CN1422003A - 利用相邻的载波频段在蜂窝型通信系统传送呼叫的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种利用多个相邻的载波频段在蜂窝型通信系统传送呼叫的方法，其中第一小区或第一地区(10)只使用所述频带的一部分，所传送的信号在用于发射机系统的放大器之前要经受峰值削波，以优化放大器的效率。第一小区(或第一地区)要传送的信号(32)在用于放大器的输入之前要经受滤波(28)，因此，所述第一小区未使用的相邻频带(f2，f3)中的峰值削波噪声的功率密度未被消除。

Description

利用相邻的载波频段在蜂窝型 通信系统传送呼叫的方法
技术领域
本发明涉及利用相邻的载波频段在蜂窝型通信系统传送呼叫的方法。
本发明还涉及具有用于蜂窝型通信系统的功率放大器的发射机，该发射机具有分配给它的多个相邻频段。本发明更特别但不排他地涉及这样一种通信系统，即呼叫是通过正交码来彼此区分。
背景技术
在蜂窝型通信系统中，众所周知，占用一个小区或地区的终端呼叫通过基站来中继。根据UMTS标准，术语“小区”用于表示具有单个分配给它的载波频段的地理区域，而术语“地区”表示具有多个载波频段和/或多个扇区的地理区域，通常是分配给它的相邻频段和/或扇区。在这种情况下，按照惯例将单个功率放大器用于扇区的所有载波频率，而这个放大器称为“多载波放大器”。通常，为了最小化需要制造的设备的种类数目，最好使用相同类型(相同的功率级)的发射机，在所有地区的所有扇区使用相同类型的功率放大器。
这种类型的功率放大器必须满足一定量的相互矛盾的要求；特别是该放大器必须在宽范围内保持线性特性同时提供较高的能量效率。
用于传送多个相邻载波频率的功率放大器呈现较高的峰均功率比(PAR)。这个比值越高，放大器的效率越低。为了弥补这个缺陷，众所周知在将组合信号用于放大器的输入以前限制组合信号的峰值功率。但是，这种峰值削波会破坏信号，而且会导致所考虑频带内的以及频带外的失真。为了符合涉及带外污染的标准，因此峰值削波受到限制，即利用这种技术获得的效率提高受到了限制。
因为这些各种限制，通常不可能将相同类型的功率放大器系统，即相同的发射机用于具有相对较低用户密度的广阔地区，例如具有单个频段的郊区中的小区，和具有非常高密度用户的一个或多个地区，该地区通常使用多个相邻的频带。
特别是，如果运营商想将单个类型的发射设备用于具有单个频带的“郊区”小区和用于具有N例如三个相邻频带的一个或多个“城市”地区，即使使用有效的峰值削波方法，郊区小区的发射功率限制为用于其他地区的每个载波频率的N倍。由于传播的衰减因子大约是2.5，如果运营商想在具有单个频带的郊区小区中提供高速数据业务，所述郊区小区的半径小于高业务量城市小区半径的两倍。
发明内容
本发明能够增加郊区小区(或地区)的半径。这是根据观察到标准，特别是UMTS/CDMA标准，这种标准对频带之间的影响强加了频谱限制，当寻求保证业务的正确质量和高容量时，频带之间的影响有时会过大。
本发明涉及一种峰值削波功率放大器信号的方法，该方法的特征在于，一个或多个工作载波的峰值削波扩展到一个或多个未使用的相邻载波上。例如，在利用单个载波频带的郊区小区中，峰值削波增加，即，通过“污染”相邻的频带，峰值功率下降，然而，这种污染这样来受到限制即相邻小区或地区，例如利用相同类型的功率放大器发射的信号质量不受到影响。
该方法能够为郊区小区实现大约两分贝(dB)的功率增益。这样能够增加小区的半径和/或增加用户的数目。例如，2dB的增加相应于功率从30瓦特(W)提高到47W。这能够给郊区小区这样一个功率级，该功率级大于分配给所有相邻地区的功率总和。
相比较不采用本发明获得的放大器效率提高15％，在本发明中能提高大约25％。
在本发明的实施例中，对于使用单个频带的小区，所选择的频带大致位于运营商所能得到频带的中间。但是本发明不局限于使用单个频带的小区的情况。本发明还能够用于使用两个频带的地区和用于访问一个和两个相邻频带的地区，以便为工作频带的峰值削波作出贡献。
因此，通常，本发明提供在利用多个相邻载波频带的蜂窝型通信系统中传送呼叫的方法，其中第一小区或第一地区只使用所述频带的一部分，所传送的信号在用于发射机系统的放大器之前要经受峰值削波，以优化放大器的效率。这种方法的特征在于，第一小区(或第一地区)要传送的信号在用于放大器的输入之前要经受滤波，因此，所述第一小区未使用的相邻频带中的峰值削波噪声的功率密度未被消除。
在实施中，相邻频带中的峰值削波噪声的功率密度的功率受到限制，以避免导致对相邻地区使用的相邻频率造成大量的干扰。
第一小区(或第一地区)的工作频带的滤波将呈现与其它频带滤波相同的衰减。
在另一种变型中，第一小区(或第一地区)的工作频带的滤波将呈现出比用于其它频带衰减更大的衰减。
在实施中，滤波是这样进行的，即，由于峰值削波导致的失真的频谱贡献在第一小区(或第一地区)的工作频带比相邻频带小。
最好，选择相邻于第一小区(或第一地区)的工作频带的频带中进行滤波，以对相邻地区或小区产生干扰，该干扰电平低于所述相邻地区或小区自己产生的干扰。
在实施中，每个呼叫被分配一个从一组正交码中选择的码。
在优选实施中，第一小区(或第一地区)分配给它一个频带或一组频带，该频带位于相邻小区或地区所用的一组频带的中央。
第一小区(或第一地区)被授予大于相邻小区或地区发射功率总和的发射功率。
在这种情况下，第一小区(或第一地区)发射机系统所用的放大器和相邻地区或小区发射机系统所用的放大器都是多载波类型，并且都具有相同的特性，除了功率余量，第一小区(第一地区)放大器的功率余量小于相邻地区的放大器的功率余量。
本发明还提供一种具有用于利用多个不同载波频带的蜂窝通信系统功率放大器的发射机，所述发射机用于这样一种小区(或地区)，其中分配的频带数目低于系统可用的总频带数目，所述发射机提供有在放大器上游的信号峰值削波装置，以便优化放大器的效率。该发射机的特征在于，它使用对小区(或地区)所用载波频带执行峰值削波滤波特性，在通信系统的其它载波频带中，由于峰值削波导致的频谱功率贡献对所述其它载波频带不为零。
在一个实施例中，滤波特性对工作频带和其它频带应用相同的峰值削波频率。
在一种变形中，滤波特性是这样的，即，第一小区的工作频带衰减大于其它频带。
附图说明
从下面结合附图对各种实施方式进行的描述中，本发明的其它特征和优点将变得更明显，其中：
图1表示通信系统中的一个郊区类型小区以及三个高业务量地区；
图2表示通过公知的峰值削波方法对郊区类型小区的频域执行的峰值削波；和
图3、4、和5是与图2类似的图，表示本发明方法的三种实施方式。
具体实施方式
下面参照附图说明的实施方式涉及符合UMTS/CDMA标准移动终端的蜂窝型通信系统。在这个例子中，每个地区使用一个基站，每个地区的基站包括单个发射机和单个功率放大器，用于多个小区(可以想到在UMTS标准中“小区”只对应于单个频带)。
根据这个标准，每个运营商最多有三个或四个频带，每个频带占用5MHz，从基站发送到移动站的呼叫具有分配给它的各个不同的码。基站在同一频率向移动站同时传送的各种码相互正交，因此通过移动站用所述码乘以它接收的码，每个移动站只接收发送给它的呼叫。两个完全相同的码的乘积等于1，而两个相互正交的不同码的乘积是0。
本发明首先希望解决图1所示的问题，即，基站在低业务量小区10以相对较大的程度传输，其中运营商只使用分配给他的其中一个频带(或少量的分配频带)，而运营商还在更小面积的相邻高业务量地区12、14、和16传输。这些地区12、14和16的每个都具有分配给运营商的所有频带即在本例中的所有三个频带。这些频带是相邻的并覆盖低数据率小区10的中央频带。
在这种情况下，为了优化在郊区小区10基站的无线发射机的功率放大器的效率，分配给所述频带f1(图2)的信号在放大之前通过对小区10传送的信号应用频谱滤波特性来进行峰值削波，因此小区10的工作频带f1的功率限制为最大值20，这低于没有峰值削波获得的最大值22，其他频率特别是相邻频率f2和f3消除。因此，可以完全消除由于峰值削波导致的干扰信号。
因此，相邻小区(相邻频率)没有接收到干扰信号。
在图3所示的本发明的例子中，滤波特性28用于小区100的信号32，该信号没有消除相邻频带f2和f3。在这种情况下，有可能降低用于频带f1工作信号的峰值门限，因为失真在所有的三个频带内分担。在这个例子中，滤波器呈现最大值30，这与所有的三个相邻频带f1、f2和f3相同。
但是，这种滤波特性必须以这种方式选择，即，最小化利用相同频率f1、f1或f3对相邻地区的分布影响。滤波特性以这种方式选择，即，在小区边界产生的干扰，即相邻地区的边界低于这些相邻地区和小区内部产生的干扰。这避免损害所述城市地区或小区的容量。
在任何情况下，相邻小区或地区之间的传输不同，因为它们使用不同的加密码。
在图4所述的例子中，滤波特性34在小区10的工作频带f1呈现最大值m1，该最大值低于相邻频带f2和f3相同滤波特性的最大值m2和m3。在这种情况下，正如图3所示的例子，由于峰值削波产生的噪声集中在未被小区10使用的相邻频带f2和f3中。如同图3的例子，滤波特性这样选择即在同一运营商使用相同频带的相邻地区边界上，在所述相邻地区的干扰低于地区自己内部产生的干扰。
当然，本发明并不局限于具有三个相邻频带，其中心频带用于低业务量小区的运营商。因此如图5所示，运营商具有两个频带，将频带f4用于郊区小区，该运营商可以提供适于所述情形的滤波特性，即，对于频带f4，滤波最大值在m4，对于相邻频带f5，滤波具有大于最大值m4的最大值m5。
无论实施的方式如何，本发明能够使小区10的发射机系统使用与相邻地区12、14和16发射机系统所用放大器相同类型的载波放大器，即具有相同的特性。
但是，小区10放大器的功率余量低于相邻地区放大器的功率余量。在这种情况下，效率更高。因此，郊区小区10能够以高于相邻地区发射功率总和的功率发送。
PAR(峰均比)或功率余量的降低使数字预失真信号能够快速收敛，该预失真信号通常用于线性化功率放大器。这使得操作更加稳定。

Claims (13)

1、一种利用相邻的载波频段在蜂窝型通信系统传送呼叫的方法，其中第一小区或第一地区(10)只使用所述频带的一部分，所传送的信号在用于发射机系统的放大器之前要经受峰值削波，以优化放大器的效率，这种方法的特征在于，第一小区(或第一地区)要传送的信号(32)在用于放大器的输入之前要经受滤波(28；34；m4，m5)，以使所述第一小区未使用的相邻频带中的峰值削波噪声的功率密度未被消除。
2、根据权利要求1的方法，其特征在于，相邻频带中的峰值削波噪声的功率密度功率受到限制，以避免引起对相邻地区使用的相邻频率造成测量干扰。
3、根据权利要求1的方法，其特征在于，第一小区(或第一地区)的工作频带的滤波将呈现与其它频带滤波相同的衰减。
4、根据权利要求1的方法，其特征在于，第一小区(或第一地区)的工作频带的滤波将呈现出比用于其它频带衰减更大的衰减。
5、根据权利要求1的方法，其特征在于，滤波是这样进行的，由于峰值削波导致的失真的频谱贡献在第一小区(或第一地区)的工作频带比相邻频带小。
6、根据权利要求1的方法，其特征在于，选择相邻于第一小区(或第一地区)的工作频带的频带中进行滤波，以在相邻地区或小区产生干扰，该干扰电平低于所述相邻地区或小区自己产生的干扰。
7、根据权利要求1的方法，其特征在于，每个呼叫被分配一个从一组正交码中选择的码。
8、根据权利要求1的方法，其特征在于，第一小区(或第一地区)分配给它一个频带或一组频带，该频带位于相邻小区或地区所用的一组频带的中央。
9、根据权利要求1的方法，其特征在于，第一小区(或第一地区)的发射功率大于相邻小区或地区的发射功率总和。
10、根据权利要求9的方法，其特征在于，第一小区(或第一地区)发射机系统所用的放大器和相邻地区或小区发射机系统所用的放大器都是多载波类型，并且都具有相同的特性，除了功率余量，第一小区(第一地区)放大器的功率余量小于相邻地区的放大器的功率余量。
11、一种具有用于利用多个不同载波频带的蜂窝通信系统功率放大器的发射机，所述发射机用于这样一种小区(10)(或地区)，其中分配的频带数目低于系统可用的总频带数目，所述发射机提供有在放大器上游的信号峰值削波装置，以便优化放大器的效率，该发射机的特征在于，它使用对小区(或地区)所用载波频带执行峰值削波滤波特性，在通信系统的其它载波频带中，由于所述峰值削波导致的频谱功率贡献对所述其它载波频带不为零。
12、如权利要求11的发射机，其特征在于，滤波特性对工作频带和其它频带应用相同的峰值削波频率。
13、如权利要求11的发射机，其特征在于，滤波特性是这样的，即，第一小区的工作频带衰减大于其它频带的衰减。
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