CN1358397A - 移动通信系统中扩充信道容量的方法 - Google Patents

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Abstract

移动通信系统包括多个小区段,其中每个小区段都分配有承载电路交换业务的基本载波以及用于承载分组交换业务的分组数据载波。分组数据载波包括两组载波,即主载波组(F1、F2或F3)以及次载波组(F4、F5以及F6)。主分组数据载波(F1、F2以及F3)被分配给相应的小区段。次载波(F4、F5以及F6)被分配给高容量段,高容量段可以是具有高突发业务量的段,或者是实现了分层小区结构的段。对于高突发小区段,主载波(F1、F2以及F3)被用来承载用于执行选择或重新选择的控制信令。但是,在这样的高突发小区段中,次载波(F4、F5以及F6)不被用来执行小区段选择或重新选择。

Description

移动通信系统中扩充信道容量的方法
技术领域
本发明涉及移动通信系统中扩充载波容量。
背景技术
诸如蜂窝或个人通信业务(PCS)系统的移动通信系统由许多小区组成。每个小区提供一个无线电通信中心，其中的移动设备与另一个移动设备或连接公共交换电话网(PSTN)的有线设备建立呼叫。每个小区包含一个无线电基站，每个基站均与移动交换中心连接，其中移动交换中心控制移动设备之间或移动设备和PSTN设备之间的呼叫处理。
从最初的高级移动电话系统(AMPS)标准开始，附加无线协议已经得到发展和实施。一种这样的协议是时分多址(TDMA)协议，它最初是作为IS-54标准(EIA/TIA/IS-54)实施，后来出现电信工业协会(TIA)的TIA/EIA-136协议。采用TIA/EIA-136 TDMA，每个信道承载划分为六个时隙的帧，以便每个信道支持多达三个移动设备。如果使用半速率语音编码器，那么每个信道则可以在最多六个移动设备之间时间共享。其它基于TDMA的系统包括全球移动通信系统(GSM)，它使用划分为八个时隙(或突发周期)的TDMA帧。
诸如TIA/EIA-136和GSM TDMA系统的传统的面向语音的无线系统采用电路交换连接路径，其中，线路在移动设备和移动交换中心之间的连接的持续时间被占用。这种连接最适合于相对连续的通信，例如语音。但是，诸如局域网(LAN)、广域网(WAN)以及因特网的数据网络使用分组交换连接，其中，通信链路上节点之间的通信是通过数据分组来进行的。只要节点需要发送或接收数据包，该节点则占用通信链路。随着蜂窝用户数量的迅速增长以及数据网络通信的不断普及，就越来越需要提供对数据网络、电子邮件、数据库文件以及其它类型数据等进行接入的分组交换无线数据连接。
已经提出了数个基于分组的无线连接协议，以便在移动设备和数据网络之间提供更为有效的连接。一种这样的协议是通用分组无线电业务(GPRS)协议，它对现有的GSM系统进行了补充。已经提出的另一种建立在GPRS上的技术是增强GPRS(EGPRS)技术，它提供更高的数据速率，并对GSM及TIA/EIA-136 TDMA系统进行补充。
由于频谱限制，可以分配给移动通信系统中的这种基于分组的数据业务的载波数量可能有限。在具有较高突发业务量的地区，这种有限的载波数量可能会产生问题。高突发业务量环境是这样一种情况：在给定时段内，出现较大数量的呼叫建立和终止。这可能出现在具有较多商业活动的地区(如大城市)，许多用户可能正在使用他们的移动电话或其它移动设备来接入基于分组的业务。在正常的或较低突发业务量的地区出现较低数量的呼叫建立和终止，这与高突发业务量地区形成对照。这种地区的一个例子就是郊区，其中呼叫比较少，并且用户一般的连接时间比较长(例如浏览因特网)。
与正常的或较低的突发业务量地区相比，在高突发业务量地区，每个载波上控制突发的数量可能必须增加，以便处理由于呼叫建立和终止所增加的控制信令量。但是，如果限制了用于基于分组业务的载波数量，那么给每个载波分配大量的控制突发会减少由载波承载的业务信令量。这会减少用户可用来进行基于分组业务通信的带宽，从而可能引起较慢的响应时间。
分配给基于分组业务的有限频谱还限制了用户可用的容量。在使用高峰期，用户在获取对给定小区或小区扇区(cell sector)的基于分组业务的接入中可能会遇到问题。
这样，就需要增加用于通过基于分组的无线网络来承载控制和业务信令的容量。
发明内容
总的来说，按照一个实施例，一种在具有多个小区段(cellsegment)的移动通信系统中进行通信的方法包括在第一小区段中提供第一载波以及至少一个另外的载波。定义了多个时隙，并且在通过所述第一载波和所述至少一个另外的载波传送控制信令期间，分配所述时隙中的至少一个时隙。
总的来说，按照另一个实施例，一种在移动通信系统的第一小区段中提供扩充容量的方法包括提供用于在第一小区段中承载控制信令的第一载波，其中控制信令包括用于执行小区段选择的控制信令。提供了第二载波，用于承载信令，该信令不包括用于执行小区段选择的控制信令。
本发明的一些实施例具有以下一个或多个优点。在小区段中需要额外容量的区域，可以把额外的载波添加到所述区域中的小区段，所述区域可以是具有高突发业务量情况的区域或者是需要分层小区结构的区域。增加的容量允许对移动通信系统的较大可接入性，并且还改进了提供给用户的服务。如果需要额外的控制信令，则额外的容量能够处理这样的额外的控制信令，而不占用通信业务的带宽。
通过以下说明、附图及权利要求书，其它特点和优点将变得明显。
附图说明
图1A说明一个提供电路交换业务链路和分组交换数据链路两者的移动通信系统的实施例。
图1B是图1A的移动通信系统中的移动交换中心(MSC)、基站、数据业务服务节点以及移动设备中的组件的方框图。
图1C和1D是图1B的数据业务服务节点中的数据业务系统控制器所执行任务的流程图。
图2说明用于图1A的移动通信系统中的主载波。
图3A和3B说明按照用于图1A的移动通信系统中的一个实施例的主载波和次载波。
图4、5A至5C以及6A至6C说明按照三个不同布置对于小区扇区的次载波的分配。
图7说明图1A的移动通信系统中用于分组数据业务服务的分层小区结构。
图8说明通过图1A的移动通信系统中通过分组交换数据链路传送的分组数据业务的1/3信道再用模式。
图9和10说明按照可以由图1A的移动通信系统的分组交换数据链路所采用的一些实施例的有效的4/12和3/9信道再用模式。
图11说明按照图1A的移动通信系统中一个示例的对高容量扇区的次载波的分配。
图12至14说明按照图1A的移动通信系统的分组交换数据链路中某些实施例的用于承载数据业务和控制信令的时分多址(TDMA)帧。
图15说明图1A的系统中用于承载分组数据业务和控制信令的52帧复帧。
图16A、16B及17说明按照分组交换数据链路中用于承载数据业务和控制信令的一些实施例的几个时间组中的复帧。
图18说明分组交换数据链路的发送和接收路径中用于承载数据业务和控制信令的TDMA帧。
图19说明用于分组交换数据链路中的同步突发。
图20A、20B及21说明按照用于大小区中的其它实施例的复帧。
具体实施方式
在以下说明中阐述了许多细节，以便理解本发明。但是，本领域的技术人员将知道，没有这些细节也可以实施本发明无需，并且对所述实施例的各种变化或修改也是可行的。虽然在本说明书中每个小区使用特定数量的载波和扇区，但其它实施例中每个小区可以使用不同数量的载波和扇区(或非扇形小区)。
参照图1A，移动通信系统10可以是蜂窝或个人通信业务(PCS)系统，它包括多个小区14，每个小区14包含一个基站18。基站18能够通过射频(RF)无线链路与移动设备20(例如移动电话、移动计算机或其它类型的移动设备)进行通信。基站18由用于电路交换通信的移动交换中心(MSC)12进行控制。对于分组交换或报文交换通信，基站18由数据业务服务节点35进行控制。在其它实施例中，基站18的组可以由基站控制器(未标出)进行控制，而基站控制器又与MSC 12和数据业务服务节点35进行通信。
在一个实施例中，每个小区14中的基站18和移动设备20能够通过两组载波进行通信——第一组载波26用于传送电路交换业务(例如语音数据、短消息业务以及其它电路交换数据)及其相关控制信号；而第二组载波28(称作“分组数据载波”)用于传送分组交换数据业务及其相关控制信号。这里，电路交换业务称作基本业务，而分组交换数据业务称作分组数据业务。分组数据业务可以指通过链路以突发的消息、数据包或其它数据单元发送的任何业务。例如，可以通过数据网络32来传送数据分组数据业务，其中数据网络32可以包括专用网32(如局域网或广域网)以及公用网(如因特网)。不同于在呼叫会话期间提供专用的端对端连接或物理路径的电路交换网络，基于分组的网络是一种同一个通路可以由几个节点共享的网络。用于通过这样的网络进行通信的一种流行的协议包括因特网协议(IP)，如1981年9月的题为“因特网协议”的注释请求(RFC)791中所述。其它版本的IP，诸如IPv6，或其它基于分组的标准也可以用于其它实施例中。一种版本的IPv6在1998年12月的题为“因特网协议，版本6(IPv6)规范”的RFC 2460中进行了说明。
第二组载波28、基站18以及数据业务服务节点35提供移动设备20和数据网络32之间基于分组的无线连接的基础结构的一部分。在一个实施例中，基于分组的无线网络与基本电路交换无线网络重叠。
基本电路交换系统可以是按照电信工业协会的TIA/EIA-136协议的时分多址(TDMA)系统。另一方面，基本电路交换系统也可以是全球移动通信系统(GSM)的一部分。在一个实施例中，分组数据业务服务可以按照ETSI(欧洲电信标准协会)所采用的增强型通用分组无线电业务(EGPRS)紧致协议(Compact protocol)。但是，可以使用基于分组业务的其它协议。
由于有限频谱的可用性，用于分组数据业务的信道或载波数量通常也有限(例如在一个实施例中的三个载波28)。对于诸如具有正常的或较低的“突发”业务状况的一些地区，在较少量的信道上部署分组数据业务便已足够。某一给定地区的业务突发取决于在该地区内出现的呼叫建立(建立小区)和终止(终止呼叫)的数量。呼叫建立和终止的数量越大，业务则越是突发的。在高突发的环境下，每一个载波上可能需要较多的控制信号突发，以便处理大量的呼叫建立和终止。但是，给一个载波分配较多的控制信号突发可能会取代通过该载波的分组数据业务的容量。这就减少了通过承载数据业务的无线分组数据链路的可用带宽。构成高的与正常的突发地区的情况可以由为通信系统提供服务的实体来定义，诸如由蜂窝业务提供商来提供。例如，如果蜂窝业务提供商确定某一特定小区段或小区段组一贯遇到大量的呼叫建立和终止，从而使提供给用户的服务降级，则该蜂窝业务提供商可以将这些小区段作为高突发小区段，并给这些小区段增加额外的分组数据载波(称作次载波组)。小区段可以包括一个完整的小区、小区扇区或小区的某个预定部分。
增加到高突发小区段的次载波可以用来承载控制信令和业务信令两者。根据一个实施例，高突发地区的每个小区段可以包含两组分组数据载波28，即一个主组和一个次组。主分组数据载波组用于承载包括涉及移动设备进行的小区选择和重新选择的控制信令在内的控制及业务信令，次载波组则用于承载不包括用于选择或重新选择的控制信令在内的控制信令及业务信令。选择是指移动设备最初启动时从一组相邻小区段中选择某个小区段的步骤，重新选择则是指响应移动装置在小区段之间的移动而重新选择新的小区段的步骤。这里，术语“选择”意味着包括小区段的选择或重新选择。
在正常的或低的突发业务量小区段，仅采用主分组数据载波组。而在高突发业务量小区段，则使用了主载波组和次载波组两者。这样，按照一些实施例，移动通信系统10可以包括含具有主和次分组数据载波组两者的小区段的区域以及含仅具有主分组数据载波组的小区段的其它区域。
次载波还可以用来实现分层小区结构，以便扩充小区段的容量。分层小区结构是一种多层小区结构，可以用来适应容量需要，提供不同类型用户的分段，以及降低操作功率电平和干扰。在分层小区结构中，较低层的一个或多个小区段可以在较高层小区段的覆盖下进行操作。在一种布置中，较低层的小区段可以以低于较高层小区段的射频(RF)信号功率的射频(RF)信号功率进行操作。该较低层的小区段可以称作微小区段，较高层的小区段则可以称作宏小区段。较低层的小区段可以称作微微小区段或其它名称。
使用不同层的小区段，有可能进行不同类型用户的分段。例如，公用网的用户可以在宏小区层接入基于分组的业务，而专用网的用户则可以在微小区层接入基于分组的业务。此外，较低层的小区段可以用来增加容量。一个示例可以增加容量，以便处理高使用期期间(例如高峰时间)呼叫量的增加。这样，宏小区层可以设置为处理非高峰期的业务，而可以增加一个或多个微小区层来处理高使用期期间业务量的增加。例如，这样可以定义时延参数，使得以较高速度移动(如正常的汽车行驶速度)的移动设备能够选择宏小区层而不选择微小区层。但是，当移动设备的速度在使用高峰期期间减慢时，他们将能够选择微小区层以及宏小区层。增加容量的另一个示例可以是购物中心所提供的微小区段。与较高层小区段相比，从地理位置上来说，较低层小区段可以具有同样的覆盖区或较小的覆盖区。其它的布置可以具有另外的分层方案。
可以通过对小区段增加次载波来实现分层。这样，小区段中的第一层可以包括主载波。小区段中的较低层可以包括次载波。在分层小区结构中，主载波和次载波都承载用于选择的控制信令。这与增加到高突发小区段的不承载用于选择的控制信令的次载波相反。
参照图2，按照一个实施例，基站18包括收发信机25，该收发信机25发送和接收30kHz(千赫)的载波26，以便承载电路交换业务及其相关的控制信号，例如按照TIA/EIA-136协议。此外，分组数据业务及其相关的控制信号由200kHz的分组数据载波28来承载，包括三个载波F1、F2及F3的主组，它们可以由与30kHz载波相同的小区中的每个基站18的收发信机27来提供。保护频带30定义在第一组载波26和第二组载波28之间。在一个实施例中，第二组的三个200kHz载波28和保护频带30可以部署在小于约1MHz(兆赫)的频谱中。
参照图3A，说明包含主载波和次载波两者的分组数据载波28A。载波28A包括主载波F1、F2、F3以及次载波F4、F5、F6。指定给主载波26的频率在次载波28A的任意一侧。按照一个实施例，每个小区可以分为三个扇区，其中每个小区扇区均分配了主载波F1、F2及F3中的一个。此外，在作为高突发业务量区域一部分的扇区或实现分层小区结构的扇区中，次载波F4、F5及F6中的另一个可以增加到每一个扇区。这样的小区扇区称作高容量扇区。在给定的小区扇区组中，为小区扇区分配次载波的几个布置都是可能的。在第一布置中，高突发业务量情况或分层小区结构可以出现在每组的三个扇区中。在这种布置中，每个次载波F4、F5及F6被分配给三个高容量扇区中相应的一个。在第二布置中，一组中的两个扇区可能是高容量扇区。在该第二布置中，次载波F4、F5及F6其中的两个可以被分配给两个相应的高容量扇区。在第三布置中，每组的一个扇区可能是高突发容量扇区。在该第三布置中，次载波F4、F5及F6中的一个可以被分配给一个高容量扇区。
为了降低相邻载波干扰的可能性，指定给次载波F4和F5的频率高于载波F1、F2及F3的频率，指定给次载波F6的频率则低于载波F1的频率。在如何可以将次载波指定给高容量扇区而又不浪费用于保护频带的频谱等方面，这种布置提供了灵活性。在另一个实施例中，F4、F5及F6的位置可以交换，指定给F4和F5的频率低于F1，指定给F6的频率高于F3。
参照图4，在高突发情况或分层小区结构出现在每组的三个扇区中的第一种布置中，次载波F4被分配给分配了主载波F1的相同小区扇区，次载波F5被分配给分配了主载波F2的小区扇区，次载波F6则被分配给分配了主载波F3的小区扇区。应该指出，每个高容量扇区中的主、次分组数据载波由两个信道的宽度分隔。在这种布置中，主、次载波所占用的频谱约为1.2MHz加上保护频带。在作为高突发扇区的高容量扇区中，主载波F1、F2或F3承载用于选择的控制信令，而次载波F4、F5或F6则不。但是，在包含分层小区结构的高容量扇区中，主载波F1、F2或F3以及次载波F4、F5或F6两者均承载用于选择的控制信令。
参照图5A至5C，按照一个组有两个高容量扇区的一种布置，具有主载波F1及F2(图5A)或F2及F3(图5B)或F1及F3(图5C)的高容量扇区被分配有次载波F4和F5。如图5A所示，具有主载波F1和F2的两个高容量扇区分别被分配有次载波F4和F5。或者如图5B所示，具有主载波F2和F3的两个高容量扇区分别被分配有次载波F4和F5。在另一种可选方案中，如图5C所示，具有主载波F1和F3的两个高容量扇区分别被分配有次载波F4和F5。照这样，图5A至5C的每个高容量扇区中的主、次分组数据载波均由至少一个信道宽度分隔。在这种布置中，所用的频谱约为1MHz加上保护频带。
参照图6A至6C，按照一个组有一个高容量扇区的第三种布置，具有主载波F1(图6A)或F2(图6B)的高容量扇区被分配有次载波F4。但是，具有主载波F3(图6C)的高容量扇区则被分配有次载波F6。在这种布置中，所用的频谱约为0.8MHz加上保护频带。
应该指出，上述任何一个布置中，在每个高容量扇区中，主载波和次载波由至少一个载波(在一个实施例中为200kHz)的宽度分隔，以避免相邻载波干扰。结果，可以消除高容量扇区中的主和次载波之间的保护频带，以便改善频谱效率。通过将次载波的频率布置为高于和低于主载频，即使在仅具有一个含F1或F3(在边界的主载波)的高容量扇区的组中，也可以实现增加次载波中的频谱效率。这样，采用图3A的载波布置，次载波F6可以分配给具有主载波F3的扇区。同样，次载波F4可以分配给具有主载波F1的扇区。如果次载波F6没有被指定低于F1，而是指定所有三个次载波的频率均高于主载波F3的频率，则可能浪费某个频谱来提供必要的保护频带，以避免将次载波分配给具有主载波F3的高容量扇区中的相邻信道干扰。例如，可能必须使用F5，这浪费与载波F4相关的信道宽度。
采用另一种频率分配方案可以实现同样的频谱效率，在这种方案中，次载波中的至少一个相对于其余次载波而放置在主载波组另一侧。此外，在不关心频谱效率的一些实施例中，次载波F4、F5及F6可以顺次被分配为高于或低于主载波F1、F2及F3，如图3B所示，图中示出了分组数据载波28B的序列。另外，在另外一些实施例中，主和次载波F1至F6可以相互混合。
参照图7，图中示出一组三个小区扇区240、242及244的分层小区结构。每个小区扇区包括多层，其中上层称作宏小区扇区(240、242或244)，下层称作微小区扇区(246、248或250)。宏小区扇区240、242及244分别与主载波F1、F2及F3相关联。微小区扇区246、248及250分别与次载波F4、F5及F6相关联。
虽然上述示例包括指定了一个主载波和一个次载波的小区扇区，但其它实施例也可以包含具有多个主载波和一个或多个次载波的小区扇区。
再参照图1A，MSC 12包括基本业务系统控制器42，该控制器控制一个或多个小区14中的移动设备20之间或在小区14中的移动设备20与连接到公用交换电话网(PSTN)16的有线设备(如电话)之间的电路交换呼叫(如语音、短消息等)的建立、处理及终止。一个以上的MSC(诸如与不同蜂窝业务提供商相关联的MSC 34)可以包含在移动通信系统10中。也可以有其它数据业务服务节点以便提供对其它移动设备的数据网络32的接入。
数据业务服务节点35包括数据业务系统控制器40，该数据业务系统控制器40控制分组交换通信的建立、处理及终止。在一个实施例中，数据业务服务节点35可以是按照通用分组无线电业务(GPRS)协议的在服务GPRS支持节点(SGSN)。同样按照GPRS，SGSN35与网关GPRS支持节点(GGSN)36进行通信，GGSN36提供对数据网络32的接口。更一般地，节点35和36可以包括能控制移动设备20和数据网络32之间的分组交换数据通信的任何系统。此外，在另一个实施例中，节点35和36可以在与MSC12相同的平台上实现。
实际上，在由MSC 12所控制的小区14中为移动设备20提供了两条无线链路：一条分组数据链路，包括载波28、基站18以及数据业务系统控制器40，以便在移动设备20和数据网络32之间提供较高速(例如可达到384kbps或更高)的分组交换通信；以及一条基本业务链路，包括载波26、基站18以及基本业务系统控制器42，以便在移动设备20之间或在移动设备20与PSTN设备之间提供语音及其它电路交换通信。
在一个示例实施例中，基本业务系统控制器42按照TIA/EIA-136协议来控制通信。在另一个示例中，基本业务系统控制器42可以按照GSM协议来控制通信，它采用200kHz载波而不是30kHz载波来承载基本业务。在基本业务链路中，TDMA帧可以用来承载业务和控制信号。按照TIA/EIA-136的帧包括六个时隙，而按照GSM的帧则包括八个时隙。在分组数据链路中，帧还被定义为承载数据业务及其相关的控制信号。分组数据链路的帧可以类似于GSM帧，其中具有八个时隙(也称作突发期)TN0-TN7(下面将参照图12至14进一步说明)。
在所示实施例中，数据业务系统控制器40和基本业务系统控制器42(可采用软件或软和硬件结合实现)可以在分开的平台上实现(分别为数据业务服务节点35和MSC12)。在另一个实施例中，系统控制器40和42可以在同一个平台上实现。同样，发送和接收载波26、28的收发信机可以包含在同一个基站18中或包含在不同的基站中。
在一个布置中，每个小区可以分为三个扇区。举例来说，基本业务链路可以采用7/21信道再用模式。7/21信道再用模式的频率再用距离D足够大，使得基本业务链路上的控制信道的C/I(载波-干扰比)性能坚固。但是，对于分组数据链，每个基站站点分配有三个主载频F1、F2及F3中的一个(另参见图2)，每个扇区一个，对数据业务采用1/3频率再用模式，如图8的三蜂窝表示。本领域普遍知道，等价的三扇区表示也可以用来说明图8的蜂窝布置。
如果高突发扇区或分层小区结构的创建需要次载波F4至F6，则群集中的一个或多个扇区还可以包含它们。还可以使用1/3频率再用模式由次载波来承载数据业务。
每个小区14的每个扇区被分配有一个主载波(以及也许一个次载波)。分组数据链路中的数据业务可以采用不同的机制，包括链路适应和递增冗余，以便在1/3信道再用模式中提供更为坚固的C/I性能。但是，对于主或次分组数据载波上的控制信号，1/3信道再用模式易受到干扰，因为较小的相互距离中再用了相同的频率。由于具有相同频率的小区或小区扇区之间较小的距离，使采用少量信道的信道再用方案可能会引起干扰问题。按照一些实施例，通过将小区或小区扇区指定给频率及时间的不同组合来创建较高的有效信道再用方案。因此，与仅基于可用频率的再用方案相比较，诸如在传统移动系统中所进行的那样，可以实现基于频率和时间两者的有效信道再用方案。可以按照一些实施例来使用例如3/9、4/12及其它模式的有效信道再用模式，以便提供更为坚固的C/I性能。通过创建时间组，可以在时间上错开控制信号突发，以便为较高的有效信道再用模式提供频率间隔和时间间隔。
参照图9，说明一种有效4/12信道再用模式，用于小区扇区的群集，其中小区扇区包含主载波F1至F3，但没有包含次载波F4至F6。在有效的4/12模式中，创建了四个时间组(T1至T4)。这样，除了基于三个主载频F1至F3的再用模式之外，该再用模式还包含基于时间(T1至T4)的正交方面。这样，每个扇区被指定有频率Fx以及时间组Ty。采用三个频率F1、F2、F3以及四个时间组T1、T2、T3、T4，可以定义12个扇区的群集100。群集100则被重复，以便提供有效4/12信道再用模式。实际上，添加在频率再用之上的时间再用在分组数据链路上为控制信道创建较高的有效信道再用模式，由此创建降低了干扰问题的更为坚固的性能。
如图9所示，具有时间组Ty中某一频率Fx的扇区与另一个具有相同频率且位于同一个时间组Ty中的扇区分隔了一段距离(该距离通常由每个群集的宽度和长度所提供)。例如，具有频率F1且属于时间组T4的各扇区102彼此分隔了较大的距离，以便减少干扰的可能性。
如图9所示的有效4/12信道再用模式所提供的另一个优点就是，在主载波F1和F2及主载波F2和F3之间减少了相邻信道干扰。对于任何具有频率Fx且指定了时间Ty的给定扇区，没有任何相邻的扇区被指定有相同的时间组Ty。例如，扇区102与F1和T4相关。与扇区102相邻的扇区均处于时间组T1至T3的其中之一，而不是T4。由于相邻扇区在不同时段传送控制信道，所以减少了相邻主载波(F1，F2，F3)之间的干扰。因此，就不需要在主载波F1、F2及F3之间定义保护频带，这留出被减少的频谱分配，用于传送分组数据的载波。
参照图10，说明一种群集101的有效3/9再用模式，其中群集101包含主载波F1至F3，但没有包含次载波F4至F6。有效3/9再用模式采用三个时间组T1、T2及T3。它有效地提供了九个扇区的群集101，其中每个扇区都具有截然不同的频率Fx和时间组Ty的组合。采用有效3/9再用模式，象有效4/12再用模式所提供的减少的相邻信道干扰特点是不可用的。为了减少相邻主载波F1、F2及F3之间的干扰，需要定义这些载波之间的保护频带。
参照图11，群集140具有有效4/12信道再用模式，类似于结合图9所述的情况。但是，群集140还包括一个高容量扇区130，即标有阴影的扇区。这样，在所示的示例中，高容量扇区130被分配有主频率F1且在时间组T4中。按照一些实施例，需要将次载波添加到高容量扇区130，可以是次载波F4(参见图3A)。这样，在高容量扇区130中，存在两个载波，即主载波F1和次载波F4。
在其它示例中，另外的高容量扇区可以出现在群集140中。较高的有效信道再用模式可以用于主、次分组数据载波两者。
为了允许时间组的创建，使它们可以在每个群集(100、101或130)的扇区之间进行分配，以便提供较高的有效信道再用，基站18是彼此时间同步的。这可以通过在每个基站18中使用全球定位系统(GPS)定时接收机或其它某个同步电路19(图1A)来进行。基站18的同步用来确保小区扇区中时间组的对准。执行基站同步，以便符合以下两个准则。分组数据链路的TDMA帧(包括时隙TN0至TN7)在所有扇区中互相对准。这样，时隙TN0在同一时间出现在每个扇区中的各基站站点，处于同步设备的容差及传播延迟的任何差别的范围之内。此外，按照一个实施例，数据链路的控制和业务信道由复帧结构来承载(下面将结合图15至17进一步说明)。每个复帧结构均从帧0开始，一直延续到帧NN(如50或51)。当时间同步时，帧0在同一时间出现在每个扇区。
参照图1B，图中示出MSC12、基站18、数据业务服务节点35以及移动设备20的组件。在基站18中，基本业务收发信机25和分组数据业务收发信机27与天线塔54连接，其中天线塔54发送和接收第一、第二组载波26、28。基本业务和分组数据业务收发信机25和27与控制单元50连接，各种软件例行程序49可在控制单元50中执行。存储单元47也可以与控制单元50连接。其它与控制单元50连接的还有GPS定时接收机或其它同步电路19，它允许MSC12和数据业务服务节点35所控制的小区14的组中所有基站同步。此外，基站18包括连接到链路64(如T1链路)的MSC接口52，其中链路64又与MSC12中的接口单元56连接。基站18还包括接口51(它在一个实施例中是按照GPRS的Gb接口51)，它通过链路(如Gb链路)与数据业务服务节点35的进行通信。
在MSC12中，控制单元58提供MSC12的处理核心。控制单元58可以用计算机系统、处理器及其它控制装置来实现。控制单元58与存储单元62连接，其中存储单元62可以包含一个或多个机器可读的存储媒体，以便储存各种数据以及可由控制单元58加载执行的软件例行程序或模块的指令。例如，构成基本业务系统控制器42的例行程序或模块可以储存在存储单元62中，并可由控制单元58加载执行。MSC12还可以包括PSTN接口60，它与PSTN16连接以便实现与PSTN连接设备的通信。此外，MSC12包括接口75(如Gs接口)，它通过链路(如Gs链路)与数据业务服务节点35进行通信。
在一个实施例中，数据业务服务节点35包括用于分别通过Gb和Gs链路进行通信的接口单元77和79。数据业务服务节点35的处理核心包括控制单元69，它可以用计算机系统、处理器或其它控制装置来实现。包含机器可读媒体的存储单元71与控制单元69连接。与构成数据业务系统控制器40的例行程序和模块相关的指令最初可以储存在存储单元71中，然后再由控制单元69加载执行。数据业务服务节点35还包括接口81(如Gn接口)，用于与GGSN36(图1A)进行通信。在另一个实施例中，接口81可以是网络接口控制器或其它能够通过数据网络32进行通信的收发信机。在另一个实施例中，数据业务和基本业务系统控制器40和42可以在一个平台中实现，并可由同一个控制单元执行。
载波在连接基站18的天线54和移动设备20的天线62之间进行传送。在移动设备20的一个示例布置中，一个或多个无线电收发信机64与天线62连接，以便发送和接收分组数据载波和基本业务载波。控制单元66(或者一个或多个其它适当的控制装置)可以与一个或多个无线电收发信机64连接。控制单元66与存储单元68连接，其中存储单元68可以是非易失性存储器(例如闪速存储器或电可擦可编程只读存储器)和/或动态、静态随机存取存储器(DRAM和SRAM)的形式。在控制单元66中可执行的软件例行程序68的指令最初可以储存在存储单元68的非易失性部分。输入/输出(I/O)控制器74与移动设备20的键盘70和显示器72连接。
MSC12中的基本业务系统控制器42、基站18中的软件例行程序49、移动设备20中的软件例行程序76以及数据业务服务节点35中的数据业务系统控制器40可以在相应的控制单元上执行。控制单元可以包括微处理器、微控制器、处理器卡(包括一个或多个微处理器或微控制器)或者其它控制或计算装置。这种软件例行程序或模块的指令可以储存在相应的存储单元中，其中每一个存储单元均包含一个或多个机器可读存储媒体。存储媒体可以包含不同形式的存储器，包括：诸如动态或静态随机存取存储器(DRAM或SRAM)的半导体存储设备、可擦写可编程只读存储器(EPROM)、电可擦写可编程只读存储器(EEPROM)以及闪速存储器；磁盘，诸如硬磁盘、软盘以及可拆卸盘；包括磁带在内的其它磁性媒体；以及光学媒体，诸如光盘(CD)或数字视频光盘(DVD)。指令在由相应控制单元加载并执行时，会使相应的系统或装置执行已编程的动作。
软件例行程序或模块的指令可以按多种不同方式的其中一种来加载或传输给各相应的系统。例如，储存在软盘、CD或DVD媒体、硬盘上的代码段或指令，或者通过网络接口卡、调制解调器或其它接口设备传输的代码段或指令，可以加载到系统中，并作为相应软件例行程序或模块来执行。在加载或传输的过程中，体现为载波(通过电话线路、网络线路、无线链路、电缆等进行发送)的数据信号可以将代码段或指令传送给相应的系统或装置。这种载波可以为电、光、声、电磁的形式或其它类型的信号。
参照图1C，图中示出由数据业务服务节点35中的数据业务系统控制器40所执行的任务，用于建立分组数据链路的较高有效信道再用模式(padder)。首先，数据业务系统控制器40分配(在步骤80)预定数量的信道。在一个实施例中，分配了包括频率F1、F2及F3的三个主载波，各小区14的每个扇区均分配一个。接下来，数据业务系统控制器40定义(在步骤82)多个时间组。在一个实施例中，可以定义四个时间组T1、T2及T3。在另一个实施例中，可以定义四个时间组T1、T2、T3及T4。根据载频F1至F3和时间组T1至T3或T1至T4，数据业务系统控制器40提供(在步骤84)用于通过分组数据链路进行通信的信道再用模式。此外，根据同步电路19(它可能包括GPS定时接收机)接收的同步信息，数据业务系统控制器40可以同步(在步骤86)所有小区14的基站18中的控制信令的信号传送和接收的定时，以便在时间上进行对准。
参照图1D，如果在任何一个给定的小区扇区中，诸如在具有高突发情况的地区或在具有分层小区结构的地区中，需要额外的容量，则可以由数据业务服务节点35中的数据业务系统控制器40来分配一个次载波。数据业务系统控制器40首先确定(在步骤260)给定小区扇区的主载频。接下来，系统控制器40确定(在步骤262)执行三个布置其中的哪一个：布置1(三个高容量扇区出现在一个小区中)；布置2(两个高容量扇区出现在一个小区中)；以及布置3(一个高容量扇区出现在一个小区中)。如果执行布置1，则次载波F4分配给(在264)具有主载波F1的小区扇区，次载波F5分配给具有主载波F2的小区扇区，以及次载波F6分配给具有主载波F3的小区扇区。
但是，如果执行布置2，则载波F4和F5分配给(在步骤266)具有以下三组主载波的其中一组的小区扇区：F1和F2，F1和F3，F2和F3。如果执行布置3，则系统控制器40将次载波F4分配给(在268)具有主载波F1或F2的小区扇区，或者，系统控制器40将次载波F6分配给具有主载波F3的小区扇区。
接下来，系统控制器40确定(在步骤270)高容量扇区是否为一个具有高突发情况的扇区或一个具有分层小区结构的扇区。如果高容量小区扇区是高突发小区扇区，则禁止(在步骤272)用于在次载波上选择和重新选择的控制信令的通信。但是，如果高容量扇区包括分层小区结构，则在次载波上允许(在步骤274)选择和重新选择信令的通信。
用于分组数据链路的控制信道包括分组广播控制信道(PBCCH)、分组公共控制信道(PCCCH)以及分组数据业务信道(PDTCH)。下行链路通信(从基站到移动设备)的广播控制信道PBCCH以每个基站为基础来提供通用信息(如小区/扇区特定信息)，包括用于移动设备20在系统10中进行登记的信息。公共控制信道PCCCH承载用于接入管理任务(如专用控制信道和业务信道的分配)的信令信息。PCCCH包括用于下行链路通信的分组寻呼信道(PPCH)和分组接入许可信道(PAGCH)，并且PCCCH包括用于上行链路通信(移动设备到基站)的分组随机接入信道(PRACH)。PRACH由移动设备20用来请求接入系统10。PPCH由基站18用来通知呼入的移动设备20。PAGCH用来将信道分配给移动设备20，使信令按照移动设备20在PRACH上的请求来获得专用信道。其它控制信道包括分组频率校正信道(PFCCH)和分组同步信道(PSCH)。PFCCH和PSCH用于通过定义突发期的边界和时隙编号来使移动设备20与每个小区的时隙结构同步。PSCH用于选择，而PFCCH用于重新选择。在一个实施例中，上述控制信道可以是用于GSM系统的电路交换逻辑信道的扩展。
与较高有效3/9、4/12或其它信道再用模式进行通信的控制信道包括PBCCH、PCCCH、PFCCH以及PSCH。数据业务信道PDTCH及其相关的业务控制信道，即PTCCH(分组定时先期控制信道(packettiming advance control channel))及PACCH(分组相关控制信道)，使用1/3再用模式，如上所述，因为业务信道采用各种机制来更好地经受住来自相邻小区段的干扰。
参照图12，分组数据链路中的每个主或次载波(F1、F2、F3、F4、F5或F6)承载一个化分为多个时隙的TDMA帧110。在所述实施例中，采用八个时隙(或突发期)TN0至TN7。但是，在其它实施例中，一个载波可以划分为或多或少的时隙。在一个实施例中，每个TDMA帧110的结构类似于GSM帧，具有长度120/26ms(或约4.615ms)。为了提供有效4/12再用模式，控制信道在四个不同的时间组错开。在所述实施例中，在时间组1中，控制信道(在一个实施例中的PBCCH、PCCCH、PFCCH以及PSCH)在时隙TN1发送；在时间组2中，控制信道在时隙TN3期间发送；在时间组3中，控制信道在时隙TN5期间发送；以及在时间组4，控制信道在时隙TN7期间发送。通过将控制信道错开到上述不同时隙，信道再用模式可以按照频率和时间两者来进行划分。更一般地，在每个时间组中，控制信令可以在至少一个时隙(少于全部时隙)传送，只要不同子组的时隙用于不同的时间组中。
如图12所示，时隙标记为以下时隙的其中之一：T时隙(在此期间可以传送分组数据业务)、C时隙(在此期间可以传送控制信号)以及I时隙(在此期间所有业务和控制信道在块中可以是空闲的，其中，所述块传送其它时间组上的PBCCH和PCCCH，不然传送分组数据业务，下面将结合图16A、16B及17说明)。在一个实施例中，块包括复帧的四个帧(如51-或52-帧复帧)。
参照图13，在包含三个时间组T1、T2及T3的有效3/9再用模式中，控制信道放置在时隙TN1(在时间组T1中)、时隙TN3(在时间组T2中)以及时隙TN5(在时间组T3中)。承载控制信道的时隙表示为C时隙。图13还示出T时隙(在此期间可以发送分组数据业务)和I时隙(它们在发送其它时间组中的PBCCH或PCCCH的块期间是空闲的，不然承载数据业务)。
在其它实施例中，可以在除TN1、TN3、TN5或TN7(图12)或TN1、TN3或TN5(图13)之外的时隙中承载控制信道。例如，不是将控制信道放置在奇数时隙TN1、3、5以及7中，而将它放置在不同时间组的时隙TN0、TN2、TN4以及TN6中。还可以使用其它交错方案，例如，将一些控制信道在偶数时隙中传送，而另一些则在奇数时隙中传送。参照图14的示例，图中示出了3/9再用模式，控制信道可以放置在C时隙中：时间组1中的时隙TN0，时间组2中的时隙TN2，以及时间组3中的时隙TN4。T时隙承载数据业务，I时隙在传送其它时间组的PBCCH或PCCCH的块其中是空闲的，不然承载分组数据业务。采用或多或少的时隙，可以提供其它交错方案以提供或多或少的时间组。
每个基站18和移动设备20使用时间组编号(TG)来表示基站18和移动设备20所处的时间组。可以在PSCH和PFCCH突发中传送TG编号。在时隙TN1、3、5及7与时间组1、2、3及4相对应的一个实施例中，下列TG值表示要用于承载控制信道的时隙。
TG TN
0 1
1 3
2 5
3 7
参照图15至17，图中示出按照一些实施例使用52-帧复帧120的通信。复帧120的结构如图15所示。每个复帧120包括52个TDMA帧(FRN0-51)，它们被划分为12个块B0至B11，留下四个帧FRN12、25、38以及51来承载预定信道。在其它实施例中，可以采用其它复帧结构，例如51-帧复帧。对于每个时间组(1、2、3或4)，八列复帧120对应八个时隙TN0至TN7，52行对应复帧120的52个帧。图16A和16B说明采用有效4/12再用模式的复帧结构120A，图17说明采用有效3/9再用模式的复帧结构120B。
在图16A、16B及17中所示的示例中，每个复帧的三个块被指定给PCCCH(包含C的帧)，一个块被指定给PBCCH(包含B的帧)。一个块包括四个TDMA帧。分配给PBCCH和PCCCH的块的数量是灵活的，各复帧120中每个时隙有从2至12个块。在所述示例中，在块B0中承载PBCCH，在块B5、B8及B11中承载PCCC。帧FRN25和51分别承载PFCCH和PSCH，帧FRN12和38承载PTCCH。
标记了“X”的帧是空闲的，并且对应承载其它时间组中的控制信道PBCCH和PCCCH的块(0、5、8以及11)中的奇数时隙(TN1、TN3、TN5或TN7)。这样，例如，每一个时间组1、3、4的时隙TN3中的块B0中的帧是空闲的，因为时间组2的时隙TN3中的帧承载PBCCH。对于没有承载控制信令的时隙TN1、3、5或7中的块B5、B8、B11中的帧，情况也是这样。
所示复帧120A和120B可以是高突发扇区的主载波(F1、F2或F3)上承载的复帧。在由次载波(F4、F5或F6)承载的复帧中，PBCCH、PCCCH以及PTCCH可以指定到相同的帧。相同数量的PCCCH帧可以出现在由主、次载波承载的复帧中。由高突发扇区中的次载波承载的复帧不包含分别用于选择和重新选择的PSCH和PFCCH。但是，在分层小区扇区中，主、次载波两者均在相应复帧中承载PSCH和PFCCH。
通过指定相同数量的控制信道并将其放置在相同的帧中，可以避免承载业务的帧(PDTCH)和诸如PBCCH或PCCCH的承载控制信道的帧之间的相邻信道干扰问题。例如，如果次载波F4上的PCCCH帧的数量大于主载波F3上PCCCH的数量，那么就可能出现次载波F4的额外PCCCH帧和主载波F3(在相邻小区扇区中)上的业务帧(PDTCH)之间的相邻信道干扰。同样的情况可能会出现在载波F1和F6之间以及F4和F5之间。总之，在控制信道(如PBCCH或PCCCH)放置在与相邻载波不同的帧或块中的任何情况下，都会有这种情况。
参照图18，图18用来说明接收(下行链路)和发送(上行链路)路径。定义一个测量窗，其中移动设备20可以测量PSCH(用于小区扇区选择)或者PFCCH(用于小区扇区重新选择)。本示例中的测量窗用于在时隙TN0是有效的移动设备。采用其它布置，测量窗在不同的时隙开始和结束。
在接收和发送路径之间的时隙有三个时隙的相位差。如果为控制信令选择时间组T1，那么时隙TN1可以用来承载PSCH或PFCCH。在本示例中，对于时间组T1，时隙TN0和TN2至TN7在帧FRN25(它承载PFCCH)和帧FRN51(它承载PSCH)中是空闲的。
这样，在测量窗期间，第一移动设备可以测量时隙TN1中(如果已经根据TG的值选择了时间组T1)的PSCH或PFCCH(在下行链路路径上)。但是，在时隙TN1中的PSCH或PFCCH接收期间，第二移动设备(在相邻小区扇区中)可以在时隙TN6中发送业务。第二移动设备的TN6中这样的业务的传送可能会干扰第一移动设备的PSCH或PFCCH的测量。这样，由于这样的干扰，移动设备实际上可能无法“看到”所有时间组。为了避免这个问题，可以采用时间组旋转方案，其中TG的值在预定时间点被旋转通过0、1、2及3。通过旋转TG的值，用于承载控制信道的时间组可以在任何给定的小区扇区中被旋转。这样，如果移动设备在一个时间组中错过了控制信号，那么当小区扇区旋转到另一个时间组时，它能够看到这个控制信号。
时间组的旋转同时在所有基站站点出现，以便保持扇区之间时间组的划分。通过用每个新出现的复帧来更新TG的值，可以实现旋转。TG的值可以用预定参数MFN的每个增量来旋转，其中，预定参数MFN表示复帧编号，范围从0至3。根据下列公式从TDMA帧号计算MFN：
MFN＝(FRN÷52)mod4。
对于MFN的每个增量，TG的值被旋转，使得对指定给各小区扇区的时间组进行旋转。在一个实施例中，时间组旋转可以出现在模52等于3和4的帧号(FRN)之间。
如果次载波也出现在高容量扇区中，那么次载波的时间组旋转与主载波的组旋转同步。
已经描述了一种移动通信系统，它通过使用次载波来扩充载波容量。例如，这样，可以把次载波分配给出现高突发情况的扇区来允许控制突发的增加，诸如PCCCH突发的增加，以便处理增加的呼叫建立和终止负荷。并且，如果需要分层小区结构，可以把另外的层添加到预定扇区中。分层小区结构使小区扇区可以在使用高峰期处理增加的容量。此外，分层小区结构允许不同用户组的分离。
由于对于分组数据链路来说基站18是时间同步的，所以对于有效3/9或4/12信道再用模式，由较大的小区(大于预定大小的小区)引起的路径延迟可能会潜在地引起问题。由于较大小区中的路径延迟，相邻小区扇区的时隙在被移动设备接收时可能会彼此重叠。移动设备20监测来自一组相邻小区扇区的控制信号的信号强度，以便选择或重新选择提供最强信号强度的小区扇区。但是，由于移动设备20可能更靠近第一基站18而不是相邻基站18，所以因涉及较大小区的距离而产生的传播延迟可能会引起第一和相邻基站的不同时隙中的分组数据业务和控制信号的重叠，这可能违反由于基站间同步而对准时隙的要求。
为了解决这个问题，采用预定时隙来承载控制信道，包括用来执行小区选择和重新选择的PSCH和PFCCH。通过使用TDM帧的预定时隙来承载控制信令，分组数据业务信道和控制信道之间的保护时段可以增加，以便在较大小区中提供良好的保护。
当移动设备20移动到小区扇区中或小区扇区之间移动时，它继续监测来自相邻小区扇区的PSCH和PFCCH，使移动设备20可以选择或重新选择最强的信号。移动设备20通过在预定帧期间测量PSCH和PFCCH突发来完成这个过程。测量是在所有相邻小区的移动设备的数据测量时段(也称为测量窗)期间进行的。
理论上，对于一般的干扰情况，小区的频率再用距离可以表示为：
DR＝(3N)1/2R，
其中，N是频率再用模式，R是小区半径。这样，对于N值为1(1/3频率再用模式)的情况，DR的值为1.73R。参照图19，图中示出PSCH突发。在一个实施例中，PSCH突发是148比特长加上8.25比特(符号)的保护时段(GP)。包括PBCCH和PCCCH的其它控制信道突发具有相同的长度和保护时段。但是，PFCCH、PBCCH以及PCCCH的内部结构不同于19所示的PSCH的结构。
在一个实施例中，由于单个比特的持续时间约为3.69微秒(μsec)，所以保护时段(GP)的长度则约为30.44μsec。这可以折算成约为9公里(km)。使用上述公式，其中DR等于大约9km，估计的最大小区大小(由其半径确定)约为5km，比GSM或TIA/EIA-136所支持的小区大小要小得多。这样，根据一个示例实施例的大小区可以定义为约大于5km(所支持的最大小区大小)的小区。在其它实施例中，可以定义大小区大于其它预定大小。
如上所述，为了提供较高有效再用模式，根据频率和时间两者来划分扇区。在一个实施例中，PSCH突发可以放置在有效3/9再用的偶数时隙(TN0、TN2或TN4)或有效4/12再用的TN0、TN2、TN4、TN6中。这样，参照图10，每个小区14包括三个扇区，这些扇区已经划分为三个单独的时间组以及三个单独的频率。在一个实施例中，在时间组T1至T3，控制信道分别被承载在各TDMA帧的时隙TN0、TN2以及TN4中。图14说明包括PSCH和PFCCH突发在内的控制信道在有效3/9信道再用模式的时隙TN0、TN2以及TN4中的放置。
下面说明分组数据业务信道PDTCH和控制信道(包括PBCCH和PCCCH)的重叠是如何产生的示例。如图14所示，在时间组1、2以及3中，分组数据业务可以在时隙TN7中(表示为212、216以及218)中发送。在时间组1，时隙TN0(表示为214)承载控制信道，包括PSCH和PFCCH突发(在复帧结构的相应帧中)。如图10所示，扇区210位于一个小区中，其中这个小区的相邻小区具有均分配了频率F1的扇区220和222。但是，扇区210、220以及222是在不同的时间组中，在扇区210，控制信道在时隙TN0，在扇区220，控制信道在时隙TN2，以及在扇区222，控制信道在时隙TN4中。例如，扇区210中的移动设备可能在测量时隙214(TN0)中的PSCH突发。但是，由于较大小区中的传播延迟，在扇区220的时隙216(TN7)或扇区222的时隙218(TN7)中发送的分组数据业务可能开始进入扇区210的时隙TN0。TN7中的分组数据业务在前面的帧中被发送。这样，例如，如果帧FRN51被用来在扇区210的时隙TN0中传送PSCH，则时隙TN7(在扇区220和222中)的帧FRN50中的分组数据业务可能重叠到TN0中PSCH的测量窗。视重叠量而定，它会损害扇区210的时隙TN0中的控制信令。
分组数据业务重叠到控制信道破坏不同扇区之间的时间划分。因此，不是提供如图10所示的有效3/9再用模式，而是提供1/3再用模式，这种再用模式可能会在不同小区扇区的控制信道之间产生无法接受的干扰。随着小区大小的增加，无法接受的重叠的可能性也会增加。
为了克服与按照一些实施例的重叠数据业务和控制信道时隙有关的问题，控制信道可以放置在奇数时隙而不是偶数时隙上。例如，控制信道可以放置在有效3/9信道再用的时隙TN1、TN3、TN5和有效4/12信道再用的时隙TN1、TN3、TN5、TN7上。通过将控制信道放置在奇数时隙上，可以提供一个较大的有效保护时段。按照本实施例，整个时隙TN0可以用作保护时段来提供有效的8.25比特(来自前面帧中TN7的GP)加156.25比特(TN0的时段加GP)的保护时段。有了增加的保护时段，对于通过分组数据链路的高速分组数据传输，可以支持GSM所支持的最大小区大小(35km)。这样，虽然将控制信令放置在偶数时隙TN0、TN2、TN4以及TN6可以有利地在一般小区(比大小区小的小区)中提供控制信道的较高有效信道再用，但奇数时隙可以用来承载控制信号，以便在分组数据业务和控制信令之间提供增加的保护时段来保持大小区中的基站同步，从而保持较高有效再用模式(如3/9、4/12等)。
具有较大的小区大小的系统中另一个关注的方面是PDTCH上数据业务与PBCCH、PCCCH以及其它控制信道的重叠。例如，在图16A和16B的有效4/12信道再用布置中，在承载PBCCH、PCCCH的块B0、B5、B8以及B11中，数据业务可以在与承载PBCCH和PCCCH的奇数时隙相邻的时隙(0、2、4以及6)中。在图17的有效3/9信道再用布置中，可以送到时隙(0、2、4、以及6)中承载数据业务。对于大小区，时隙的重叠可能会引起数据业务和控制信令的干扰。
为了纠正这个问题，按照一个实施例，从承载有效3/9再用模式的各扇区的时隙TN0、TN2、TN4的控制信道PBCCH和PCCCH的块(如B0、B5、B8以及B11)中去掉分组数据业务。从承载有效4/12再用模式的时隙TN0、TN2、TN4、TN6上的PBCCH和PCCCH的块中去掉分组数据业务。这在图20A、20B以及21中示出，这些图分别说明用于大小区中的有效4/12和3/9信道再用模式的复帧120C、120D。这样，在4/12复帧结构120C中，承载PBCCH和PCCCH的块不承载大小区的分组数据业务。在图21的有效3/9复帧结构120D中，承载PBCCH和PCCCH的块中的时隙TN6和TN7可以承载分组数据业务，但没有承载PBCCH或PCCCH的时隙中的块是空闲的。这实际上为有效3/9和4/12信道再用模式的PBCCH和PCCCH提供了增加保护时段8.25+156.25比特，因为在PBCCH和PCCCH通信之前不传送分组数据业务。提供大于时隙时段的保护时段来保护PBCCH和PCCCH。
其它诸如PTCCH的控制信道也可以同样地进行被保护。例如，在图20A、20B以及21中，在承载第一PTCCH的帧FRN12之前的块B2可以设置为空闲，以便保护时隙TN0的帧号12中的PTCCH。如果块8中的PCCCH移动到其它地方，可以对帧FRN38中的PTCCH提供同样的保护。
虽然通过有限数量的实施例公开了本发明，然而本领域的技术人员将懂得，可以对对这些实施例进行大量的修改和改变。后附权利要求书包括在本发明精神和范围内的全部修改和变更。
按照条约第19条的修改
1.一种在包含多个小区段的移动通信系统中进行通信的方法，它包括以下步骤：
在第一小区段中提供第一载波和至少一个另外的载波；
通过所述第一载波和所述至少一个另外的载波传送与分组交换数据业务有关的控制信令和数据；
定义多个时隙；以及
分配所述时隙中的至少一个时隙，其中在该至少一个时隙期间，通过所述第一载波和所述至少一个另外的载波来传送控制信令。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于还包括将时间组指配给所述第一小区段，所述时间组包括所述至少一个时隙。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于还包括使所述小区段中的时隙与所述其它小区段中的时隙同步。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于还包括指配所述第一载波来承载信令，其中所述信令包含用于执行小区段选择的控制信令。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于还包括指配所述至少一个另外的载波来承载控制信令，所述控制信令不包括用于执行小区段选择的控制信令。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于还包括：
将所述第一载波定义为主载波，而将所述至少一个另外的载波定义为次载波；以及
在第二小区段中提供另一个主载波，但不提供另一个次载波。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于还包括在第二小区段中提供第三载波，其中，与所述第一小区段相比，所述第二小区段具有较少数量的一个或多个载波。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于还包括将所述第一小区段标识为高突发小区段。
9.如权利要求7所述的方法，其特征在于还包括在所述第一小区段中提供分层小区结构。
10.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述移动通信系统中的通信是符合增强通用分组无线电业务协议的。
11.如权利要求1所述的方法，其特征在于还包括以下步骤：
将所述第一小区段定义为宏小区段；
定义所述宏小区段中的至少一个微小区段；
将所述第一载波分配给所述宏小区段；以及
将所述至少一个另外的载波分配给所述微小区段。
12.如权利要求1所述的方法，其特征在于还包括：
提供另一组载波来承载与电路交换业务有关的控制信令和数据，所述另一组载波与所述第一载波和所述至少一个另外的载波隔开。
13.如权利要求1所述的方法，其特征在于提供所述第一载波和所述至少一个另外的载波包括提供在所述第一载波和所述至少一个另外的载波之间具有至少一个载波宽度的保护频带。
14.一种在移动通信系统的第一小区段中提供扩充容量的方法，它包括以下步骤：
在所述第一小区段中提供用于承载控制信令的第一载波，其中所述控制信令包括用于执行小区段选择的控制信令；以及
在所述第一小区段中提供用于承载控制信令的第二载波，其中所述控制信令不包括用于执行小区段选择的控制信令。
15.如权利要求14所述的方法，其特征在于所述移动通信系统包含多个小区段，所述方法还包括在另一个小区段提供所述第一载波，但不提供所述第二载波。
16.如权利要求14所述的方法，其特征在于所述移动通信系统具有包含所述第一小区段的多个小区段，所述方法还包括：
将所述第一载波定义为主载波；
将所述第二载波定义为次载波；以及
在第二小区段中提供另一个主载波，但不提供另一个次载波。
17.如权利要求14所述的方法，其特征在于还包括在所述第一和第二载波上传送与分组交换业务有关的控制信令和数据。
18.一种用于移动通信系统的系统，它包括：
接口，它与基站系统进行通信，所述基站系统适合于与一个小区中多个小区扇区的无线通信；以及
控制单元，它将主载波指配给所述小区扇区中的每一个小区扇区，以及将次载波指配给所述小区扇区中的至少一个小区扇区，用于扩充容量；
每个主载波和次载波都承载分组交换业务。
19.如权利要求18所述的系统，其特征在于所述接口与另一个基站系统进行通信，每个基站系统通过所述主和次载波传送帧，每个帧具有多个时隙，其中一个基站系统的所述时隙与另一个基站系统的时隙时间同步。
20.如权利要求18所述的系统，其特征在于所述控制单元不将次载波指配给所述小区扇区中的至少一个小区扇区。
21.如权利要求18所述的系统，其特征在于所述控制单元指配连续频率的主载波，所述控制单元指配频率大于所述主载波最高频率的至少一个次载波，以及所述控制单元指配频率小于所述主载波最低频率的另一个次载波。
22.如权利要求21所述的系统，其特征在于所述控制单元将频率相差至少一个载波宽度的主载波和次载波指配给每个小区扇区，以便降低相邻载波干扰。
23.一种用于包含多个小区段的移动通信系统的系统，它包括：
接口，它适合与所述小区段进行通信；以及
控制单元，它适合在至少一个小区段中提供多个载波，其中连续载波由具有至少一个载波宽度的保护频带隔开，所述控制单元适合将时间组指配给一个小区段，其中所述一个小区段定义了至少一个时隙，在所述至少一个时隙期间，控制信令通过所述多个载波被传送。
24.如权利要求23所述的系统，其特征在于所述控制单元适合在所述一个小区段中建立分层小区结构。
25.如权利要求24所述的系统，其特征在于所述控制单元适合指配所述载波中的至少一个载波来承载用于执行小区段选择的控制信令，并指配所述载波中的至少另一个载波不承载用于执行小区段选择的控制信令。
26.如权利要求25所述的系统，其特征在于所述至少一个小区段在高突发业务量地区中。
27.如权利要求23所述的系统，其特征在于所述控制单元适合通过所述多个载波来传送与分组交换业务有关的信令和数据，其中所述控制单元适合提供与所述多个载波隔开的另一组载波，所述另一组载波承载与电路交换业务有关的信令和数据。
28.一种用于对包含多个小区的移动通信系统扩充控制信道容量的方法，其中每个小区包含多个扇区，所述多个扇区中的第一扇区具有高突发情况，所述方法包括以下步骤：
在具有第一载频的所述第一扇区中，增加第二载频，所述第二载频不用于承载与选择有关的信令，所述第二载频用于承载其它控制信令；以及
使用所述第一载频来承载用于选择的信令。
29.如权利要求28所述的方法，基特征在于还包括在具有所述第一载频和所述第二载频的信道上传送与分组交换业务有关的控制信令和数据。
30.一种计算机程序，它能够在某种控制器中运行以使这样编程的所述控制器执行某种方法，它包括：
提供多个载波来承载分组交换业务；以及
使用所述多个载波在通信系统的小区段中创建分层小区结构，以便对所述小区段增加容量。
31.如权利要求30所述的计算机程序，其特征在于所述方法还包括将至少一个主载波分配给第一层小区段，以及将至少一个次载波分配给第二层小区段。
32.一种移动设备，它能够在包含多个小区段的移动通信系统中进行通信，它包括：
用于通过多个载波进行通信的装置；以及
用于通过至少第一载波接收控制信令以便执行小区段选择的装置，所述接收装置在至少一个另外的载波上接收控制信令，在所述至少一个另外的载波上的所述控制信令不包含执行小区段选择的控制信令。

Claims (26)

1.一种在包含多个小区段的移动通信系统中进行通信的方法，它包括以下步骤：
在第一小区段中提供第一载波和至少一个另外的载波；
定义多个时隙；以及
分配所述时隙中的至少一个时隙，其中在该至少一个时隙期间，通过所述第一载波和所述至少一个另外的载波来传送控制信令。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于还包括将时间组指配给所述第一小区段，其中所述时间组包括所述至少一个时隙。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于还包括使所述小区段中的时隙与所述其它小区段同步。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于还包括指配所述第一载波来承载信令，所述信令包含用于执行小区段选择的控制信令。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于还包括指配所述至少一个另外的载波不承载用于执行小区段选择的控制信令。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于还包括：
将所述第一载波定义为主载波，而将所述至少一个另外的载波定义为次载波；以及
在第二小区段中提供另一个主载波，但不提供另一个次载波。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于还包括在第二小区段中提供第三载波，其中，与所述第一小区段相比，所述第二小区段具有较少数量的一个或多个载波。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于还包括将所述第一小区段标识为高突发小区段。
9.如权利要求7所述的方法，其特征在于还包括在所述第一小区段中提供分层小区结构。
10.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述移动通信系统中的通信是符合增强通用分组无线电业务协议的。
11.如权利要求1所述的方法，其特征在于还包括以下步骤：
将所述第一小区段定义为宏小区段；
定义所述宏小区段中的至少一个微小区段；
将所述第一载波分配给所述宏小区段；以及
将所述至少一个另外的载波分配给所述微小区段。
12.一种在移动通信系统的第一小区段中提供扩充容量的方法，它包括以下步骤：
在所述第一小区段中提供用于承载控制信令的第一载波，其中所述控制信令包括用于执行小区段选择的控制信令；以及
提供用于承载信令的第二载波，其中所述信令不包括用于执行小区段选择的控制信令。
13.如权利要求12所述的方法，其特征在于所述移动通信系统包含多个小区段，所述方法还包括在另一个小区段提供所述第一载波，但不提供所述第二载波。
14.如权利要求12所述的方法，其特征在于所述移动通信系统具有包含所述第一小区段的多个小区段，所述方法还包括：
将所述第一载波定义为主载波；
将所述第二载波定义为次载波；以及
在第二小区段中提供另一个主载波，但不提供另一个次载波。
15.一种用于包含第一无线链路的移动通信系统的系统，它包括：
接口，它通过所述第一无线链路传送信号，所述接口适合发送和接收第一载波和第二载波；以及
控制单元，它适合通过所述第一载波传送用于执行小区选择的控制信令，以及通过所述第二载波传送信令，所述第二载体上的所述信令不包括用于执行小区选择的控制信令。
16.如权利要求15所述的系统，其特征在于所述第一无线链路承载基于分组的业务。
17.如权利要求16所述的系统，其特征在于还包括第二接口，它通过包含另外的载波的电路交换链路传送信号。
18.一种用于包含多个小区段的移动通信系统的系统，它包括：
接口，它适合与所述小区段进行通信；以及
控制单元，它适合在至少一个小区段中提供多个载波，所述控制单元将时间组指配给所述一个小区段，其中所述一个小区段定义了至少一个时隙，在所述至少一个时隙期间，控制信令通过所述多个载波被传送。
19.如权利要求18所述的系统，其特征在于所述控制单元适合在所述一个小区段中建立分层小区结构。
20.如权利要求18所述的系统，其特征在于所述控制单元适合指配所述载波中的至少一个载波来承载用于执行小区段选择的控制信令，并指配所述载波中的至少另一个载波不承载用于执行小区段选择的控制信令。
21.如权利要求20所述的系统，其特征在于所述至少一个小区段在高突发业务量地区中。
22.一种用于对移动通信系统扩充控制信道容量的方法，所述移动通信系统包含多个小区，其中每个小区包含多个扇区，所述多个扇区中的第一扇区具有高突发情况，所述方法包括：
在具有第一载频的所述第一扇区中，增加不用于选择的第二载频；以及
使用用于选择的所述第一载频。
23.一种计算机程序，它能够在某种控制器中运行以使这样编程的所述控制器执行某种方法，它包括：
提供多个载波来承载与基于分组的业务有关的业务；以及
使用所述多个载波在通信系统的小区段中创建分层小区结构，以便对所述小区段增加容量。
24.如权利要求23所述的计算机程序，其特征在于所述方法还包括将至少一个主载波分配给第一层小区段，以及将至少一个次载波分配给第二层小区段。
25.一种计算机程序产品，它包括计算机可读媒体，其中具有计算机程序代码装置(means)，以使所述计算机执行某种方法，它包括：
在移动通信系统的第一小区段中提供多个载波；
定义多个时隙；以及
分配所述时隙中的至少一个时隙，其中在该至少一个时隙期间，控制信令通过所述载波被传送。
26.一种移动设备，它能够在包含多个小区段的移动通信系统中进行通信，它包括：
用于通过多个载波进行通信的装置；以及
用于通过至少第一载波接收控制信令以便执行小区段选择的装置，所述接收装置在至少另一个载波上不接收执行小区段选择的控制信号。
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