107)对发送信号进行数字调制后将所调制的I、Q信号输入发信机(104)后，在发信机104中，对I、Q调制信号进行混频得到由基带处理单元(108)确定的射频信道频率，然后该信号被放大到预设的发送功率电平。发射机(104)输出的射频信号经转换开关(102)从天线馈源(101)发射出去。
参见图2，图中示出图1中基带处理单元(108)的方框图。在主处理及控制单元(204)的控制下，从解调单元106输出的ADPCM比特流(205)，根据系统时钟及同步单元(202)的时隙控制信号流入基带处理单元(108)中为每个时隙分割ADPCM比特流信号，并将分割的ADPCM比特流信号输入到主处理及控制单元(204)中进行STD-28空中接口协议处理，将处理后的ADPCM比特流(208)送入ADPCM/PCM代码转换单元(109)。相反，从ADPCM/PCM代码转换单元(109)输出的下行ADPCM比特流信号(209)经主处理及控制单元(204)进行STD-28空中接口协议处理后，根据系统时钟及同步单元(202)的时隙控制信号将下行比特流信号插入要求的时隙实现时分复用，时分复用的ADPCM比特流信号(207)输入调制单元(107)。在基带处理单元(108)中根据RSSI检测单元(105)检测到的接收电场强度指示信号(210)对信道进行管理。另外，基带处理单元(108)还对通信过程中的控制信令遵循STD-28协议进行处理。
在图1中，主基站1经过空中同步搜索与附近基站同步后，将同步信号(206)直接提供给从基站，保证从基站2严格与主基站同步。
参见图3，图中示出本发明主处理及控制单元(204)的主程序流程图。主要完成基站的同步，信道的分配，系统控制、空中接口协议、网络侧协议的处理等功能。
该流程的开始步骤(301)判断网管(未示出)对此基站的设定为主基站还是从基站，对于主基站，经过步骤(302)等待激活U口后，通过步骤(303)进行空中搜索，即通过检测此主基站附近已工作基站下行控制信道特征字及基站识别码采完成与附近基站同步过程，实现基站间同发同收，然后，在步骤(304)中通过一定算法为主基站确定出同步级别并置同步标志，同时对数据库进行刷新，在步骤(305)中根据RSSI通过一定算法为此主基站分配控制信道(时隙和频点)，步骤(306)完成将基站数据，包括同步级别及分配的控制时隙、频点等数据，更新到基站控制器(CSC)的数据库中，作为网络管理的依据。接着，在步骤(307)中根据此基站的识别码及同步级别通过一定算法确定基站重启动步骤(315)的触发时间，在步骤(307)中置此主基站投入运营标志，并进入运营状态，同时通过步骤(308)向与此主基站捆绑的各从基站发送运营消息。对于从基站，经过(309)步骤激活U口后，在步骤(310)中等待主基站运营消息，在收到主基站的运营消息后，从基站通过步骤(311)对其与主基站的同步状况进行校验，校验通过并将该基站的状态信息数据更新到基站控制器(CSC)的数据库中后，在步骤(312)中置运营标志并进入运营状态。接下来的步骤(313)为TCH信道管理子程序，根据接收电场强度指示信号RSSI对主从基站的空闲TCH时隙进行频点选择，以达到优选信道的目的，以便在终端设备接续过程中对终端设备直接分配质量最佳的信道，包括时隙与频点。该选择算法在下面详述；TCH信道管理完成后，基站进入正常工作状态(314)，即进行基站的系统控制及STD-28协议处理等工作，由于该步骤与传统无线基站此部分相似，此处不再叙述；步骤(315)和步骤(316)主要是为保证无线基站间的同步偏差不致无限制积累下去，在预设时间需强制基站重新启动，以便基站重新进行基站间的同步。
参见图4，图中示出业务信道管理步骤(313)子程序的流程图当此子程序通过步骤(401)判断基站为主基站，由于主基站中一个时隙已通过步骤(305)分配用作控制信道，剩余三个时隙为TCH时隙，通过步骤(402)从数据库中获得这3个TCH时隙中空闲时隙及时隙是否可用标志；如果通过步骤(401)判断基站为从基站，由于此从基站根据本发明将共享主基站的控制信道，这样这个从基站的四个时隙均为TCH时隙，通过步骤(403)从数据库中获得这四个TCH时隙的空闲时隙及时隙是否可用标志，然后，步骤(404)判断信道是否可用，信道不可用表明还未对时隙进行频点扫描，这时步骤(407)从可用业务频点中随机为此时隙分配一个频点，通过步骤(408)判断其是否可用，步骤(407)、步骤(408)完成不可用信道的频点扫描，选择出此时隙的可用频点后，通过步骤(409)上报数据库并置可用标志；步骤(404)判断时隙可用后，通过步骤(405)对此信道的可用性进行检验，这主要是防止上次可用信道此时有可能已不可用，如果通过步骤(406)校验信道此时已变得不可用，则重新对此时隙进行频率扫描。
参见图5，图中示出本发明最佳实施例PHS系统的帧结构图，此图中时隙1用作控制信道CCH，其余三对时隙用作业务信道TCH，在装置的具体实现中，四对时隙中的任一对均可用作控制信道。各个基站每隔一定时间用该控制信道进行一次通信，用于登录位于其覆盖的服务区内的移动终端的位置、及设定该移动终端的通信信道。
参见图6，图中示出本发明最佳实施例PHS无线通信系统两个基站采用本发明的方法后的帧结构图。图中由于主站帧结构中第一对时隙以分配用作控制信道，所以从基站基站的四对时隙全部用作TCH信道。按照本发明对两个基站进行捆绑就可多提供了一个业务信道，如果四个无线基站采用本专利捆绑使用，三个从基站共享另一个主基站的CCH，就可以多提供三个业务信道。
由此可见，通过无线基站间捆绑，主从基站间共享控制信道后，增加了无线通信系统的业务信道，提高了无线基站的信道利用率。实现上述方法的装置仅在传统基站的基础上软件上做了少许的改动，基站间多了一些同步信号线，基站对网络侧的接口不变，方便了系统的平滑升级。
综上所述，本发明提出的通过无线基站间捆绑增加无线通信系统业务信道的方法弥补了传统简单通过增加基站数量增加业务信道的不足，采用本发明在相同业务信道的情况下，减少了无线基站的需求数量，降低了系统的成本。由于本发明提出的通过基站间捆绑，主从基站间共享控制信道的方法，并没有改变终端设备与无线基站的空中接口，终端设备不需作任何改动，就可向终端用户提供更优的服务。另外，采用本发明主从基站的天线馈源部分可以安装在同一个支架上，方便了系统的安装，降低了无线通信系统的安装维护成本。
Claims (12)
1一种增加无线通信系统业务信道的方法，至少包括以下步骤：
通过网络管理系统对多个PHS无线基站进行捆绑，并任意设定一个无线基站为主基站，与之进行捆绑的其他无线基站为从基站；
主基站通过空中搜索与附近无线基站同步，所述附近无线基站是发出的信号强度超过主基站的接收灵敏度，从而被主基站接收到信号的周边基站；
将主基站的同步信号直接提供给从基站；
分配业务信道：根据接收电场强度指示信号RSSI对主从基站的空闲TCH时隙进行频点选择，以达到优选信道，以便在终端设备接续过程中对终端设备直接分配质量最佳的信道。
2如权利要求1所述一种增加通讯系统业务信道的方法，对于主基站进一步还包括：
可通过网管软件设定任意一个被捆绑基站为主基站，并在该基站内部设置“主站”标志，供后续软件检测；
在线路U接口被激活后，通过检测主基站附近已工作基站的下行控制信道特征字及基站识别码来完成与附近基站的同步过程，实现基站之间的同发同收；
3如权利要求1所述一种增加通讯系统业务信道的方法，对于主基站进一步还包括：
确定同步级别并设置同步标志；
对数据库进行刷新。
4如权利要求1所述一种增加通讯系统业务信道的方法，对于主基站进一步还包括：为该主基站分配包括时隙和频点的控制信道。
5如权利要求1所述一种增加通讯系统业务信道的方法，对于主基站进一步还包括：设定主基站同步时间。
6如权利要求1所述一种增加通讯系统业务信道的方法，对于主基站进一步还包括：
设置主基站投入运营标志；
进入运营状态。
7如权利要求1所述一种增加通讯系统业务信道的方法，对于主基站进一步还包括：向与主基站捆绑的各从基站发送运营消息。
8如权利要求1所述一种增加通讯系统业务信道的方法，对于从基站进一步包括：在线路U接口被激活后，等待主基站运营消息。
9如权利要求1所述一种增加通讯系统业务信道的方法，对于从基站进一步还包括：
接收到主基站运营消息后，校验与主基站之间的同步状况；
校验通过后对输出数据库进行刷新。
10如权利要求1所述一种增加通讯系统业务信道的方法，对于从基站进一步还包括：
设置运营标志；
进入运营状态。
11如权利要求1所述一种增加通讯系统业务信道的方法，其特征是所述分配业务信道进一步包括：
当判断基站为主基站，从数据库中获得三个业务时隙中的空闲时隙及时隙可用标志，并对该标志是否可用作判断；
当判断基站为从基站，从数据库中获得四个TCH时隙的空闲时隙及时隙可用标志，并对该标志是否可用做判断；
判断时隙不可用时，从可用业务频点中随机为此时隙分配一个频点，判断其是否可用，选择出此时隙的可用频点后，上报数据库并置可用标志，作为下一次呼叫时的备选频点；
判断时隙可用时，获得对应时隙备选频点的RSSI，再对此信道的可用性进行检验，校验信道不可用，则重新对此时隙进行频率扫描。
12如权利要求1所述一种增加通讯系统业务信道的方法，对于主基站进一步还包括：根据主基站识别码及同步级别确定基站重启动时间，在预设时间内强制基站启动，用于重新进行基站间的同步。
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