CN1408149A - 测量共信道干扰的方法和设备 - Google Patents

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Abstract

移动通信系统(10)包括小区段(14)，每个小区段与基站(18)相关。基站包括能够通过两组载波(26、28)进行通信的收发信机(25、27)。第一组载波(26)传送电路交换业务，而第二组载波(28)传送分组交换数据。共信道干扰测量由每个小区段(14)中的移动单元(20)或正服务基站(18)在业务或控制信令的有效突发的通信期间进行。这样的突发可包括训练序列，由测量装置用于重建无干扰贡献的突发。随后，依据重建突发和接收突发来确定共信道干扰。多个干扰值可被得到并送到平均值滤波器，以计算最终的干扰贡献值。

Description

测量共信道干扰的方法和设备
背景
本发明涉及用于在移动通信系统中测量共信道干扰的方法和设备。
诸如蜂窝或个人通信业务(PCS)系统的移动通信系统包括多个小区。每个小区均提供无线电通信中心，其中移动单元与另一移动单元或连接至公共交换电话网(PSTN)的有线单元建立呼叫。每个小区均包括无线电基站，每个基站连接到移动交换中心，移动交换中心控制在移动单元之间或移动单元与PSTN单元之间的呼叫处理。
有各种无线协议用于定义移动网络中的通信。一个这样的协议是时分多址(TDMA)协议，诸如电信工业协会(TIA)提供的TIA/EIA-136标准。对于TIE/EIA-136 TDMA，每个信道传送被分成6个时隙的帧，以便支持每信道多个(3或6个)移动单元。其它基于TDMA的系统包括全球移动通信系统(GSM)，该系统使用被分成8个时隙(或突发周期)的TDMA帧。
诸如TIA/EIA-136和GSM TDMA系统的常规的面向语音的无线系统使用电路交换连接路径，其中线路在移动单元与移动交换中心之间的连接的持续时间内被占用着。这样的连接最适于诸如语音的相对持续的通信。然而，诸如局域网(LAN)、广域网(WAN)和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以数据分组的方式进行。每个节点仅在需要发送或接收数据分组时占用通信链路。随着蜂窜用户数量的迅速增长，以及通过诸如内部网或因特网的数据网络进行通信的不断普及，越来越需要提供对数据网络、电子邮件、数据库和其它类型数据方便有效接入的分组交换无线数据连接。
几个分组交换无线连接协议已被建议，以便在移动单元与数据网络之间提供更有效连接。一个这样的协议是通用分组无线电业务(GPRS)协议，它与现有的GSM系统互补。已建议的构建于GPRS之上的另一技术是全球演进的增强型数据率(EDGE)技术，它甚至可提供更高的数据率。通过EDGE增强的GPRS称为增强型GPRS(EGPRS)。
在EGPRS(增强型通用分组无线电业务)移动通信系统中，在业务信道中进行测量，以便确定共信道干扰。可利用预定频率再用方案，由多个载波传送业务。由于多次使用相同的载频，因而共信道干扰可能会出现，其中第一小区中一个载波(第一调制载波)上传送的信息(例如，业务)干扰第二小区中相同频率的另一载波(第二调制载波)。在正服务小区未进行发送时，由移动单元在逻辑空闲帧(也称为搜索帧)期间，在与其指配的PDCH(分组数据信道)相同的RF载频上进行下行链路(基站到移动单元)共信道干扰测量。由于移动单元所处小区的正服务基站在这些空闲帧期间未进行发送，移动单元接收的信号很大一部分是由其它小区的干扰(包括共信道干扰)和噪声引起的。由于在正服务基站的空闲帧期间相邻基站可进行通信，因而可以在EGPRS系统以及其它常规蜂窝系统中进行干扰测量。
然而，在诸如EGPRS Compact系统的基站时间同步的系统中，指配了相同载频的相邻小区中的空闲帧通常出现在大约相同的时间。EGPRS Compact规定缩减频谱(例如，不到1MHz)中分组数据业务的部署。在具有时间同步基站的系统中，空闲帧相当大地同时出现在所有小区中所有RF载波上。因此，由于时间同步原因，在一个小区(服务小区)中处于空闲期的移动单元可能无法测量来自另一小区(也空闲)的信令，这是因为理论上在空闲期没有什么要测量。因而需要一种技术，在诸如EGPRS Compact系统的基站和小区时间同步的系统中执行共信道干扰测量。
概述
通常，根据一个实施例，测量移动通信系统的小区段中的共信道干扰的方法包括接收由小区段中的装置发送的载波上的突发，以及依据接收突发中预定的信息来测量小区段中的共信道干扰。
通常，根据另一实施例，在移动通信系统中确定共信道干扰的方法包括接收包含训练序列的突发，以及使用所述训练序列码的本机拷贝来重建所述突发的无干扰贡献的拷贝。随后，依据接收突发和重建的突发的拷贝，来得出共信道干扰。
本发明的一些实施例提供下述的一个或多个优点。不必等待正服务小区段的空闲期来进行共信道干扰测量，可以在预定有效突发(active burst)(诸如业务突发)传送期间进行干扰测量，这为进行这样的测量提供了更多的机会。通过在有效突发传送期间(而不是等待空闲期)执行共信道干扰测量，可以在相邻共信道小区段中空闲期同时出现(诸如由于小区段中基站的时间同步)的移动网络中进行所述测量。
通过下面的说明书、附图和权利要求书，其它特性和优点将变得明显。
附图简述
图1是移动通信系统的实施例的方框图。
图2说明供图1中移动通信系统使用的主要载波和数据载波。
图3说明图1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4说明图1的移动通信系统中移动单元与基站之间传送的业务突发。
图5说明根据一个实施例的训练序列码的指配。
图6和图7是估计共信道干扰的处理的实施例流程图。
图8是框图，说明根据一个实施例的在共信道干扰测量中涉及的单元。
图9是图1的移动通信系统中移动交换中心(MSC)、基站、数据业务节点和移动单元的组件方框图。
图10和图11根据图1的移动通信系统中可由分组交换数据链路采用以传送控制信令的一些实施例，说明有效的4/12和3/9信道再用模式。
图12-14根据图1的移动通信系统的分组交换数据链路中的一些实施例，说明传送数据业务和控制信令的时分多址(TDMA)帧；
图15说明在图1的系统中用于传送分组数据业务和控制信令的52帧多帧；
图16A、图16B和图17根据用于分组交换数据链路中传送数据业务和控制信令的一些实施例，说明几个时间组中的多帧。
详细说明
在下述说明中阐明了许多细节，以便理解本发明。然而，本领域的技术人员将明白，可以不用这些细节来实践本发明，并且可以对所述实施例进行多种改变或修改。例如，在所述实施例中参照的是EGPRS Compact移动通信系统。在其它实施例中，本发明的原理可延伸到其它类型的移动通信系统，包括分组交换或电路交换系统。
参照图1，移动通信系统10可以是蜂窝或个人通信业务(PCS)系统，移动通信系统10包括多个小区14，每个小区包括基站18。基站18能通过射频(RF)无线链路与移动单元20(例如，移动电话、移动计算机、个人数据助理或其它类型的移动单元)进行通信。基站18由移动交换中心(MSC)12控制，用于电路交换通信。对于分组交换或消息交换通信，基站18由数据业务节点35控制。在其它实施例中，基站18组可由基站控制器(未显示)控制，而基站控制器又与MSC12和数据业务节点35进行通信。
在一个实施例中，每个小区14中的基站18和移动单元20能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、短消息业务和其它电路交换数据)和相关控制信号；而第二组载波28用于传送分组交换数据业务和相关控制信号。在另一实施例中，可提供分组交换数据业务，但无电路交换业务。
在此，电路交换业务称为基本业务，而分组交换数据业务称为分组数据业务。分组数据业务可指通过分组交换网络或链路发送的任何业务。无连接分组交换网络的一个示例是因特网协议(IP)网络。1981年9月的请求说明(RFC)791的题为“因特网协议”的一文描述了IP。诸如IPv6的其它版本的IP或其它分组交换标准也可在其它实施例中使用。在1998年12月的RFC2460的题为“因特网协议，第6版(IPv6)规范”一文描述了IPv6版。
诸如IP网络的分组交换网络通过网络与分组、数据报或其它数据单元进行通信。与呼叫会话持续时间内提供专用端对端连接或物理路径的电路交换网络不同，分组交换网络中相同的路径可由几个节点共享。诸如IP网络的分组交换网络是基于无连接的互联网络层。注入分组交换数据网络的分组或其它数据单元可独自通过任何网络(及可能通过不同网络)传播到终点。分组甚至可以不按次序到达。分组的路由是基于每个分组中携带的一个或多个地址。
通常，根据本发明的一些实施例，实施共信道干扰测量方案以便在通信会话中把具有最小干扰的业务信道指配为通过第二组载波28传送业务。由于在蜂窝网络中多次使用相同的载频(频率再用)，因而共信道干扰可能会出现，其中第一小区中一个载波(第一调制载波)上传送的信息(例如，业务)干扰第二小区中相同频率的另一载波(第二调制载波)。与常规系统不同，在业务的有效突发或控制信令传输期间进行共信道干扰测量，而不是等待空闲期。由于小区中基站的同步，预定移动网络内所有基站的空闲期同时出现。这样，空闲小区中移动单元或基站无法测量来自相邻共信道小区的共信道干扰，这是因为那些小区也为空闲。如下所述，“有效突发”是指传送包括训练序列码的一些预定数据的突发。在空闲帧期间，不传送这样的有效突发。
再参照图2，根据一个示例实施例，基站18包括发送和接收30kHz(千赫兹)载波26以传送电路交换业务和相关控制信号的收发信机25。此外，分组数据业务和相关控制信号由包括三个载波F1、F2和F3的200kHz分组数据载波28传送，所述载波可由与30kHz载波相同小区中每个基站18中的收发信机27来提供。保护频带30被定义于第一组载波26与第二组载波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可部署在不到大约1MHz(兆赫兹)的频谱内。然而，在其它实施例中，可以在增加的频谱中分配额外的分组数据载波。例如，在这样的其它实施例中可使用1.8MHz、2.4MHz、4.2MHz的更大频谱或更大的保护频带。发送和接收载波26与28的收发信机可包括在相同的基站18中或在不同的基站中。虽然在所述实施例中描述载波时使用了具体值，然而由于其它实施例可采用不同形式的载波，因此本发明在此方面并无限制。
系统10中提供的分组数据业务可补充诸如符合电信工业协会TIA/EIA-136标准的时分多址(TDMA)系统的常规电路交换系统所提供的基本业务。另一方面，基本业务系统可以是全球移动通信系统(GSM)的一部分。一个实施例中的分组数据业务可符合ETSI(欧洲电信标准协会)采纳的EDGE Compact或EGPRS Compact协议。另一方面，分组数据业务可符合EDGE Compact Plus或EGPRSCompact Plus协议。
如图1所示，MSC12包括基本业务系统控制器42，它控制一个或多个小区14中的移动单元20之间、或者一个或多个小区14中的移动单元20与连接到公共交换电话网(PSTN)16的有线装置(例如电话)之间电路交换呼叫(例如，语音、短消息等)的建立、处理和终止。移动通信系统10中可包括不止一个MSC(如与不同服务提供商相关的MSC34)。
数据业务节点35包括数据业务系统控制器40，它控制分组交换通信的建立、处理和终止。在一个实施例中，数据业务节点35可以是根据通用分组无线电业务(GPRS)协议的正服务GPRS支持节点(SGSN)。并且，根据GPRS，SGSN35与网关GPRS支持节点(GGSN)36进行通信，GGSN36提供到分组交换数据网络32的接口。示例数据网络32包括局域网(LAN)、广域网(WAN)、因特网或其它类型的专用或公共网络。更一般地说，节点35和36可包括能控制在移动单元20与分组交换数据网络32之间的分组交换数据通信的任何系统。此外，节点35和36在另外的实施例中可在与MSC12相同的平台中实施。
实际上，为MSC12控制的小区14中的移动单元20提供两条无线链路：分组数据链路，包括载波28、基站18和数据业务系统控制器40，以便在移动单元20与数据网络32之间提供相对高速的分组交换通信；以及基本业务链路，包括载波26、基站18和基本业务系统控制器42，以便在移动单元20之间或者在移动单元20与PSTN单元之间提供语音和其它电路交换通信。在此，“链路”可指一个或多个通信路径或传输媒体，及用于通过这样的通信路径或传输媒体传送信号的任何相关装置或系统。
在一个示例实施例中，基本业务系统控制器42根据TIA/EIA-136协议来控制通信。在另一示例中，基本业务系统控制器42可根据GSM协议来控制通信，该通信使用200kHz载波，而不是30kHz载波来传送基本业务。在基本业务链路中，TDMA帧可用于传送业务和控制信号。符合TIA/EIA-136的帧包括6个时隙，而符合GSM的帧包括8个时隙。在分组数据链路中，帧也被定义为传送数据业务和相关控制信号。用于分组数据链路的帧可类似于具有8个时隙(也称为突发周期)TN0-TN7的GSM帧。
在一种配置中，每个小区可分成三个扇区。作为示例，基本业务链路可利用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控制信道的C/I(载波-干扰比)性能健壮。
对于分组数据链路，如图3所示，对数据业务使用1/3频率再用模式，每个基站站场可分配三个频率F1、F2和F3，每个扇区一个频率。每个小区14的每个扇区均分配一个频率Fx。分组数据链路中的业务信道可采用包括链路自适应和增量冗余的多种机制，以便在1/3信道再用模式中提供更健壮的C/I性能。对于控制信道，可采用更高效的信道再用模式以解决共信道干扰问题。通过指配小区或小区扇区为频率和时间的不同组合，可创建更高效的信道再用方案。结果，与诸如在常规移动系统中执行的仅基于可用频率的再用方案相比，可以实现基于频率和时间两者的更高效的信道再用模式(例如3/9、4/12、7/21等)。
虽然在本说明中参照了小区扇区，但相同的方法和设备可应用于非扇区小区。更一般地说，小区段可包括小区、小区扇区或小区的任何其它部分。
根据一些实施例，为把移动单元指配到具有减小干扰的业务信道，移动单元利用在收到业务信道突发期间已经进行的测量，来确定第一组或层共信道小区段(与正服务小区段具有相同频率的小区段)的估计共信道干扰，以实现均衡。在传送业务突发中，移动单元测量训练序列期间每个突发中的RSSI(接收信号强度指示器)。为适应多径效应和多谱勒效应而执行均衡。多径传播由传输路径上的障碍物造成的无线电信号的反射、衍射和散射所产生。多谱勒效应指由移动单元和基站的相对速度变化造成的无线电信号频率和波长的偏移。
参照图4，分组数据业务控制(PDTCH)的每个突发150包括训练序列码(TSC)152，在一个实施例中，它的长度为26个符号。在TSC152的任一端携带数据符号。例如，在一个实施例中，每个符号具有大约3.69微秒(μs)的周期。典型的突发由156.25个符号组成。根据一些实施例，第一组或层的共信道小区段的TSC可用于在正服务小区的业务突发或控制突发(有效突发)传送期间估计共信道干扰。这与在正服务小区的空闲期进行共信道测量的其它移动通信系统(如EGPRS系统)相反。在这样的其它移动通信系统中，基站未时间同步，使得相邻小区段可能在正服务小区段的空闲帧期间发送业务突发。在这些系统中，当正服务小区空闲时可测量相邻小区段的传输以确定共信道干扰。
然而，在诸如EGPRS Compact系统的包括时间同步基站的移动通信系统中，共信道小区段的空闲帧同时出现。结果，在正服务小区的空闲期期间，相邻小区段的传输不能用于测量共信道干扰。为克服此问题，移动单元在确定估计共信道干扰中利用TSC的本机拷贝。移动单元使用TSC的本机拷贝来估计(或重建)在训练序列期间的(从基站)发送的信号。随后，通过比较接收业务信号(包括干扰贡献)与PDTCH突发的训练序列期间的重建的业务信号(没有干扰贡献)，来确定共信道干扰。由于相邻共信道小区段的基站在空闲帧期间不进行发送或者以恒定功率输出进行发送，因而不对控制突发进行测量。
基站可使用类似的技术测量共信道干扰。上行链路中，由移动单元发送给基站的每个突发中包括了训练序列。一个这样的突发是PACCH(分组相关控制信道)。
参照图5，第一层共信道小区段可指配有预定的训练序列码(TSC)。在所示实施例中，示出了8个TSC，每个指配给对应的一个小区段。第一层中的所示共信道小区段具有载频F1。相同的配置可适用于其它载波F2和F3。正是在训练序列期间进行信号测量，在一个实施例中，训练序列占有26个符号。
图5示出在第一层共信道小区段中为确定移动单元经历的共信道干扰而采用的一种可能TSC指配。在所示示例中，正服务小区段(测量接收信号或下行链路信号强度的移动单元的小区段)被指配了TSCg，而共信道小区段被指配了TSCa至TSCf。在TSC指配中，TSCa、TSCb、TSCc、TSCd、TSCe、TSCf和TSCg的值不应相同(这取决于天线半功率带宽和/或自适应天线的实现)。每个小区段的TSC可作为(1)PSCH(同步信道)突发、(2)PBCCH(广播控制信道)突发或(3)信道指配消息的一部分而由基站传送给移动单元。在PSCH突发中，TSC可以是BSIC(基站身份码)的一部分，而在PBCCH突发中，TSC可以是分组系统信息类型2(PSI2)的一部分。
参照图6，它描述了用于估计共信道小区段的预定组(例如第一层)中的共信道干扰的一般过程。流程图给出了移动单元在估计共信道干扰中执行的操作。然而，基站可执行类似过程。各种成分可影响基站与移动单元之间的发送信号，所述成分包括共信道干扰、相邻信道干扰和噪声。然而，预计相邻信道干扰的贡献要大大小于共信道干扰。在随后的论述中，假设估计的干扰主要包括共信道干扰。然而，可以理解，相邻信道干扰、噪声和其它失真可构成估计干扰值的一部分。
结合图6，再参照图8，移动单元20接收(在步骤502)在例如PSCH或PBCCH的预定突发中指配给正服务基站的TSC的拷贝550。对于帧的每个给定时隙(TN0至TN7中的每个时隙)，移动单元接收(在步骤504)包括训练序列的业务突发(PDTCH)552。利用正服务基站的TSC的本机拷贝，估计得出或重建(在步骤506)测量期间的突发的发送型554(无干扰贡献)。随后，重建的突发与接收的突发由测量程序556进行比较以确定(在步骤508)干扰。
可进行预定次数的干扰测量(在步骤510)，并将测量馈送给平均值滤波器558，对多次测量的估计干扰求平均以提高精度。随后，每隔预定间隔向基站报告估计的干扰值(在步骤512)。
根据一个实施例，下面提供了用于估计干扰的更具体的过程。移动单元上的接收信号可表示为r(t)。接收信号552(图8)称为{rn}，其符号间隔抽样复合包络可表示如下： r n = Σ i = - L 1 L 2 c i u n - 1 + z n (等式1)
其中，{ci}表示等效信道的抽头加权，{ui}表示TSC的本机拷贝550(图8)的复合符号，zn表示干扰和噪声贡献，且L1和L2是信道色散参数。
下面的计算可由图8所示测量单元556来执行。根据下列等式，利用接收突发的TSC的开始的N个符号，来估计等效信道响应( W)，其中N小于26：
W＝R-1 P                                      (等式2)
等效信道响应 W对应于物理信道及发送和接收滤波器响应的组合信道响应。R值是TSC复合符号的K×K相关矩阵，表示为{un}。R表示如下：
R＝E[ūnūn H]                                (等式3)
这样，R是ūn和ūn H乘积的预期值(E[])，其中ūn H是ūn的Hermetian变换，是矩阵ūn的转置和复共轭。K是基于预期最大等效信道色散，并表示等效信道色散跨越的符号数；即，
K＝L1+L2+1.                                  (等式4)
TSC的复合符号ūn表示如下：
ūn＝[un，un-1，...，un-k+1]T.               (等式5)
等式2中使用的 P指示TSC复合符号ūn与接收的信号抽样{rn}之间的K×1互相关矢量。 P表示如下：
P＝E[ūnrn *].                                 (等式6)
因此， P是ūn和rn *乘积的预期值。从估计的等效信道响应 W，由下面的等式计算TSC的最后M(等于26-N)个符号的干扰和噪声贡献(IN)： IN = 1 M Σ k = 1 M | r k - W - · u k ‾ | 2 (等式7)
W和ūk的乘积( W.ūk)表示估计的发送信号带有一些错误。因此，干扰估计和测量是基于接收的突发rk与重建的突发( W.ūk)之间的比较。IN的精度随着M的增加而提高。然而，估计的等效信道响应 W可能因为减少的N而受到损害。任选地，PDTCH突发中紧邻TSC任一端的符号也可用于估计干扰。
在另一实施例中，训练序列中的所有符号(例如N＝26)可用于确定等效信道响应 W，而不是使用小于训练序列中合计符号数量(例如26)的M和N值。随后，可使用所有符号(例如，M＝26)得到干扰和噪声贡献IN。这在计算干扰和噪声贡献IN方面提高了精度，但它要花费更多的处理时间。
通过从左到右和从右到左扫描TSC，也可以在两个方向执行上述计算IN的过程。通过在两个方向上进行扫描，可获得TSC开始M个符号(表示为IN1)的IN，也可以获得TSC最后M个符号(表示为IN2)的IN。从IN1和IN2中，可以计算出SSCH，n值，如下所示：
SSCH，n＝(IN1+IN2)/2，                          (等式8)
它是IN1和IN2值的平均值。一旦得到了几个SSCH，n抽样，它们可以通过平均值滤波器558(图8)，如下所示：
γCH，N＝(1-d)*γCH，n-1+d*SSCH，n，γCH，0＝0，(等式9)
其中d是遗忘因数，表示为：
d＝1/MIN(n，NAVG_1)。                           (等式10)
参数n是迭代指标，随每个新抽样而增加，NAVG_1表示要对测量的干扰值取平均值的最后抽样数。值d因而是n和NAVG_1中的最小值的倒数。如果n小于NAVG_1，则测量的干扰值在最后n个抽样上取平均值；否则，使用最后NAVG_1个抽样来求平均值。NAVG_1的值由基站传送到移动单元。一旦算得有效的γCH，n值，它们便会在每给定的时间间隔由移动单元发送到基站。
参照图7，根据另一实施例，确定给定小区段中共信道干扰的过程可执行如下。此另外的共信道干扰测量技术依赖于正服务小区段与相邻共信道小区段的同步。如果正服务小区段与相邻共信道小区段未在紧密度容限内同步，则一些错误会出现。通常，上述相关共信道干扰技术比下述图7的实施例更准确。
移动单元从PSCH或PBCCH突发中检索(在步骤402)小区段的TSC指配(假定为图5所示示例中的TSCg)。作为均衡处理的一部分，在业务信道(PDTCH)突发的下行链路通信期间，移动单元测量(在步骤404)接收的信号强度。测量在业务突发的TSCg训练序列中执行。使用测量的数据，可得到(在步骤406)两个值(A和B)。A值表示与TSCg和一些噪声相关的下行链路(基站到移动单元)信号强度。换而言之，A值是不具有共信道干扰值(第一层其它共信道小区段的干扰)和其它干扰分量(例如，相邻信道干扰)的测量信号强度。B值表示移动单元测量的合计接收信号强度。这样，使用测量值A和B，由B减去A(B-A)可得到或估计出共信道干扰。
根据此实施例，可以如下所述得出A和B值。定义参数r(t)，表示在TSCg训练序列期间移动单元上接收信号(包括26个符号)的复合包络。参数r(t)定义如下。
r(t)＝S0(t)+I(t)+n(t)                           (等式11)
其中，S0(t)表示TSCg的低通复合包络，I(t)是包括图5中TSCa到TSCf的第一层共信道小区段(6个共信道小区段)引起的干扰。然而，总共有8个训练序列；因此，视共信道小区段大小的不均匀性而定，想象地，第一层共信道小区段可以包括7个共信道小区段。最后，参数n(t)表示AWGN(加性高斯白噪声)。从r(t)和S0(t)，A的值可由下列等式中得出： A = ∫ 0 T r ( t ) S 0 * ( t ) dt , (等式12)
其中，T是TSC周期(26个符号)，S* 0(t)是S0(t)的复合共轭。B的值可由下列等式得出： B = ∫ 0 T r ( t ) r * ( t ) dt , (等式13)
其中，r*(t)是r(t)的复合共轭。
随后，计算B-A可得出(在步骤408)估计的下行链路共信道干扰。B值表示移动单元测量的合计下行链路接收信号强度(包括干扰和噪声)。A值表示移动站得到的不包括干扰的下行链路接收信号强度(仅包括与TSCg和噪声相关小区段的信号强度)。由B减去A，扣除了噪声分量。
可以对所有时隙持续执行共信道干扰测量，或者只要有机会便执行该测量(在时隙的TSC期期间进行测量)。可以对多帧(如52帧的多帧)或任一建议的时间间隔或多个抽样的测量干扰值求平均(在步骤410)，并通过预定消息发送(在步骤412)到基站。
在图6和图7所述的两个实施例中，由于移动单元不需要等待空闲帧，因而与诸如EGPRS系统的不采用同步小区的其它系统相比，移动单元有更多的机会进行测量。符合一个实施例的方法和设备可为移动单元提供每52帧多帧1352个测量机会(52×26)，与之相比，在移动单元或基站必须等待空闲帧的其它类型移动通信系统中，测量机会要少得多。此外，移动单元上共信道小区段的几个基站的信号之间小的到达间隔时延对测量精度不会有很大的影响。
此处建议的机制另一优点在于，对于再用距离不如控制信道好的业务信道(例如，1/3频率再用模式与4/12频率再用模式)，在基站同步情况下TSC正交性特征为移动单元接收机提供了共信道抑止能力。
下面更详细地描述了移动通信系统10中控制和业务信令的通信。然而，由于其它实施例可具有其它配置，因此所述实施例仅用于说明目的。
由于分组数据载波传送的控制信号的弱点，用于业务信道的1/3信道再用模式因为具有相同频率的小区段之间距离相对较小，使控制信号受到了不可接受的共信道干扰。为克服此问题，通过指配小区段为频率和时间的不同组合，可创建更高效的信道再用计划。因此，与诸如在常规移动系统中执行的仅基于可用频率的再用方案相比，可以实现基于频率和时间两者的更高效的信道再用模式。根据一些实施例，可采用例如3/9、4/12和其它模式的更高效信道再用模式，以提供更健壮的C/I性能。通过创建时间组，控制信号突发可以在时间上交错，为更高效的信道再用模式提供频率分隔和时间分隔。
参照图10，它说明用于包括载波F1-F3的小区扇区群集的有效4/12信道再用模式。在有效的4/12模式中，创建了4个时间组(T1-T4)。这样，除了基于三个载频F1-F3的再用模式外，再用模式也具有基于时间(T1-T4)的正交特性。这样，每个扇区指配有一个频率Fx和一个时间组Ty。通过三个频率F1、F2和F3以及四个时间组T1、T2、T3和T4，可定义12个扇区的群集100。随后重复群集100以提供有效的4/12信道再用模式。实际上，添加到频率再用上的时间再用为分组数据链路的控制信道提供了更高效的信道再用模式，从而减少了干扰问题，形成更健壮的性能。
如图10所示，在时间组Ty中具有某一频率Fx的扇区与具有相同频率Fx且处在相同时间组Ty的另一扇区隔开一定距离(通常按每个群集100的宽度和长度提供距离)。例如，具有频率F1且属于时间组T4的扇区102彼此之间隔开相对较远的距离，以减少干扰发生的可能性。
如图10所示的有效4/12信道再用模式提供的另一优点在于，主要载波F1与F2和主要载波F2与F3之间减少了相邻信道干扰。对于具有频率Fx和指配时间组Ty的任一给定扇区，没有指配相同的时间组Ty给相邻的扇区。例如，扇区102与F1和T4相关。与扇区102相邻的扇区处于T1-T3时间组中而不是在T4组中。由于相邻扇区在不同时间间隔传送控制信道，因而减少了相邻主要载波(F1、F2、F3)之间的干扰。因此，在主要载波F1、F2与F3之间不需要定义保护频带，这允许减少用于传送分组数据的载波的频谱分配。
参照图11，它说明用于群集101的有效3/9再用模式，该群集包括具有主要载波F1-F3的扇区。有效3/9再用模式利用三个时间组T1、T2和T3。这实际上提供具有9个扇区的群集101，群集中每个扇区具有频率Fx和时间组Ty的不同组合。对于有效的3/9再用模式，无法获得如有效的4/12再用模式所提供的减小的相邻信道干扰的特性。为减少相邻主要载波F1、F2和F3之间的干扰，需要在载波之间定义保护频带。
为允许创建时间组以便将它们分配在每个群集(100、101或130)的扇区中，从而提供更高效的信道再用，基站18彼此时间同步。这可以通过在每个基站18中使用全球定位系统(GPS)定时接收机或其它同步电路19(图1)来执行。采用基站18同步是为了确保小区扇区中时间组的对齐。实行基站同步以便满足了下面的两个标准。所有扇区中，分组数据链路中的TDMA帧(包括时隙TN0-TN7)互相对齐。这样，时隙TN0在每个扇区每个基站站场同时出现，在同步装置的容限和传播时延的所有差别之内。此外，根据一个实施例，数据链路的控制和业务信道按多帧结构传送(下面结合图15-17进一步描述)。每个多帧结构从0帧开始，并继续到NN帧(例如，50或51)。时间同步时，0帧在每个扇区同时出现。
参照图9，图中示出MSC12、基站18、数据业务节点35及移动单元20的组件。这样的组件仅用于说明目的，而不是限制本发明的范围。在其它实施例中，可以采用这样的组件的其它体系结构。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连接到发送和接收第一与第二组载波26和28的天线塔54。基本业务和分组数据业务收发信机25与27连接到控制单元50，在控制单元50上可执行各种软件例行程序49。存储单元47也可以连接到控制单元50。同样连接到控制单元50的还有GPS定时接收机或其它同步电路19，它们允许MSC12和数据分组节点35控制的小区14组中的所有基站同步。此外，基站18包括与链路64(例如，T1链路)相连的MSC接口52，链路64又接到MSC12中的接口单元56。基站18也包括接口51(在一个实施例中，它是符合GPRS的Gb接口51)，用于通过链路(例如Gb链路)与数据业务节点35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、处理器和其它控制装置实现。控制单元58连接到存储单元62。存储单元62可包含一个或多个机器可读取存储媒体，以存储各种数据及可由控制单元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的程序或模块可存储在存储单元62中，并可由控制单元58加载执行。MSC12也可包括接到PSTN16的PSTN接口60，以便可以与PSTN连接单元进行通信。此外，MSC12包括接口75(例如Gs接口)，用于通过链路(例如Gs链路)与数据业务节点35进行通信。
在一个实施例中，数据业务节点35包括分别通过Gb与Gs链路进行通信的接口单元77和79。数据业务节点35的处理核心包括控制单元69，控制单元69可以用计算机系统、处理器或其它控制装置实现。包括机器可读取存储媒体的存储单元71接到控制单元69。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存储在存储单元71中，并可由控制单元69加载执行。数据业务节点35还包括接口81(例如Gn接口)，用于与GGSN36(图1A)进行通信。在另一实施例中，接口81可以是能够通过数据网络32进行通信的网络接口控制器或其它收发信机。在其它实施例中，数据业务和基本业务系统控制器40与42可以在一个平台上实施，并可由相同的控制单元执行。
载波在接到基站18的天线54与移动单元20的天线62之间传送。在移动单元20的一个示例配置中，一个或多个无线电收发信机64连接到天线62以发送和接收分组数据载波和基本业务载波。控制单元66(或一个或多个其它合适的控制装置)可接到一个或多个无线电收发信机64。控制单元66接到存储单元68，存储单元68可以为非易失性存储器形式(如快速存储器或电擦除可编程只读存储器)和/或动态与静态随机存取存储器(DRAM和SRAM)。控制单元66上可执行的软件例行程序68(包括结合图6-8所述的例行程序)的指令最初可存储在存储单元68的非易失性部分。输入/输出(I/O)控制器74接到移动单元20的键盘70和显示器72。
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、移动单元20中的软件例行程序76以及数据业务节点35中的数据业务系统控制器40可在各个控制单元上执行。控制单元可包括微处理器、微控制器、处理器卡(包括一个或多个微处理器或微控制器)或其它控制或计算装置。这样的软件例行程序或模块的指令可存储在各个存储单元中，每个存储单元包括一个或多个机器可读取存储媒体。存储媒体可包括不同形式的存储器，包括：半导体存储器，诸如动态或静态随机存取存储器(DRAM或SRAM)、可擦编程只读存储器(EPROM)、电擦除可编程只读存储器(EEPROM)及快速存储器；磁盘，如固定盘、软盘或可移式盘；包括磁带的其它磁性媒体；以及光学媒体，诸如光盘(CD)或数字化视频光盘(DVD)。各个控制单元执行和加载指令时，指令会使各个系统或装置执行编程的操作。
软件例行程序或模块的指令可用多种不同方式的其中一种方式加载或传输到每个相应的系统中。例如，在软盘、CD或DVD媒体、硬盘上存储的、或通过网络接口卡、调制解调器或其它接口装置传输的代码段或指令可加载到系统中，并作为相应的软件例行程序或模块执行。在加载或传输处理中，体现在载波中的数据信号(通过电话线、网络线、无线链路、电缆等发送)可将代码段或指令传送到相应的系统或装置。这样的载波可以是电信号、光学信号、声音信号、电磁信号或其它类型的信号。
下面将根据一个实施例来描述在诸如EGPRS Compact系统的移动通信系统10中使用的信令和帧。所述格式只用于说明目的，而不用于在任何方面进行限制。
分组数据链路中采用的控制信道可包括分组广播控制信道(PBCCH)、分组公共控制信道(PCCCH)和分组数据业务信道(PDTCH)。进行下行链路(从基站到移动单元)通信的广播控制信道PBCCH在每个基站的基础上提供通用信息(例如，小区/扇区特定信息)，包括移动单元20在系统10中注册所采用的信息。公共控制信道PCCCH传送用于接入管理任务的信令信息(例如，专用控制信道和业务信道的分配)。PCCCH包括分组寻呼信道(PPCH)和用于下行链路通信的分组接入允许信道(PAGCH)，并且PCCCH包括用于上行链路通信(移动单元到基站)的分组随机接入信道(PRACH)。PRACH由移动单元20用来请求接入到系统10。PPCH由基站18用来提示移动单元20有呼入。PAGCH用于分配信道给移动单元20，以便移动单元20在PRACH上发送请求之后，发送信号以获得专用信道。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)。通过定义突发周期的边界和时隙编号，PFCCH和PSCH用于使移动单元20同步到每个小区的时隙结构。PSCH用于选择，而PFCCH用于重新选择。在一个实施例中，上述控制信道可以为GSM系统中使用的电路交换逻辑信道的扩展。
采用更高效的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和PSCH。如上所述，由于业务信道采用多种机制以便更好地抵制相邻小区段的干扰，因此，数据业务信道PDTCH及相关业务控制信道PTCCH(分组定时先行控制信道)和PACCH(分组相关控制信道)使用1/3再用模式。
参照图12，分组数据链路中的每个分组数据载波(F1、F2、F3)传送被分成多个时隙的TDMA帧110。在所示实施例中，使用了八个时隙(或突发周期)TN0-TN7。然而，在其它实施例中，载波可以分成更少或更多数量的时隙。在一个实施例中，每个TDMA帧的结构如GSM帧一样，并且长度为120/26ms(或大约4.615ms)。为提供有效的4/12再用模式，控制信道通过四个不同的时间组进行交错。在所示实施例中，在第1时间组中，控制信道(在一个实施例中为PBCCH、PCCCH、PFCCH和PSCH)在时隙TN1期间进行发送；在第2时间组中，控制信道在时隙TN3期间进行发送；在第3时间组中，控制信道在时隙TN5期间进行发送；以及在第4时间组中，控制信道在时隙TN7期间进行发送。通过如上所述的把控制信道交错在不同时隙中，可根据频率和时间两者划分信道再用模式。更一般地说，在每个时间组中，如果在不同时间组中使用不同的子组时隙，则可以在至少一个时隙(少于所有时隙)中传送控制信令。
如图12所示，时隙可标记为T时隙(在该时隙期间可传送分组数据业务)、C时隙(在该时隙期间可传送控制信号)和I时隙(如下面结合图16A、图16B和图17所述，在其它时间组发送PBCCH和PCCCH的块(block)中，所有业务和控制信道在该时隙期间处于空闲状态，不然在其它情况下传送数据分组业务)之一。在一个实施例中，块包括多帧(例如，51或52帧的多帧)中的四个帧。
参照图13，在包括三个时间组T1、T2和T3的有效3/9再用模式中，控制信道位于时隙TN1(在时间组T1)、时隙TN3(在时间组T2)和时隙TN5(在时间组T3)。传送控制信道的时隙标示为C时隙。同样图13所示的还有T时隙(在该时隙期间可发送分组数据业务)和I时隙(I时隙在其它时间组中发送PBCCH或PCCCH的块期间处于空闲状态，然而在其它情况下传送分组数据业务)。
在其它实施例中，可以在除TN1、TN3、TN5或TN7(图12)，或者TN1、TN3或TN5(图13)外的其它时隙中传送控制信道。例如，可以使控制信道位于不同时间组的时隙TN0、TN2、TN4和TN6中，而不使控制信道位于奇数时隙TN1、3、5和7中。也可以采用其它交错方案，例如，在偶数时隙传送一些控制信道，在奇数时隙传送另一些控制信道。参照图14的示例，它显示3/9再用控制，控制信道可位于C时隙：时间组1中的时隙TN0，时间组2中的时隙TN2和时间组3中的时隙TN4。T时隙传送数据业务，I时隙在其它时间组中发送PBCCH或PCCCH的块期间处于空闲状态，然而在其它情况下传送分组数据业务。通过采用更多或更少数量的时隙，可提供其它交错方案，以提供更少或更多数量的时间组。
每个基站18和移动单元20使用时间组号(TG)指示基站18与移动单元20所处的时间组。TG号可在PSCH和PFCCH突发中传送。在一个实施例中，时隙TN1、3、5和7对应于时间组1、2、3和4，下面的TG值指明了用于传送控制信道的时隙。
 TG  TN
 0  1
 1  3
 2  5
 3  7
在一些实施例中，可以采用时间组轮换方案，其中TG值在预定时间点轮换通过0、1、2和3中。通过轮换TG值，可在任何给定小区段中轮换用于传送控制信道的时间组。这样，如果移动单元错过一个时间组中的控制信号(诸如由于其它控制信号的干扰)，则在小区段轮换到另一时间组时，它能看到该控制信号。时间组轮换在所有基站站场同时进行，从而保持扇区间的时间组划分。通过随多帧的每次新出现来更新TG值，可实现轮换。
参照图15-17，它们示出根据一些实施例的使用52帧多帧120的通信。多帧120的结构在图15中示出。每个多帧120包括52个TDMA帧(FRN 0-51)，它们被分成12个块B0-B11，并留下四个帧FRN12、25、38和51以传送预定信道。在其它实施例中，可以使用其它帧结构，诸如51帧多帧。对于每个时间组(1、2、3或4)，多帧120的八个列对应于八个时隙TN0-TN7，并且52行对应于多帧120的52个帧。图16A和16B说明采用有效4/12再用模式的多帧结构120A，并且图17说明采用有效3/9再用模式的多帧结构120B。
在图16A、图16B和图17所示示例中，每个多帧的三个块被指配到PCCCH(包含C的帧)，并且一个块被指配到PBCCH(包含B的帧)。块包括四个TDMA帧。为PBCCH和PCCCH分配的块数量是灵活的，在每个多帧120中每时隙中2个块到12个块。在所示示例中，PBCCH在块B0中传送，并且PCCCH在块B5、B8和B11中传送。帧FRN25和51分别传送PFCCH和PSCH，并且帧FRN12和38传送PTCCH。
标记为“X”的帧是空闲的，对应于其它时间组中传送的控制信道PBCCH和PCCCH的块(0、5、8和11)中的奇数时隙(TN1、TN3、TN5或TN7)。这样，例如由于第2时间组的时隙TN3中帧传送PBCCH，因此第1、3和4每个时间组时隙TN3的块B0中的帧为空闲状态。对于未传送控制信令的时隙TN1、3、5或7的块B5、B8和B11中的帧，也有同样的情况。
虽然关于有限数量的实施例本公开了本发明，但本领域的技术人员明白可进行多种修改和变化。后附权利要求书旨在覆盖本发明实际精神和范围内的所有这样的修改和变化。

Claims (33)

1.一种测量移动通信系统的小区段中共信道干扰的方法，它包括以下步骤：
接收所述小区段中的装置发送的载波上的突发；以及
依据所述接收突发中的预定信息，测量所述小区段中的共信道干扰。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于测量所述共信道干扰包括在所述接收突发的训练序列期间测量所述共信道干扰。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于接收所述突发包括从正服务基站接收所述突发的移动单元。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于接收所述突发包括从所述小区段的移动单元接收所述突发的正服务基站。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于接收所述突发包括接收包含训练序列的突发。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于接收所述突发包括接收业务突发。
7.如权利要求5所述的方法，其特征在于接收所述突发包括接收分组相关控制信道突发。
8.如权利要求1所述的方法，其特征在于还包括存储训练序列码的本机拷贝，其中测量所述共信道干扰是基于所述训练序列的所述本机拷贝。
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于还包括利用所述训练序列码的所述本机拷贝来重建发送突发的版本。
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于测量所述共信道干扰包括将所述接收突发与所述发送突发的所述重建版本相比较。
11.一种确定移动通信系统中共信道干扰的方法，它包括以下步骤：
接收包含训练序列的突发；
利用训练序列码的本机拷贝，重建所述突发的无干扰贡献的拷贝；以及
依据所述接收突发和所述突发的所述重建拷贝，得出干扰贡献。
12.如权利要求11所述的方法，其特征在于得出所述干扰贡献至少部分是在所述接收突发的所述训练序列期间来执行的。
13.如权利要求11所述的方法，其特征在于接收所述突发包括从正服务基站接收所述突发。
14.如权利要求13所述的方法，其特征在于重建所述突发的所述拷贝包括利用所述正服务基站的所述训练序列码的所述本机拷贝来进行重建。
15.如权利要求11所述的方法，其特征在于还包括利用所述训练序列的开始N个符号来估计等效信道响应，其中重建所述突发的所述拷贝还基于所述等效信道响应。
16.如权利要求15所述的方法，其特征在于得出所述干扰贡献是对所述训练序列的最后M个符号来执行的。
17.如权利要求16所述的方法，其特征在于得出所述干扰贡献是通过从左到右和从右到左扫描所述训练序列来执行的，以获得所述开始M个符号和最后M个符号的干扰贡献。
18.一种供移动通信系统使用的设备，所述移动通信系统具有时间同步的多个小区段，所述设备包括：
接收包含训练序列的突发的接收机；
包含正服务基站的训练序列码的拷贝的存储器；以及
适合依据所述存储器中包含的所述训练序列码的所述拷贝来估计共信道干扰的控制器。
19.如权利要求18所述的设备，其特征在于还包括移动单元，所述移动单元包含所述接收机、存储器和控制器。
20.如权利要求18所述的设备，其特征在于还包括基站，所述基站包含所述接收机、存储器和控制器。
21.如权利要求18所述的设备，其特征在于所述突发包括分组数据业务信道突发。
22.如权利要求18所述的设备，其特征在于所述突发包括分组相关控制信道突发。
23.如权利要求18所述的设备，其特征在于所述突发符合增强GPRS Compact协议。
24.一种计算机程序，它能够在控制器中运行以使被编程的所述控制器执行包括以下步骤的方法：
依据移动通信系统中第一小区段的训练序列码来得出第一信号强度值；
测量由包括所述第一小区段的一组小区段贡献的第二信号强度值；以及
依据所述第一信号强度值和所述第二信号强度值来确定共信道干扰。
25.如权利要求24所述的计算机程序，其特征在于所述方法还包括测量具有预定训练序列码的一组小区段贡献的信号强度值。
26.如权利要求24所述的计算机程序，其特征在于所述方法还包括测量一组同步小区段贡献的信号强度值。
27.用于确定具有多个小区段的移动通信系统中的共信道干扰的设备，它包括：
用于接收所述小区段中的装置发送的载波上的突发的装置；以及
用于依据所述接收突发中预定的信息来测量所述小区段中的共信道干扰的装置。
28.如权利要求27所述的设备，其特征在于所述预定信息包括训练序列。
29.一种计算机程序产品，它包括计算机可读取媒体，具有计算机程序代码装置，以使计算机执行包括以下步骤的方法：
接收小区段中的装置发送的载波上的有效突发；以及
依据所述接收有效突发中的预定信息来确定所述小区段中的共信道干扰。
30.如权利要求29所述的计算机程序产品，其特征在于所述方法还包括依据所述接收数据有效突发中的训练序列来确定所述共信道干扰。
31.如权利要求29所述的计算机程序产品，其特征在于所述方法还包括从正服务基站接收业务突发，所述业务突发包含所述预定信息。
32.如权利要求29所述的计算机程序产品，其特征在于所述方法还包括接收包含所述预定信息的控制信道。
33.一种供具有时间同步基站的移动通信系统使用的移动单元，它包括：
从正服务基站接收信令的接口；以及
适合依据所述从所述正服务基站接收的信令来确定共信道干扰的控制器。
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