CN1391770A - 无线宽带基站中载波频率的动态分配 - Google Patents

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Abstract

一分区无线宽带基站，具有两个或多个分配的绝对RF信道号(ARFCN)，用于域蜂窝通信网络中的移动用户进行通信。该系统包括一中央处理单元，用于专有地分配一个或多个ARFCN到每个分区，每个分区为在由BBS提供服务的一个或多个通信小区的用户呼叫提供通信链路。且该系统还包括编程和硬件，当在任一该分区的用户呼叫数达到超过该ARFCN的容量的预定界限时，用于专有地为该小区分配一个附加的ARFCN。

Description

无线宽带基站中载波频率的动态分配
本发明涉及无线通信设备，更具体地，涉及对用于蜂窝通信的无线基站的改进。
传统无线蜂窝通信系统的普遍结构是通过在一地域范围内布置一个或多个基地收发站来形成一个或多个限定的小区。小区典型地为一六边形区域，其中放置有一收发机，使得在蜂窝系统和位于该小区所限定的地域范围内的多个移动台之间建立无线通信链路。目前已有多种用于蜂窝电话通信的标准。例如，美国的公共蜂窝系统使用先进移动电话服务(AMPS)标准。其它公共系统还包括北美移动电话系统(NMT)、全址通信系统(TACS)、移动通信全球系统(GSM)、IS-136 TDMA及IS-95 CDMA系统。
上述各种系统都使用与该特定系统(BBS)构成，该BBS又包括基站控制器(BSC)和几个基地收发站(BTS)，每个BTS都提供至少一个具有一个或多个射频(RF)信道的无线小区，用于与移动用户进行通信。BSC用于控制一区域内的每个BTS单元。该控制过程涉及几个功能，包括在该BSC控制范围内分配和选择发射每一呼叫的RF信道及控制从一个BTS到另一BTS的呼叫切换。当移动用户要求发出呼叫时，移动台就试图与本地BTS进行联系。该两者一建立通信，就进行时间同步，以允许进行时分多址(TDMA)通信。随后，由BSC向移动用户分配一个专用的双向信号信道。
最后，BSC还会建立一交换路由将移动用户连接到移动交换中心(MSC)上。MSC提供自BSC到公用交换电话网(PTSN)，结果也就是由该BSC控制的所有BTS到公用交换电话网的通信链路，并进行所有必要的信号和呼叫的到其它网络的路由选择以支持移动通信。该设备允许移动用户从一个小区移动到另一个小区且仍保持通信。该设备还有一个独特的优点在于它允许在不同小区内载波频率的重用。
GSM系统被设计为工作在900MHz和1800MHz频段，在北美洲还有1900MHz的PCS频段。GSM基本上为一全数字服务系统。根据所采用TDMA技术，GSM系统中的每个RF信道提供8个数字时隙。每个RF信道与相邻信道隔开200KHz。由TDMA技术所支持的这8个时隙允许不止一个用户来共用每个RF信道。利用TDMA，先将每个用户的话音通信转化为一数字信号，并将该数字信号分配在一分配的RF信道的一个时隙中，然后发射该信号。在GSM系统中，TDMA要求所有使用单一RF信道的用户信号在适当的时间到达BTS。一定要避免来自不同移动台的信号的重叠，并由适当信号传输定时来确保这些信号不重叠。
传统蜂窝通信系统中所使用的BTS设备通常对分配给该BTS的每个单一RF信道指定特定的RF和信号处理设备。这种指定多半归因于这样一个事实，即传统上所构建的每个BTS仅能为在服务提供商可用的整个频谱内的一有限数目的预定频道提供通信的能力。不管怎样，在传统技术中，每个BTS都是在其初始化或建立期间被分配一组RF信道，以通过这些信道与用户通信。通常要对这些分配的RF信道进行仔细挑选，以使小区间的潜在干扰为最小。
在一特定的BTS内，可使用单个全向天线接收来自所有移动用户的信号和向所有移动用户发射信号。然而，更常见的一种方法是在该BTS处使用多个定向天线将一个小区分为多个分区(sectors)，有效地将一个小区转变为多个小区。通常在BTS单元中提供有专用硬件以处理每个分区的通信。使用该分区方法时，由于该BTS处理的多个分区如果在同一频率上运行则会引起干扰，所以须将分配给特定BTS的RF信道进一步地分配到每个分区。每个BTS都提供有DSP单元以支持被分配了该DSP单元的该特定BTS所处理的通信。这些系统中的DSP单元通常预构建为仅在分配给该BTS一特定区的特定RF信道上运行。
于是，DSP单元通常不能在一特定BTS的不同分区之间进行互换，因此也就无法在不同的分区分配这些DSP单元。在业务繁忙的小区内，这一限制会造成系统资源的不良分配。
尤其是，在无线基站中使用分区化会涉及到中继效率(trunkingefficiency)的问题。通常，向一分区分配一固定个数的RF载波，而该BTS通过一公共接口把业务集中到PSTN。在多数情况下，一个分区内的业务需要可能会不时地超过该分区的RF和处理资源，而在另一小区有资源剩余。然而，因为在传统BTS系统中，分配给一分区的RF信道的个数是固定的，因此致使这些资源被堵塞而无法使用，降低了基站的中继效率。
全向BTS，即那些不经分区的BTS，不会遭遇信道堵塞。例如，两载波全向基站的厄兰话务量与使用三个载波(每分区一个)的分区基站的厄兰话务量大致相同。就这一点，可以很清楚地知道分区系统需要更多资源。然而，由于全向基站的天线增益较低，因此其无法象分区系统那样提供高的覆盖范围。全向系统的另一个问题在于它不能利用较高的频率重用方案，由此降低了整个系统的容量。
一些公司，例如象佛罗里达墨尔本的AirNet通信公司不使用上述的BTS，而使用宽带基站(BBS)。这些系统在申请号为5,535,240和5,940,834的美国专利中进行了公开。在这种BBS中，使用宽带收发机收发由多个频道信号组成的单一合成RF波形，而不象在BTS中使用多个窄带收发机收发来自单个频道的信号。通过使用宽带收发机替换BTS的窄带收发机，该结构降低了要求用于处理一给定数目频道的收发机个数。然而，单独这一点还不能解决与BTS有关的中继问题。因为伺服一特定收发机，由此也就是伺服一特定分区的专有处理资源，因此传统BBS仅能处理一定个数的呼叫，所以其结构和配置仍然具有中继效率受限制的缺陷。
在BBS系统中，一个收发机支持每个分区的多个载波，即，每个RF信道没有唯一属于自己的收发机和处理硬件。由此在每个分区所支持的RF信道数就不受RF收发机设备的约束。相应地，可以动态地重新配置RF载波以满足对BBS的多个分区中的业务模式的改变。例如，面向主车道的分区的业务在早、晚期间会比较繁忙，而朝向居民区的分区的业务在除早晚的白天期间会更忙一些。结合分区BBS中宽带收发机系统的动态RF载波分配克服了传统分区BBS的阻塞和效率低的问题，在传统分区BBS中，当BBS中一个分区的业务需求超过其RF和处理资源，而该BBS中另一分区的资源没有被充分利用时，就会产生这种阻塞和低效率的问题。除了克服阻塞问题外，本发明的RF载波的动态分配还保留了通常与小区分区化相联系的较高覆盖范围和较高频率重用的优点。
通过在用于蜂窝通信网络的无线多信道宽带基站中动态分布信号处理资源的主题方法，来实现本发明的这些和其它的目的。该方法包括以下步骤：将一个或多个ARFCN专门地分配给两个或多个分区的每一个，每个分区为在由BBS伺服的一个或多个通信小区内的用户呼叫提供通信连接。当在任一小区的用户呼叫达到一超过该一个或多个ARFCN的容量的界限时，就向该小区另配一个附加的ARFCN。根据本发明的另一方面，该方法可包括当在任一分区的用户呼叫低于预定界限时，从该分区解分配一个或多个该ARFCN的步骤。
多于每个ARFCN，系统分配BBS的数字信号处理资源以专门处理在分配给每一分区的ARFCN上所接收的用户呼叫。根据本发明的另一方面，分配给ARFCN的每个数字信号处理器包括一RF处理器(RFP)和一数字速率转换器(digital rate converter)(RC)，所述RFP具有两个或多个信道处理器，所述RC用于转换与任一ARFCN相应的单个基带信号的采样速率。
根据本发明的另一方面，每个数字信号处理器为一信道处理器，用于处理在单个ARFCN中所包含的任一业务信道，每一业务信道对应于一用户呼叫信道或一控制信道。在这一实施例中，本发明可包括在一个时分复用通信总线上多路复用每个业务信道并在每个CP中仅有选择地处理被分配了该CP的业务信道的步骤。
根据本发明的另一方面，包括在蜂窝通信网络中，具有两个或多个分配绝对RF信道数用于与移动用户进行通信的分区无线宽带基站(BBS)。该系统包括用于专门将一个或多个ARFCN分配给每个分区的中央处理单元，每个分区为在由BBS伺服的一个或多个通信小区内的用户呼叫提供通信连接。而且，该系统包括用于在任一这种分区的用户呼叫数达到超过该ARFCN容量的界限时，专门向该分区分配一附加的ARFCN的程序设计和硬件。
在附图中示出了本发明目前最佳的实施例，然而应当理解，本发明并不限于所示的这些明确的装置和方法。
图1为宽带基站(BBS)的方框图。
图2为具有远程基站的分区BBS系统的图。
图3为BBS内的数字信号处理(DSP)模块的方框图。
图4为DSP模块内的RFP模块的方框图。
图5为初始化BBS内DSP模块的动态分配的方法的流程图。
图6为在BBS内将RFP资源分配给在一给定分区内发起的新的呼叫的方法的流程图。
图7为当给定呼叫终止时，在BBS内解分配资源的方法的流程图。
图8为用于当切换呼叫时，在BBS内分配资源的过程的流程图。
图9为合并BBS内RFP资源的流程图。
图10为允许分配单一RF信道处理器的另一DSP结构的方框图。
图11为在BBS内用于处理呼叫的单个CP分配的初始化流程图。
图12为在BBS内用于分配处理呼叫的单个CP的流程图。
图13为当呼叫终止时，在BBS内解分配单个CP的流程图。
参考图1，其示出根据本发明用于增加基站所处理的呼叫个数的装置的方框图。宽带基站(BBS)18与基站控制器(BSC)44进行通信。BSC44通过接口与多个BBS18连接，用于将业务集中到移动交换中心(MSC)48。BSC44在呼叫有效和呼叫终止时，及在移动单元从一个BBS18的覆盖范围或小区移动到另一BBS18的覆盖范围或小区时，完成与移动单元有关的移动管理和网络接口管理。
如图2所示，BBS18可支持多个分区14，其每一个又可支持一个或多个小区16。对于由BBS18所分成的多个分区的每一个，BBS18都会包括分区模块20a-20n。这些分区模块20a-20n每个都具有两个一套的天线22a-22n，滤波器/双工器24a-24n，多载波功率放大器26a-26n，宽带收发机28a-28n及分路器/合路器30a-30n。
分区模块20a-20n内的滤波器/双工器24a-24n用来滤波用于每一分区的有关波段(band of interest)。例如，美国PCS波段分为定义为从A波段到F波段的六个子波段。例如，BBS18的分区将使用滤波器/双工器24a-24n来接收一特定的有关波段，如美国PCS波段的C波段，而滤去所有其它的波段。每个滤波器/双工器24a-24n最好还将分集接收输入和发射输出组合，使得能够使用单个天线22a-22n来接收和发射BBS18的每个分区的RF信号。
多载波功率放大器(MCPA)26a-26n将发自分区模块20a-20n的发射信号放大并提供给在其各自分区内的移动单元或中继器。在由分区模块20a-20n对该多个信号进行组合用于发射到该分区内的多个移动单元或中继器后，使用MCPA 26a-26n来放大该信号。
宽带收发机28a-28n能够提供部分RF频谱在分区模块20a-20n的一给定的有关波段和中频(IF)之间的上变换和下变换。本发明中，收发机28a-28n的带宽最好为5MHz。收发机28a-28n最好能调节到蜂窝通信网络的工作频段中的任一相邻的5MHz频谱，如美国PCS频段的所有六个子波段。本发明中，宽带收发机28a-28n最好包括两个5MHz接收机和一个5MHz发射机。每个接收机用于两个分集接收(diversity reception)路径中的一个。然而，应注意本发明并不要求分集接收，因此可使用单个接收机。
分路器/合路器30a-30n通过接口与宽带收发机28a-28n连接将发送给后者的宽带IF信号组合为单一RF信道或对来自后者的宽带IF信号的单一RF信道进行分路。在接收路径上，分路器端口接收来自宽带收发机28a-28n的宽带IF信号，并对包含在该宽带IF信号中的射频信号(radio signal)去多路复用，分成多个各自单独的基带射频信号。最好在分路器端口具有两个同样的接收路径，以用于上述的分集处理。在发射路径上，合路器端口接收单个的基带射频信号并对这些信号进行频率复用，以将它们组合为一个宽带中频信号，然后由宽带收发机28a-28n来发射该宽带中频信号。在本发明中，分路器/合路器30a-30n也可被称为多路复用转换器或XMUX。
宽带收发机28a-28n最好在模拟域内执行其功能，而分路器/合路器30a-30n最好在数字域内执行其功能。当然，本专业技术人员会认识到本发明对此并无限制。
为将由分路器/合路器30a-30n的分路器端口接收的宽带IF信号从模拟信号转换为数字信号，必须使用模数转换器(ADC)。而且，为将由收发机28a-28n接收的宽带IF信号从数字信号转换为模拟信号，必须使用数模转换器(DAC)。该ADC和DAC可置于收发机28a-28n中，或位于收发机28a-28n和分路器/合路器30a-30n之间。本发明中，ADC和DAC最好位于被称作宽带转换器模块(BCM)(未示出)的独立模块上，该BCM置于收发机28a-28n和分路器/合路器30a-30n之间。
网络接口模块42在BBS18和BSC44之间进行业务及控制数据的传输。例如，BSC44协调BBS中空闲RF信道到呼叫的分配，分配BBS18和MSC48之间的呼叫传输链路，切断BBS18和其它基站间的呼叫，并监视BBS18的状态。本发明中，最好用T1或E1模块来实现该传输。当然，也可用任何其它适用的传输结构提供该功能。
CPU38最好为一能够向BBS18提供一般配置、监控或控制功能的可编程的微处理器。CPU38还包括对DSP资源的控制分配，以下将对此进行详细描述。最后，CPU38还涉及BBS18的呼叫处理功能，包括初始化和终止呼叫，切换处理和对资源的分配。
GPS模块46为TDMA协议提供定时基准，即，在例如GSM和IS-136系统中的RF载波时隙。GSP模块46还提供用于实现宽带收发机28a-28n的本振的频率基准。
TDM(A)总线32为一时分多路复用接口，用于在多个DSP模块40a-40n和分路器/合路器30a-30n之间传输经采样的调制基带射频信号。然而，本发明中可使用任一标准的设备接口作为TDM(A)总线32，只要该接口能够象本发明所要求的那样传输经调制的基带射频信号。在本发明的一个最佳实施例中，TDM(A)总线32为一自定义设计的用于执行该功能的接口。
TDM(B)总线36最好也为一时分多路复用接口，用于在多个DSP模块40a-40n和网络接口模块42之间传输经解调的业务。然而，本发明中也可使用任一标准的设备接口作为TDM(B)总线36，只要该接口能够象本发明所要求的那样传输经解调的基带射频信号。本发明中，最好基于信号计算系统结构(SCSA)来设计该网络接口42，SCSA为用于计算机电话学的工业标准。
控制总线34用于通过CPU模块38对BBS18的各模块进行配置、控制和监视。它还用于通过网络接口模块42在CPU38和BBS18的BSC44之间传递控制信息。本发明中，任一标准的设备接口都可用作控制总线34，只要该接口能按要求传输控制信息。本发明中，最好将控制总线34设计为达到VEM标准。
DSP模块40a-40n具有多个数字信号处理器，用于通过调制或解调来处理基带射频信道。参考图3，其示出了DSP模块40a-40n的结构的一个最佳实施例。DSP模块40a-40n包括：TDM(A)总线接口50，控制接口52，TDM(B)总线接口54，用于配置、控制及监视DSP模块40a-40n的主处理器56，及用于处理射频和业务信号的RF处理(RFP)电路58a-58n。本发明中，DSP模块40a-40n的主处理器56最好用单个控制器来实现。
参考图4，其示出了RF处理(RFP)电路58a-58n的结构的一个最佳实施例。每个RF处理电路58a-58n由许多元件组成。这些元件包括：速率转换处理器(RCP)60，其对由分路器/合路器30a-30n传输来的调制基带数据进行速率转换，使其速率转换为与调制数据流的比特率匹配的速率。例如，对于GSM信号，分路器/合路器30a-30n可以320,000次采样/每秒的采样率对射频载波进行采样。然而，GSM比特流的数据速率大约为270.833kbit/s。RCP60可对任何调制的基带数据重新采样使其速率达到任一期望的比特率。例如，RCP会对发自分路器/合路器30a-30n的信号重新采样以获得每个采样信号具有一个同步位。
每一RFP58a-58n还包含一个或多个信道处理器62a-62n，用于执行信号处理功能。由此，每一RFP58a-58n的RCP60的另一重要功能为，在RF信道的时隙中，多路复用发送至CP 62a-62n的数据及去多路复用发自CP 62a-62n的数据。发送至或发自CP 62a-62n的信道的每个时隙都包含用于单一呼叫的业务或控制信息。
CP 62a-62n分别处理自分路器/合路器30a-30n接收的经RF信道的时隙传送的业务。由CP 62a-62n进行的处理包括：例如，除去任何置于业务信号中的纠错或加密算法以使其在传输期间更稳健，以及解调业务信号使得可将其发送到，例如PSTN。而且，CP 62a-62n还对例如，从PSTN接收的信号进行解调，并对业务信号增加纠错和加密算法，以确保在将信号从BBS18的天线22a-22n发射至移动台时，该信号的稳健性。
本发明中，最好由单独的CP 62a-62n来处理每一时隙，且由RCP60将RF信道分成这些单独的时隙以用于这一处理。然而，在本发明将来的实施中，如果有更高速的处理器可以使用，则可用单个CP 62a-62n来进行多时隙处理。
在如图1所示的BBS18的结构中，由BBS18分成的每个分区最好具有自己的分区模块20a-20n。而BBS18的各分区共享BBS18的其它模块的处理资源，其中如CPU模块38、DSP模块40a-40n、网络接口42及GPS模块46。随便哪个分区需要时，都会调用这些模块来处理呼叫及执行其它的功能。而且，每个分区可进一步被分为一个或多个小区。这些模块的资源可被分配来处理这些小区中的任一小区内的呼叫。
而且，本发明中，BBS18最好是软件可编程的。当BBS18为软件可编程时，本发明无需对主要的硬件进行修改就可用于多种系统结构，其中如GSM、IS-136或CDMA。例如，如果BBS18起初是用于GSM系统，期望对BBS18进行修改以用于支持IS-136空中接口协议，则只需要对分区模块20a-20n所使用的软件进行重新编程，以处理IS-136协议带宽较窄的载波。此外，对DSP模块40a-40n所使用的软件进行与IS-136协议而不是GSM协议有关的调制和解调的编程。或者，如果要将BBS18修改为用于CDMA协议，如宽带CDMA(WCDMA)协议，则需要对分区模块20a-20n的硬件进行修改，由CDMA扩频器/解扩器模块来替换其中的分路器/合路器30a-30n。而在这一修改中，多半不必对BBS18的宽带收发机28a-28n或DSP模块40a-40n的硬件进行修改。
在常规的DSP资源的实现中，预先配置和分配RFP58a-58n以支持用于一分区内的特定小区的特定RF载波。在常规系统中，这一分配是固定的，RFP58a-58n只是专用于处理在为该特定小区配置的RF载频上的呼叫，而不管在该RF载波或小区上是否有有效业务。例如，如果一基站被分为两个分区，每个分区包含一单个小区，且每个分区分配有足够的RFP58a-58n，可用于处理七个呼叫，则在任一给定的时刻，没有哪个分区能够处理的呼叫多于七个，即使其它分区在此时一个呼叫都没有处理。这将造成在任一给定的时刻，DSP模块中都有许多资源未被使用，这是极其没有效率的。
本发明中，动态分配和解分配驻留于BBS18中的RFP58a-58n。该动态分配和解分配允许BBS18在包含较少RFP58a-58n的情况下，仍然能够有效地提供与常规基站配置所提供的业务量相同的业务量。而且，如果向BBS18提供与常规基站中所具有的相同个数的RFP58a-58n，则BBS18能够提供比常规基站配置允许的业务量更高的业务量。本发明中，该动态分配和解分配可用于任何系统协议，其中如GSM、IS-136或CDMA协议。
参考图5-9，其示出根据本发明，用于增加由BBS18处理的业务量的方法。
图5示出在BBS18内，用于动态分配RFP模块58a-58n的初始化过程。首先，在步骤100，须确定BBS18可用的资源，或者说可用的RFP58a-58n的个数。
在步骤102，如果应用了本发明的系统要求在分配给每个小区的一些或者所有RF信道，或绝对射频信道数(ARFCN)中，使用控制信道，则须将BBS18中的一个RFP58a-58n固定给要求控制信道的每一个ARFCN。然而，如果本发明不需要在ARFCN中或分配有ARFCN的小区中使用控制信道，则不需要这一步骤。如果在步骤102中将一RFP58a-58n分配给ARFCN，则该被分配的RFP58a-58n中的一个CP62a-62n将被用于处理ARFCN的控制信道。然后，当该小区内建立新的呼叫时，将所分配的RFP58a-58n的其余的CP62a-62n分配来处理ARFCN中的这些业务。
在步骤104，须确定是否有足够的RFP58a-58n用于分配给每个具有控制信道的ARFCN，如果没有，则在步骤106通知操作员未能向BBS18提供足够的资源来支持对其所定义的配置，且该过程终止。如果有足够的资源，则在步骤108中通过从在步骤100中确定的RFP58a-58n的总数中减去所分配的用于控制信道的RFP58a-58n的个数来确定剩余未分配的RFP58a-58n的个数。
在步骤110，对每小区可用的CP62a-62n进行计数。该计数包括确定每小区整个可用的CP62a-62n的个数，及在任一给定时刻在该小区的有效呼叫的个数。在BBS初始化时，该计数为对分配给该小区的ARFCN的业务的CP62a-62n的计数，例如，如果所配置的BBS18用于GSM系统中，则分配给该小区的ARFCN要求控制信道，并由CP62a-62n来进一步处理这一控制信道。由于在GSM系统中的RFP58a-58n包括8个CP62a-62n，因此还可有7个分配给ARFCN的CP62a-62n用于处理业务。于是，可用于该小区的个数为7个，或者说为分配给该小区的ARFCN的个数的7倍。在步骤112，如下所述，有效呼叫计数被设为0。这两个变量——可用的CP62a-62n总数及有效呼叫的个数被用来检测RFP58a-58n的划分使用(fragmentation)，以用于在一给定时刻合并(consolidate)最少个数RFP58a-58n的呼叫处理。
图6示出本发明的将新的呼叫分配给RFP58a-58n的方法。在步骤120，BBS18接收新的呼叫，该新的呼叫可能是在该BBS18的小区发起的，也可能由另一基站的小区切换而来。在步骤122，确定在分配给该小区的RFP58a-58n中是否有CP62a-62n可用于处理在该小区接收到的呼叫。如果有可用的CP62a-62n，则在步骤130，将该呼叫分配给该cp62a-62n来进行处理。在步骤130中，还将步骤112所述的小区内有效的呼叫计数加1。
在步骤122，如果在分配给小区的现有的RFP58a-58n中没有CP62a-62n可用于处理在该小区接收到的呼叫，则在步骤124中，确定是否有未分配的RFP58a-58n可用于分配给该小区以使CP62a-62n可处理该呼叫。如果有可用的未经分配的RFP58a-58n(即，未经分配的RFP计数不等于0)，则在步骤128将可用的RFP58a-58n分配给该小区以进行呼叫处理，在步骤128，还将步骤108中所述的未经分配的RFP58a-58n的计数减1及将步骤110中所述的小区中可用的CP62a-62n的计数增加RFP58a-58n中所具有的CP62a-62n的个数。例如，在GSM系统中，在RFP58a-58n中可能包含8个CP62a-62n，以便为每个TDMA时隙提供一个CP62a-62n，在这种情况下，当向该小区分配附加的RFP58a-58n用于处理呼叫时，可用的CP62a-62n的个数就会增加8个。本发明中，如果使用其它的系统结构，则该增加的值可能不同。
如果没有未分配的RFP58a-58n，且所有分配给该小区的RFP58a-58n的CP62a-62n都在使用中，则在步骤126中，BBS18必须拒绝该呼叫。可按照当前所使用的多种惯例来进行BBS18对呼叫的拒绝处理。如果该新的呼叫是从另一基站切换到该BBS18的小区的呼叫，则可通知该BBS18的移动处理管理功能尝试将该呼叫分配给下一最好的小区。如果该新的呼叫是在该小区内发起的，且BBS18支持定向的切换功能，则会对该呼叫进行导向，使其尝试登录另一个小区。如果无法使用导向切换功能，则该呼叫就会断掉且在CPU38或BSC44中，将与掉话有关的测量计数增加1个适当的原因代码。该测量提供一种方法，使系统操作员能够知道由于没有可用的资源而拒绝呼叫的频率，并能提醒操作员对BBS18供应附加的处理硬件，如附加的DSP模块40a-40n。
图7示出在本发明中，用于终止一给定小区的呼叫的方法。在给定小区内呼叫的终止可能是由于呼叫者挂断电话或由于某种原因而掉话，比如移动台移出任何小区的覆盖范围，从而不可能从该BBS18切换到另一基站。首先，BBS18在步骤132接收呼叫终止的通知。在步骤134，确定该呼叫是否是由相关RFP58a-58n的CP62a-62n所处理的最后的呼叫。
如果该呼叫是由该RFP58a-58n所处理的最后的呼叫，则在步骤136确定是否将该RFP58a-58n分配给了特定的ARFCN以向该ARFCN提供控制信道处理器。如果该RFP未固定给该ARFCN，则在步骤138，从该小区解分配该未分配的RFP58a-58n，且在步骤138，将步骤108所述的未分配的RFP58a-58n的计数加1。在步骤140，将步骤110中所述的该小区可用的CP62a-62n的计数减小。
图8示出在BBS18的小区中发起呼叫切换或将一小区处理的呼叫转移到另一小区处理的情况。在步骤146中，确定BBS18是否试图将该呼叫切换到该BBS18内的一小区或另一基站的小区。在步骤148，如果试图切换到另一基站，则BBS18须确定目标基站的目标小区是否接受该呼叫。在步骤150，如果目标小区接受该呼叫，则BBS18执行如图7所示的终止过程。
如果BBS18试图将呼叫切换到BBS18的一小区，则在步骤152中确定分配给BBS18中的该目标小区的RFP58a-58n是否有空闲的CP62a-62n来处理该切换呼叫。
在步骤154中，分配给该目标小区的空闲CP62a-62n被分配给该切换呼叫。在步骤156中，每接收一次切换呼叫，就将步骤112中的该小区的有效业务量的计数加1。在步骤158中，BBS在切换后执行如图7所示的呼叫终止过程。
在步骤160，确定在BBS18中是否有未分配的RFP58a-58n可用于分配给目标小区。如果在BBS18中有未分配的RFP58a-58n，则在步骤162中，将该未分配的RFP58a-58n分配给该目标小区。而且，在步骤162中，将步骤108中所述的未分配的RFP58a-58n的计数减1。在步骤164中，增加由该小区可用的CP62a-62n的个数。在步骤166中，目标小区每接收一个要处理的呼叫，就将步骤112中所述的小区内的有效业务量的计数加1。
如果在BBS18中没有可用的未分配的RFP58a-58n，则须确定在BBS18的源小区中由RFP58a-58n处理的呼叫是否是在该RFP58a-58n上处理的最后一个呼叫。在步骤170，BBS18将该RFP58a-58n从源小区重新分配到目标小区，且该RFP58a-58n将处理目标小区的切换呼叫。在步骤172，增加步骤110中所述的可由目标小区使用的CP62a-62n的计数。在步骤174中，该目标小区每接收一个要处理的呼叫，就将如步骤112中所述的在目标小区中的有效业务量的计数加1。在步骤176中，减小如步骤110中所述的源小区可用的CP62a-62n的计数。在步骤178中，每从源小区传输一个呼叫，就将如步骤112中所述的源小区中的有效业务量的计数减1。
如果寻求从源小区切换到目标小区的呼叫不是源小区中RFP58a-58n处理的最后一个呼叫，且在BBS18中没有未分配的RFP58a-58n，则在步骤180，BBS18就不能将呼叫从源小区切换到目标小区。
有可能在任一给定时刻，CPU38会将多于必要个数的RFP58a-58n分配给一小区。可以通过将呼叫合并为由更少的RFP58a-58n处理来减少这些已分配的RFP58a-58n。例如，BBS18会接收到8个呼叫，且这8个呼叫成为一给定小区内的有效业务。在GSM系统结构中，(假定每个RFP58a-58n可使用8个CP62a-62n)，会将8个中的7个分配给固定给该小区内ARFCN的RFP58a-58n的CP62a-62n，同时还需要由BBS18将未分配的RFP58a-58n分配给该小区以提供用于处理第8个呼叫的附加的CP62a-62n。在由该两个RFP58a-58n处理这些呼叫的某一时刻，在该被分配的RFP58a-58n上的某个呼叫可能会终止。由此剩下6个CP62a-62n处理呼叫，而有一个留置未用。如果能将由在分配的RFP中的CP62a-62n处理的呼叫转移到固定的RFP中未使用的CP62a-62n，则可从该小区中解分配该分配的RFP58a-58n，并可由BBS18将其分配给另一小区。由此，这种合并将会使BBS18中的DSP模块40a-40n的效率为最大。
图9示出用于将最大个数的呼叫合并到最小个数的RFP58a-58n上的过程。可在任一时刻调用该例程，其中如，以一预定的时间间隔、在任何呼叫终止的时刻或在任何切换呼叫的时刻调用。在步骤182，确定分配给一给定小区的未使用的CP62a-62n的个数是否超过由RFP58a-58n所支持的CP62a-62n的个数。如果是，则可以在给定小区内合并由该CP62a-62n处理的呼叫，以允许在该小区上的一个RFP58a-58n被解分配。在步骤184，确定分配给小区的哪个RFP58a-58n正在处理的呼叫最少。在步骤186，确定在固定的RFP58a-58n上是否有CP62a-62n可用于该小区。如果在固定的RFP58a-58n上具有可用的CP62a-62n，则在步骤188，将呼叫分配给该固定的RFP58a-58n的一个空闲的CP62a-62n。如果在固定的RFP58a-58n上没有可用的空闲的CP62a-62n，则在步骤190为进行合并，选择另一分配的RFP58a-58n来接收呼叫。在步骤192，确定在具有最少呼叫的RFP58a-58n上是否还有其它有效呼叫。如果是，则在步骤196，重复合并过程。如果在该RFP上没有其它的有效呼叫，则在步骤196，从该小区解分配该RFP58a-58n。在步骤194，还将如步骤108中所述的未分配的RFP的计数增加。执行图9所示的整个方法，直到该小区内不再有任何呼叫能够被重新分配，这种重新分配方式会使得该小区内的RFP58a-58n解分配。
除了图1-9所公开的本发明的实施例外，也可使用用于增加可由有限个数处理资源处理的呼叫量的另一可选择的实施例。图1-9公开的实施例的缺点在于，在该实施例中，当RFP58a-58n被分配给一给定小区时，多个CP62a-62n可能会留置不用。例如，如果RFP58a-58n具有8个CP62a-62n，则用于该小区的固定的RFP58a-58n在任一时刻仅能处理7个呼叫(一个CP62a-62n被分配为控制信道)。于是，要向该小区分配附加的RFP58a-58n以处理该固定的RFP所无法处理的附加的呼叫。
上述讨论说明了用于在传统BBS18结构中，动态分配DSP模块40a-40n资源的发明。可使用如图1-4所示的可替换的结构以更有效地利用一给定DSP模块40a-40n的CP62a-62n。这一可替换结构进一步降低了需要用来获得BBS18的给定业务处理量的硬件处理资源，如CP62a-62n的个数。
图3和图4说明了传统BBS18结构中的DSP模块40a-40n，其中的RFP60与CP62a-62n相连接。这些图中，RCP60和CP62a-62n集成为RFP58a-58n的一部分。在常规系统中，当使用RCP60和CP62a-62n的组合作为RFP58a-58n的一部分时，在给定RFP58a-58n中的CP62a-62n在实践中仅能用于处理单一ARFCN上的业务。于是，如果在一给定ARFCN的8个时隙中没有传输足够的呼叫，则分配给该ARFCN的RFP58a-58n可能有留置未用的CP62a-62n.。如果在RFP中除去CP62a-62n与RFP60的连接，则可更有效地利用CP62a-62n来处理BBS18中的业务，因为不会要求所有的CP62a-62n都来处理在同一ARFCN上传输的呼叫，因此可提高CP62a-62n的效率。
而且，在图1-4所示的常规BBS18结构中，在TDM(A)总线32上传输整个ARFCN，包括未携带有效呼叫的时隙。如果从RFP58a-58n中除去了RCP60的功能，则可重新配置BBS18的结构，使得仅携带有效呼叫的ARFCN的时隙被传输到DSP模块40a-40n。例如，图1所示的GSM系统结构中，可将RCP60移入分路器/合路器30a-30n中。这一RCP60的重新定位将更有效地利用TDM(A)总线32和CP62a-62n，因为，它仅允许经TDM(A)总线32向CP62a-62n传输来自分区模块20a-20n的有效呼叫。而且，使用TDM(A)总线32的寻址能力，可允许任一业务信道的数据有选择地被导向到任一可用的CP62a-62n。
参考图10，其示出根据本发明的用于执行GSM系统结构中的基地收发站中的数字信号处理的另一可选择的结构。在图10中如图4所示，已将RCP60从DSP模块40a-40n移到分路器/合路器30a-30n中。图10示出与图4所示的数字信号处理器相似的另一可替换的数字信号处理器。由BBS18处理的业务和控制数据直接在TDM(A)总线32和BBS18中的CP62a-62n之间进行传输。一般来说，这些CP62a-62n中的每一个处理一个在ARFCN或ARFCN的一个控制信道传输的呼叫。然而，在具有高速数字信号处理器的今天，图10所示的CP62a-62n不久就能处理沿多个TDMA时隙传输的信息。使用图10所示的结构，可简化BBS18中CP62a-62n的分配。CP62a-62n在逻辑上被分开使得不需要给定RFP58a-58n的所有的CP62a-62n被成组的分配。因此，使用这一可替换的结构，任一CP62a-62n都不限于处理一特定ARFCN上的业务或呼叫。同样地，也简化了如图5-9所示的用于将CP62a-62n分配到不同ARFCN的算法。
图11中示出根据本发明的一实施例，分配用于处理在一ARFCN上传输的呼叫的单个CP62a-62n的方法。在步骤300中，须确定BBS18中可用的CP62a-62n。在步骤302，对BBS18的每一个控制信道分配一个CP62a-62n。在步骤304，确定是否有足够的CP62a-62n被分配给ARFCN。所述ARFCN为分配给该BBS18的ARFCN。如果没有，则在步骤308中通知操作员，在BBS18中没有足够的处理资源供BBS18正确地进行处理。如果在步骤304中确定有足够的资源可利用，则在步骤306，在将CP62a-62n初始分配给ARFCN后，对可用于处理业务的CP62a-62n的个数进行计数。
图12中，示出根据本发明的一实施例，分配用于处理由BBS18所接收的业务的CP62a-62n的方法。在步骤402，BBS18接收到新的呼叫。在步骤404，确定在BBS18中是否有未经分配的CP62a-62n可供使用。如果没有，则在步骤406，由BBS18拒绝该呼叫。如果有CP62a-62n资源可供利用，则在步骤408，将可用的未经分配的CP62a-62n分配给ARFCN以处理该新的呼叫。而且，在步骤408中，每分配一次CP62a-62n，就将未分配的CP62a-62n的计数减1。
使用本方法用于在该BBS18的小区内所发起的新的呼叫，或者用于另一基站试图切换到该BBS18的呼叫。如果试图在同一BBS18的两小区内切换呼叫，则正在处理在该BBS18的源小区的呼叫的CP62a-62n可继续处理在目标小区的该呼叫。于是，将CP62a-62n从源小区中的ARFCN重新分配给目标小区中的ARFCN。通过将该呼叫重新映象到TDM(A)总线32上来完成该重新分配。
图13中，示出根据本发明的一个实施例，用于解分配BBS18的TDM(A)总线32的方法。每当终止由CP62a-62n处理的呼叫或将该呼叫切换到另一基站时，就会进行解分配。使用图10所示的DSP模块结构时，无需使用如图9所示的合并算法。在步骤500，终止在BBS18中处理的呼叫。在步骤502中，从传输该被终止的呼叫的ARFCN解分配处理该呼叫的CP62a-62n。在步骤502中，还将未分配的CP计数增加因呼叫终止而被解分配的CP62a-62n的个数。DSP模块40a-40n等待下一个将在该BBS18的覆盖范围内发起的呼叫，且再次开始图12所示的方法。
应当理解，这里所描述实施例仅用于示例性的目的，对本专业技术人员来说，在上述实施例的启发下，可在本申请的要旨所限定的范围内联想到各种修改和变化。
在不脱离本发明的精神和基本属性的情况下，也可采取其它特定的形式指示本发明的范围。

Claims (12)

1、一种用于提高分区无线宽带基站(BBS)中的中继效率的方法，该无线宽带基站分配有多个绝对RF信道号(ARFCN)，用于在蜂窝通信网络中与移动用户进行通信，该方法包括：
对多个分区的每一个专有地分配至少一个所述ARFCN，该每个分区为在由所述BBS提供服务的多个通信小区的至少一个中的用户呼叫提供通信链路；
在任一所述分区内的所述用户呼叫的个数达到一超过所述至少一个ARFCN的容量的预定界限时，向该所述分区专有地分配一个附加的所述ARFCN。
2、根据权利要求1的方法，还包括下述步骤：对每个所述ARFCN，都向其分配所述BBS的多个数字信号处理资源的任一个，以专门地处理所述ARFCN上接收到的用户呼叫。
3、根据权利要求2的方法，其中，所述多个数字信号处理器的每一个由具有多个信道处理器(CP)的RF处理器(RFP)和数字速率转换器(RC)组成，该RC用于转换相应于任一所述ARFCN的单一基带信号的采样率。
4、根据权利要求2的方法，其中，所述多个数字信号处理器的每一个由信道处理器(CP)组成，用于处理包含在单一ARFCN中的多个业务信道的任一个，每个所述的业务信道对应于所述用户呼叫和控制信道的至少一个。
5、根据权利要求4的方法，还包括将所述多个业务信道的每一个多路复用在时分多路复用通信总线上，并在每个所述CP中仅有选择地处理被分配了该CP的所述业务信道的步骤。
6、根据权利要求2的方法，还包括当在任一所述分区内的所述用户呼叫低于所述预定界限时，从所述分区解分配至少一个所述ARFCN的步骤。
7、一种分区无线宽带基站(BBS)，其分配有多个绝对RF信道号(ARFCN)，用于与蜂窝通信网络中的移动用户进行通信，其包括：
用于对多个分区的每一个专有地分配至少一个所述的ARFCN的装置，该每个分区为在由所述BBS提供服务的多个通信小区的至少一个中的用户呼叫提供通信链路；
用于在任一所述分区内的所述用户呼叫的个数达到一超过所述至少一个ARFCN的容量的预定界限时，向该所述分区专有地分配一个附加的所述ARFCN的装置。
8、根据权利要求7的BBS，还包括将所述BBS的多个数字信号处理资源的任一个分配给每个所述的ARFCN，以专门地处理所述ARFCN上接收到的用户呼叫的装置。
9、根据权利要求8的BBS，其中，所述多个数字信号处理器的每一个由具有多个信道处理器(CP)的RF处理器(RFP)和数字速率转换器(RC)组成，用于转换相应于任一所述ARFCN的单个基带信号的采样率。
10、根据权利要求8的BBS，其中，所述多个数字信号处理器的每一个由信道处理器(CP)组成，用于处理包含在单一ARFCN中的多个业务信道的任一个，每个所述的业务信道对应于所述用户呼叫和控制信道中的至少一个。
11、根据权利要求10的BBS，还包括用于将所述多个业务信道的每一个多路复用在时分多路复用通信总线上，并在每个所述CP中仅有选择地处理被分配了该CP的所述业务信道的装置。
12、根据权利要求8的BBS，还包括用于当在任一所述分区内的所述用户呼叫降低到所述预定界限以下时，从所述分区解分配至少一个所述ARFCN的装置。
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