專利名稱：分配無(wú)線電信道的微處理器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及移動(dòng)通信的一種系統(tǒng)和方法，尤其涉及移動(dòng)通信網(wǎng)中動(dòng)態(tài)無(wú)線信道分配的微處理器。
背景技術(shù)：
在數(shù)據(jù)移動(dòng)網(wǎng)中，很好地接收和解碼無(wú)線信號(hào)的能力取決于接收機(jī)中的載波/干擾強(qiáng)度比C/I。顯然，過低的C/I將導(dǎo)致無(wú)線電連接質(zhì)量差或總損耗大。另一方面，如果C/I比很高，無(wú)線通信質(zhì)量也未必很好，這是因?yàn)?，傳輸方法被設(shè)計(jì)成能對(duì)付一定量的噪聲，這樣，在高于某一C/I量值時(shí)就能很好地解調(diào)和解碼接收信號(hào)。然而，過高的C/I不利于最大限度地提高網(wǎng)絡(luò)容量。因此，要么應(yīng)降低載波強(qiáng)度C以減小對(duì)其他接收機(jī)所造成的干擾，要么應(yīng)允許其他發(fā)射機(jī)產(chǎn)生較大的干擾。這就要求提供一種方法，以便從可用無(wú)線頻譜中得到更大的容量。因此，過大的C/I造成了容量的損耗。
申請(qǐng)WO 97/32444提供了一種用于為蜂窩電話系統(tǒng)中的小區(qū)分配頻率信道的方法。該申請(qǐng)涉及為蜂窩電話系統(tǒng)中的小區(qū)自動(dòng)分配頻率信道。根據(jù)上行鏈路干擾電平測(cè)量上行鏈路信號(hào)質(zhì)量。針對(duì)所選擇的頻率信道，由相應(yīng)的收發(fā)信機(jī)來(lái)測(cè)量上行鏈路干擾電平。根據(jù)上行鏈路信號(hào)質(zhì)量和上行鏈路干擾電平的測(cè)量來(lái)計(jì)算無(wú)線電臺(tái)站的信號(hào)-干擾比。另一申請(qǐng)US 5594949提供了一種方法和裝置，用于本地估計(jì)基站所用的下行鏈路信道上的干擾，以確定新呼叫的候選信道。當(dāng)要建立與移動(dòng)臺(tái)的新連接時(shí)，基站命令那些已連接的移動(dòng)臺(tái)進(jìn)行干擾測(cè)量。然后利用這些測(cè)量來(lái)估計(jì)新連接在下行鏈路信道中存在的干擾?；疽钥刂菩诺罍y(cè)量接收到的移動(dòng)臺(tái)的信號(hào)強(qiáng)度，并根據(jù)該測(cè)量來(lái)估計(jì)移動(dòng)臺(tái)將從基站接收到的信號(hào)強(qiáng)度。然后，基站BTS根據(jù)所述干擾測(cè)量和所述信號(hào)強(qiáng)度測(cè)量計(jì)算出載波/干擾比。因此，眾所周知的最終目的是，在任何時(shí)候都應(yīng)將C/I均勻地分布到網(wǎng)絡(luò)中的所有接收機(jī)。
然而，在現(xiàn)有GSM網(wǎng)(全球移動(dòng)通信系統(tǒng))中，這一目的根本不能達(dá)到。以下陳述概述了目前現(xiàn)狀頻率分配計(jì)劃是固定的，即各基站收發(fā)信機(jī)(TRX)都被分配了一個(gè)頻率或一個(gè)跳頻序列。這樣妨礙了根據(jù)擴(kuò)展的C/I的判據(jù)將信道即頻率和TDMA(時(shí)分多址)時(shí)隙(TS)分配給移動(dòng)臺(tái)(MS)?？傊?，切換(HO)和功率控制(PC)決定不是基于C/I，而是基于其他不太適當(dāng)?shù)牧咳鐖?chǎng)強(qiáng)(FS)和質(zhì)量(平均誤碼率)。有些C/I測(cè)量可由基站BTS來(lái)提供，但它們僅限于用于上行鏈路方向(MS至BTS)。對(duì)于鄰近小區(qū)，只進(jìn)行BCCH頻率(控制信道)上的FS測(cè)量。HO是在并不一直知道非BCCH頻率上的無(wú)線狀況的情況下進(jìn)行的。
跳頻(FH)按時(shí)提供統(tǒng)計(jì)干擾分布，但通常不能進(jìn)行當(dāng)前干擾管理。
在軟容量增強(qiáng)特性智能下層上層(underlay overlay)(IUO)中，逐個(gè)小區(qū)地完成C/I評(píng)估，并在TDMA幀的所有8個(gè)TS上進(jìn)行平均。這里，C/I表示MS處的最壞情形而不是實(shí)際C/I。在常規(guī)的自動(dòng)頻率規(guī)劃(AFP)原理中，定期地根據(jù)C/I判據(jù)來(lái)改善固定頻率分配計(jì)劃。雖然C/I根據(jù)有效網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)量來(lái)計(jì)算，但是，正如IUO的情況一樣，得到的C/I矩陣涉及小區(qū)區(qū)域之間的干擾，而不是MS本身所受到的干擾。此外，還有一個(gè)主要問題，即還要得到從基站控制器BSC到外部AFP工具的大量測(cè)量數(shù)據(jù)?？傊?，在現(xiàn)有GSM網(wǎng)中，沒有將C/I均勻地分布到接收機(jī)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所提出的解決方案比完全在GSM范圍內(nèi)的現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)有改進(jìn)。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種在電信網(wǎng)絡(luò)中基于至少一個(gè)信號(hào)-干擾判據(jù)來(lái)分配無(wú)線電信道的方法，所述電信網(wǎng)絡(luò)包括至少一個(gè)固定收發(fā)信機(jī)，所述的至少一個(gè)收發(fā)信機(jī)被配置成具有與移動(dòng)無(wú)線電臺(tái)站的多個(gè)連接，其特征在于，所述方法包括步驟為與所述電信網(wǎng)絡(luò)相連接的至少兩個(gè)移動(dòng)無(wú)線電臺(tái)站計(jì)算第一信號(hào)-干擾估計(jì)，其中所述至少兩個(gè)移動(dòng)無(wú)線電臺(tái)站包括在第一信道上與所述電信網(wǎng)絡(luò)相連接的第一移動(dòng)無(wú)線電臺(tái)站以及至少一個(gè)第二移動(dòng)無(wú)線電臺(tái)站；為所述第一移動(dòng)無(wú)線電臺(tái)站計(jì)算第二信號(hào)-干擾估計(jì)，所述第二信號(hào)-干擾估計(jì)用以估計(jì)所述第一移動(dòng)無(wú)線電臺(tái)站由第二信道所服務(wù)的可選項(xiàng)；為所述至少一個(gè)第二移動(dòng)無(wú)線電臺(tái)站計(jì)算第三信號(hào)-干擾估計(jì)，所述第三信號(hào)-干擾估計(jì)用以估計(jì)所述第一移動(dòng)無(wú)線電臺(tái)站由所述第二信道所服務(wù)的可選項(xiàng)；將所述第二、第三信號(hào)-干擾估計(jì)與所述至少一個(gè)信號(hào)-干擾判據(jù)相比較；基于所述比較步驟，為所述第一移動(dòng)無(wú)線電臺(tái)站執(zhí)行信道分配。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供了一種移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)，包括多個(gè)基站以及至少一個(gè)基站控制器，每個(gè)基站都能夠向相關(guān)小區(qū)的區(qū)域傳送無(wú)線電信號(hào)，并且從所述相關(guān)小區(qū)的區(qū)域接收無(wú)線電信號(hào)，用以與所述相關(guān)小區(qū)中的移動(dòng)無(wú)線電臺(tái)站進(jìn)行通信，其中多個(gè)所述基站與所述基站控制器相連接，其特征在于，所述移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)包括用于為與所述移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)相連接的至少兩個(gè)移動(dòng)無(wú)線電臺(tái)站計(jì)算第一信號(hào)-干擾估計(jì)的裝置，其中所述至少兩個(gè)移動(dòng)無(wú)線電臺(tái)站包括在第一信道上與所述移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)相連接的第一移動(dòng)無(wú)線電臺(tái)站以及至少一個(gè)第二移動(dòng)無(wú)線電臺(tái)站；用于為所述第一移動(dòng)無(wú)線電臺(tái)站計(jì)算第二信號(hào)-干擾估計(jì)的裝置，所述第二信號(hào)-干擾估計(jì)用以估計(jì)所述第一移動(dòng)無(wú)線電臺(tái)站由第二信道所服務(wù)的可選項(xiàng)；用于為所述至少一個(gè)第二移動(dòng)無(wú)線電臺(tái)站計(jì)算第三信號(hào)-干擾估計(jì)的裝置，所述第三信號(hào)-干擾估計(jì)用以估計(jì)所述第一移動(dòng)無(wú)線電臺(tái)站由所述第二信道所服務(wù)的可選項(xiàng)；用于將所述第二、第三信號(hào)-干擾估計(jì)與至少一個(gè)信號(hào)-干擾判據(jù)相比較的裝置；基于所述比較，為所述第一移動(dòng)無(wú)線電臺(tái)站執(zhí)行信道分配的信道分配裝置。
根據(jù)本發(fā)明的再一個(gè)方面，提供了一種基站控制器，用于監(jiān)控與所述基站控制器相連接的多個(gè)基站，并且用于監(jiān)控通過無(wú)線電連接與其中一個(gè)所述基站相連接的移動(dòng)無(wú)線電臺(tái)站的通信，其特征在于，所述基站控制器包括用于為與通信網(wǎng)絡(luò)相連接的至少兩個(gè)移動(dòng)無(wú)線電臺(tái)站計(jì)算第一信號(hào)-干擾估計(jì)的裝置，其中所述至少兩個(gè)移動(dòng)無(wú)線電臺(tái)站包括在第一信道上與所述通信網(wǎng)絡(luò)相連接的第一移動(dòng)無(wú)線電臺(tái)站以及至少一個(gè)第二移動(dòng)無(wú)線電臺(tái)站；用于為所述第一移動(dòng)無(wú)線電臺(tái)站計(jì)算第二信號(hào)-干擾估計(jì)的裝置，所述第二信號(hào)-干擾估計(jì)用以估計(jì)所述第一移動(dòng)無(wú)線電臺(tái)站由第二信道所服務(wù)的可選項(xiàng)；用于為所述至少一個(gè)第二移動(dòng)無(wú)線電臺(tái)站計(jì)算第三信號(hào)-干擾估計(jì)的裝置，所述第三信號(hào)-干擾估計(jì)用以估計(jì)所述第一移動(dòng)無(wú)線電臺(tái)站由所述第二信道所服務(wù)的可選項(xiàng)；用于將所述第二、第三信號(hào)-干擾估計(jì)與至少一個(gè)信號(hào)-干擾判據(jù)相比較的裝置；基于所述比較，為所述第一移動(dòng)無(wú)線電臺(tái)站執(zhí)行信道分配的信道分配裝置。
根據(jù)本發(fā)明的再一個(gè)方面，提供了一種在電信網(wǎng)絡(luò)中基于至少一個(gè)信號(hào)-干擾判據(jù)來(lái)分配無(wú)線電信道的微處理器，所述電信網(wǎng)絡(luò)包括至少一個(gè)固定收發(fā)信機(jī)，所述收發(fā)信機(jī)具有與移動(dòng)無(wú)線電臺(tái)站的多個(gè)連接，其特征在于，所述微處理器被設(shè)置成為與所述電信網(wǎng)絡(luò)相連接的至少兩個(gè)移動(dòng)無(wú)線電臺(tái)站計(jì)算第一信號(hào)-干擾估計(jì)，其中所述至少兩個(gè)移動(dòng)無(wú)線電臺(tái)站包括在第一信道上與所述電信網(wǎng)絡(luò)相連接的第一移動(dòng)無(wú)線電臺(tái)站以及至少一個(gè)第二移動(dòng)無(wú)線電臺(tái)站；為所述第一移動(dòng)無(wú)線電臺(tái)站計(jì)算第二信號(hào)-干擾估計(jì)，所述第二信號(hào)-干擾估計(jì)用以估計(jì)所述第一移動(dòng)無(wú)線電臺(tái)站由第二信道所服務(wù)的可選項(xiàng)；為所述至少一個(gè)第二移動(dòng)無(wú)線電臺(tái)站計(jì)算第三信號(hào)-干擾估計(jì)，所述第三信號(hào)-干擾估計(jì)用以估計(jì)所述第一移動(dòng)無(wú)線電臺(tái)站由所述第二信道所服務(wù)的可選項(xiàng)；將所述第二、第三信號(hào)-干擾估計(jì)與所述至少一個(gè)信號(hào)-干擾判據(jù)相比較；基于所述比較，控制所述第一移動(dòng)無(wú)線電臺(tái)站的信道分配。
本發(fā)明的主要優(yōu)點(diǎn)在于在每一MS處都確定C/I并連續(xù)地對(duì)它進(jìn)行跟蹤。這樣使得網(wǎng)絡(luò)可以檢測(cè)各MS的不足的或過大的C/I，然后再評(píng)估網(wǎng)絡(luò)的總下行鏈路的C/I分布。本地和全局干擾管理都可進(jìn)行。
切換即HO和下行鏈路功率控制(PC)均基于C/I判據(jù)。網(wǎng)絡(luò)對(duì)潛在HO或下行鏈路PC決定對(duì)所有受這種決定影響的MS的影響進(jìn)行比較。因此，HO和下行鏈路PC決定也都基于C/I。因干擾而使呼叫掉線的風(fēng)險(xiǎn)較小。
鑒于這種基于C/I的HO，網(wǎng)絡(luò)可以提高C/I過低的MS的C/I和降低C/I過高的MS的C/I，從而使所有MS上的C/I均勻化，以便盡可能接近最均勻的C/I分布。
除BCCH之外，基本上沒有頻率規(guī)劃。頻率按要求進(jìn)行分配，以便用于根據(jù)C/I所確定的信道分配和HO。TRX中的各TS可分配給不同的頻率，這與每一TRX都有固定頻率分配不同。沒有跳頻(FH)，即信道上所用的頻率一般不隨幀而變。
每一HO完成后各MS接收到的鄰近小區(qū)的列表如下所述?？梢愿鶕?jù)各種判據(jù)如C/I、速度、業(yè)務(wù)量、急劇字段丟失(rapid field drop)等為MS提供專用鄰近表。這樣使得可以管理各種覆蓋網(wǎng)絡(luò)層(如宏和微層)，或要求報(bào)告各組鄰近小區(qū)的列表的地點(diǎn)，以便作出最優(yōu)信道分配決定。
如果本地業(yè)務(wù)量超過了根據(jù)所安裝TRX的數(shù)量為各小區(qū)確定的本地硬容量限制，那么只能強(qiáng)迫進(jìn)行下行鏈路C/I擴(kuò)展。
所有這種C/I擴(kuò)展使得實(shí)際容量和質(zhì)量提高。期望在不犧牲質(zhì)量的情況下達(dá)到3到3.5之間的有效頻率重用。容量和質(zhì)量根據(jù)實(shí)際業(yè)務(wù)量來(lái)權(quán)衡。
干擾管理的焦點(diǎn)在于MS自身處的無(wú)線狀況而不是根據(jù)小區(qū)平均情況。鑒于此，網(wǎng)絡(luò)可以被認(rèn)為是“單邏輯小區(qū)”，而MS沿著它自己通過網(wǎng)絡(luò)的軌道被監(jiān)測(cè)。
本發(fā)明也可被認(rèn)為是大有改進(jìn)的無(wú)規(guī)劃的IUO，其中C/I測(cè)量此時(shí)表示MS處的實(shí)際情況。
在網(wǎng)絡(luò)中，由基站控制器BSC確定各移動(dòng)臺(tái)MS的C/I比。在現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)中，計(jì)算下行鏈路載波強(qiáng)度C和干擾I所需的大多數(shù)數(shù)據(jù)都已在BSC中。BSC知道哪個(gè)BTS以哪一頻率和以多大的發(fā)射功率發(fā)送。將這一信息與各MS的在服務(wù)信道上和BCCH頻率上的場(chǎng)強(qiáng)測(cè)量結(jié)果相結(jié)合足以計(jì)算出實(shí)際和潛在C/I比。
在標(biāo)準(zhǔn)GSM系統(tǒng)中(其中BTS各自工作并且它們的傳輸彼此不同步)，無(wú)法要求知道不同BTS的傳輸之間的相對(duì)時(shí)序。本發(fā)明可用來(lái)調(diào)整與同一BSC連接的各BTS的時(shí)隙。實(shí)際上，本發(fā)明提供了這種調(diào)整以實(shí)現(xiàn)時(shí)隙調(diào)整。
本發(fā)明還給出了以下一些優(yōu)點(diǎn)，以便實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)
通常無(wú)需頻率規(guī)劃。AFP是不必要的，因?yàn)榉荁CCH頻率并未預(yù)先分配，而實(shí)際上以動(dòng)態(tài)方式進(jìn)行分配。利用本發(fā)明，其余BCCH頻率規(guī)劃可以在適當(dāng)位置很容易地自動(dòng)進(jìn)行，并且可能無(wú)需常規(guī)的AFP。
本發(fā)明不用IUO。因此，無(wú)需費(fèi)力地為IUO進(jìn)行相當(dāng)復(fù)雜和耗時(shí)的規(guī)劃。
本發(fā)明工作時(shí)不用FH。因此，無(wú)需所有與FH或IFH(智能跳頻)有關(guān)的規(guī)劃，如跳頻序列和跳頻序列號(hào)的選擇。
HO和下行鏈路PC被大大簡(jiǎn)化。所需參數(shù)較少，并且大多數(shù)參數(shù)都可以更容易地規(guī)劃和精選，因?yàn)樗鼈兣c干擾控制、網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量、業(yè)務(wù)量控制和硬容量緊密相關(guān)。常規(guī)HO和PC方法可能還需要處理BSC間的HO和一些特殊情況如上行鏈路問題，但由于它們很難得用到，因此減少了對(duì)精選參數(shù)的要求。
業(yè)務(wù)量控制(即通過業(yè)務(wù)切換在小區(qū)之間動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)移容量)更容易地自動(dòng)進(jìn)行，因?yàn)檐浫萘颗cC/I目標(biāo)之間成正比關(guān)系，這便于控制HO和PC過程。根據(jù)不同的載波/干擾比，可以按不同的比率將用戶分類。
綜上所述，根據(jù)本發(fā)明的時(shí)隙調(diào)整和分配提供了實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)整網(wǎng)絡(luò)的主要步驟，其中大多數(shù)網(wǎng)絡(luò)參數(shù)不再需要或者根據(jù)有效網(wǎng)絡(luò)中得到的測(cè)量結(jié)果和統(tǒng)計(jì)自動(dòng)地由網(wǎng)絡(luò)來(lái)調(diào)整。


圖1簡(jiǎn)要示出了電信網(wǎng)絡(luò)，圖2示出了利用已知幀位移的時(shí)隙調(diào)整，圖3示出了在同步網(wǎng)絡(luò)中如何確定C/I，圖4示出了BTS傳輸功率值的BSC實(shí)時(shí)矩陣，圖5示出了BCCH與非BCCH功率之間的關(guān)系，圖6示出了BSC的圖解。
具體實(shí)施例方式
獨(dú)立的名稱為“Network Synchronisation and Method ofSynchronisation of a Network”的專利申請(qǐng)WO-A-9957826提出了一種方法，在這種方法中詳述了如何在空中接口中實(shí)現(xiàn)時(shí)隙調(diào)整。這一獨(dú)立的專利申請(qǐng)公開了基站控制器(BSC)如何處理來(lái)自若干個(gè)基站(BTS)的下行鏈路傳輸。于是，BSC確定必須對(duì)各基站的傳輸作出多少調(diào)整，以便將所有傳輸都調(diào)整到有意義的時(shí)間幀范圍內(nèi)，從而使網(wǎng)絡(luò)同步。這一獨(dú)立的專利申請(qǐng)公開了如何檢測(cè)通過空中接口的基站之間的幀序號(hào)和時(shí)隙的差別。這樣使BSC知道各BTS在其8個(gè)時(shí)隙的每一時(shí)隙上的傳輸之間的時(shí)間差。
BTS傳輸?shù)臅r(shí)隙調(diào)整提供了一些很明顯的好處，例如同步切換，它可消除聽得到的喀嚦聲。然而，時(shí)隙調(diào)整帶來(lái)了一些附加解決方法，這些方法通過降低頻率重用來(lái)提高網(wǎng)絡(luò)的容量。
圖1簡(jiǎn)要示出了電信網(wǎng)絡(luò)。該網(wǎng)絡(luò)包括若干個(gè)基站(BTS)1、2、3等。每個(gè)基站BTS都有一個(gè)無(wú)線收發(fā)信機(jī)，它能向相應(yīng)小區(qū)4、5、6的區(qū)域發(fā)送無(wú)線信號(hào)和接收來(lái)自相應(yīng)小區(qū)的區(qū)域的無(wú)線信號(hào)。基站可通過這些信號(hào)與可能在相應(yīng)小區(qū)中的移動(dòng)臺(tái)9通信。該移動(dòng)臺(tái)終端9本身也包括一個(gè)無(wú)線收發(fā)信機(jī)。各基站都通過基站控制器(BSC)7與移動(dòng)交換中心(MSC)連接，MSC本身又與公用電話網(wǎng)(PSTN)10鏈接或與其他移動(dòng)交換中心(未示出)鏈接。利用這種系統(tǒng)，移動(dòng)臺(tái)的用戶可以建立對(duì)目的地的電話呼叫或相應(yīng)連接，該目的地可以是PSTN中的用戶或是移動(dòng)網(wǎng)中的另一個(gè)移動(dòng)臺(tái)甚至是計(jì)算機(jī)網(wǎng)(未示出)中的終端。
以下段落描述了本發(fā)明對(duì)各個(gè)不同的網(wǎng)絡(luò)單元的要求。所有要求都符合眾所周知的GSM系統(tǒng)并且還可與其他移動(dòng)通信系統(tǒng)如CDMA一起使用，但這里只結(jié)合GSM來(lái)舉例說(shuō)明。
圖2示出了利用已知幀位移的時(shí)隙調(diào)整。網(wǎng)絡(luò)要求要同步，這意味著，這里BTS脈沖串傳輸是同時(shí)的，即所有BTS的時(shí)隙都要互相協(xié)調(diào)。TDMA幀分界和幀序號(hào)不必同步，但BSC必須知道所有這些BTS之間的幀分界和幀序號(hào)之間的差別(圖2)。
如何達(dá)到這一同步的解決方案如以上作為參考的專利申請(qǐng)WO-A-9957826中所詳述。針對(duì)本發(fā)明的大多數(shù)情況，假定由同一BSC控制的所有BTS都是按這種方法同步的。
為了充分發(fā)揮本發(fā)明的作用，應(yīng)避免在網(wǎng)絡(luò)中的任何時(shí)候出現(xiàn)同信道干擾。同信道干擾是由以同一頻率但在相鄰TS中發(fā)送的脈沖串所產(chǎn)生的。這取決于時(shí)隙調(diào)整所達(dá)到的精度，還取決于同信道干擾有效時(shí)所經(jīng)過的距離，這本身又取決于BTS傳輸功率。距離和傳輸功率這樣選擇最近的鄰近場(chǎng)地被認(rèn)為是潛在強(qiáng)干擾，而次最近的鄰近場(chǎng)地被認(rèn)為是潛在弱干擾。因此，可通過適當(dāng)?shù)木W(wǎng)絡(luò)規(guī)劃來(lái)避免有效的同信道干擾，這一點(diǎn)對(duì)熟練技術(shù)人員而言是已知的。在所引用方法中，時(shí)隙調(diào)整的目標(biāo)精度是5μs。根據(jù)GSM技術(shù)要求，連續(xù)TS中的兩個(gè)脈沖串之間的間隔在低于標(biāo)稱發(fā)射功率的功率下降6dB的兩點(diǎn)之間必須是至少14μs。因此，如果足夠近時(shí)可能干擾的BTS相距至少約1.5km，那么完全可以假定以同一頻率但在相鄰TS中發(fā)送的脈沖串之間沒有干擾。(注意，1.5km相當(dāng)于5μs的傳播延時(shí))。
這一同步精度對(duì)應(yīng)于每km2約0.5個(gè)場(chǎng)地的最小值(只要最近的鄰近場(chǎng)地可能是干擾)，或?qū)?yīng)于每km2約2個(gè)場(chǎng)地的最小值(如果次最近的鄰近場(chǎng)地也是潛在干擾)(應(yīng)當(dāng)理解，這兩個(gè)數(shù)與矩形網(wǎng)有關(guān))。在高度密集的市區(qū)，已用宏層來(lái)滿足這一要求，為此，一般最大的密度為每km2約3個(gè)場(chǎng)地。
相鄰的BCCH頻帶以稀疏重用方式進(jìn)行使用。
基本上，所有其他的頻率與任一TRX都無(wú)關(guān)。因此，無(wú)需為非BCCH頻率進(jìn)行頻率規(guī)劃。
BSC邊界是個(gè)例外。沿著各BSC邊界的每一邊，不相交的頻率組與靠近邊界的小區(qū)有關(guān)，因此，跨過每個(gè)BSC邊界時(shí)的干擾對(duì)本發(fā)明而言可忽略。這類似于沿著國(guó)界的頻率規(guī)劃，在此使用同一頻帶的不同網(wǎng)絡(luò)不允許相互干擾太大。
既不使用FH又不使用IUO或IFH。本發(fā)明超越了這些現(xiàn)用容量解決方案，因此它還有一些重要優(yōu)點(diǎn)。
總的來(lái)說(shuō)，不同的層(如宏和微層)需要各自的BCCH和非BCCH頻帶。然而，在不同的層中共享BCCH和非BCCH頻率通常不會(huì)使本發(fā)明的方案無(wú)效。也就是說(shuō)，本發(fā)明在不同的網(wǎng)絡(luò)層(即宏、微和微微小區(qū)層)使用相同的頻率的情況下也能起作用。
由于BCCH頻率上的信道也可用于初始信道分配，因此，每個(gè)小區(qū)的一個(gè)“安全的”即稀疏重用的頻率可能不足以滿足很高容量的小區(qū)。如果出現(xiàn)這種情況，那么從一個(gè)單獨(dú)的頻帶中分配一個(gè)固定的稀疏重用的頻率給某個(gè)附加的TRX。這相當(dāng)于將一個(gè)以上的TRX分配給IUO中的正規(guī)層。
BTS(更精確地說(shuō)，BTS的收發(fā)信機(jī))必須能改變每個(gè)TS上的頻率。同步FH的TRX通常只能改變其每TDMA幀(即每8個(gè)TS)的頻率。然而，新BTS可規(guī)定用于每個(gè)TS上的獨(dú)立FH序列，因此在不對(duì)BTS作任何硬件修改的情況下應(yīng)滿足本發(fā)明的要求。
BTS必須根據(jù)BSC的命令獨(dú)立地為每個(gè)TS分配和不分配頻率。
下面，將描述除了所要求的基本同步方案之外在基站控制器BSC中還要求進(jìn)行的某種改進(jìn)。再者，在實(shí)現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的BSC時(shí)，在BSC中還需要有效的實(shí)時(shí)處理能力和存儲(chǔ)器。下面，將描述動(dòng)態(tài)估計(jì)載波強(qiáng)度和干擾的方法。
由于有了同步網(wǎng)絡(luò)，使得BSC可以估計(jì)MS在服務(wù)信道上所受到的C/I。同樣，如果MS由同步網(wǎng)絡(luò)中的任何其他信道所服務(wù)，那么BSC也可以估計(jì)該MS可能受到的潛在C/I(圖3)。這一過程如何實(shí)現(xiàn)參照?qǐng)D3來(lái)說(shuō)明。
下面，將描述如何估計(jì)鄰近小區(qū)中的最大潛在載波強(qiáng)度。
由于這些BCCH頻率是稀疏重用的，因此，來(lái)自其他BCCH頻率的對(duì)MS的最強(qiáng)鄰近小區(qū)的BCCH頻率的干擾很小。由于BCCH頻率取自連續(xù)的頻帶，因此，只存在來(lái)自非BCCH頻率的可忽略的鄰信道干擾。
因此，MS針對(duì)任何強(qiáng)鄰近小區(qū)c所報(bào)告的場(chǎng)強(qiáng)(FS)測(cè)量結(jié)果SBCCH(c)(用dBm表示)近似于這一MS可能受到的最大載波強(qiáng)度CBCCH(c)，如果該MS由這一特定小區(qū)所服務(wù)的話。由于在BCCH頻率上沒有功率控制(PC)，因此CBCCH(c)正好近似于BCCH頻率上每個(gè)TS的潛在載波強(qiáng)度。對(duì)于每個(gè)非BCCG信道，CBCCH(c)是當(dāng)BTS以最大功率發(fā)射時(shí)所預(yù)期的最大載波強(qiáng)度。
下面，將描述如何估計(jì)干擾強(qiáng)度。
圖4中，BSC為所有小區(qū)的所有頻率和所有時(shí)隙建立了一個(gè)BTS傳輸功率值的實(shí)時(shí)矩陣。將所測(cè)量的BCCH載波附近的場(chǎng)強(qiáng)與BTS傳輸功率值一起用于計(jì)算來(lái)自鄰近小區(qū)的同信道干擾的成分。
以比圖4中更詳細(xì)地來(lái)描述，BSC識(shí)別與知道BCCH頻率和基站識(shí)別碼BSIC的MS所報(bào)告的每一BCCH的FS測(cè)量結(jié)果相應(yīng)的小區(qū)。盡管BSIC和BCCH頻率一般不能唯一地識(shí)別小區(qū)，然而BSC可以通過其他方式識(shí)別小區(qū)。例如，如果BSC預(yù)編程有所有BTS的地理位置，那么它可以利用正確的BSIC和BCCH頻率從所有這些小區(qū)中選出某個(gè)其BTS在地理位置上與服務(wù)BTS最近的小區(qū)。
識(shí)別出所報(bào)告的小區(qū)c之后，此時(shí)BSC可以識(shí)別在這一小區(qū)c中的所有分配信道(圖4)。對(duì)于頻率為f時(shí)隙為s的各個(gè)信道，BSC得知所用的BTS傳輸功率電平PWR(c，f，s)。具有MS的服務(wù)頻率和具有與MS的服務(wù)TS同時(shí)發(fā)送的TS的信道是真正的同信道干擾并對(duì)影響MS的C/I中的總干擾I有影響。在以下公式中，無(wú)論BTS還是MS處，同時(shí)的TS都用s表示，盡管它們實(shí)際上在其各自的TDMA幀域中可能具有不同的TS序號(hào)，這是因?yàn)閹纸绮皇峭降?但BSC知道)。
任何其他信道也是潛在干擾并對(duì)MS可能受到的C/I中的總干擾I有影響，如果該MS由其服務(wù)小區(qū)的相應(yīng)信道所服務(wù)的話。同樣，也可以識(shí)別實(shí)際和潛在的鄰信道干擾。在MS處的來(lái)自鄰近小區(qū)c的頻率為f和TS為s中的同信道干擾Ic(c，f，s)直接由MS針對(duì)小區(qū)的BCCH頻率所報(bào)告的FS測(cè)量結(jié)果即CBCCH(c)給出，如果在BCCH上使用最大BTS功率即功率PWR(c，fBCCH)的話。這是因?yàn)椋瑢?shí)際傳輸特征在整個(gè)頻帶上非常類似，而與頻率(例如是GSM 900、GSM 1800還是GSM 1900)無(wú)關(guān)。對(duì)于雙頻帶、單BCCH網(wǎng)絡(luò)，必須考慮兩個(gè)頻帶中不同的信號(hào)衰減。這一關(guān)系是已知的和目前在覆蓋規(guī)劃中所用的。
如果干擾BTS傳輸功率(由于PC)被減小，那么必須將BCCH頻率上的FS測(cè)量結(jié)果CBCCH(c)修正到較低的值，以免過高估計(jì)MS處的干擾。在合理的近似中，將所測(cè)量的FS減去滿額與實(shí)際BTS傳輸功率之間的差(以dBm為單位)(圖5)，即Ic(c，f，s)＝CBCCH(c)-(PWR(c，fBCCH)-PWR(c，f，s)).
這一近似也可用于標(biāo)準(zhǔn)GSM功率預(yù)算計(jì)算，以便功率預(yù)算切換和HO候選評(píng)估。此外(但未必)，還可以采用更完善的考慮到非線性傳播特征的修正方法。
下面描述干擾計(jì)算的進(jìn)一步改進(jìn)可用以下兩種方法中的任一方法來(lái)處理鄰信道干擾。
在一種方案中，只不過是對(duì)MS處的干擾進(jìn)行修正(這可能適用于同信道干擾)。這一修正的量值可以根據(jù)GSM要求(例如-30dB)、一般的典型值(例如-40dB)或?yàn)楦鰾TS指定的預(yù)編程到BSC中的專用值得出。在這一方案中，對(duì)于合成的同信道和鄰信道干擾，每一頻率、TS和MS只有一個(gè)干擾值(和一個(gè)C/I)。
在更完善的方案中，BSC針對(duì)每一頻率、TS和MS計(jì)算出同信道和鄰信道干擾的各自干擾值(和各自C/I)。不是采用修正方法，而是利用C/I評(píng)估的下限閾值和切換決定。例如，這種閾值可以是鄰信道C/I比同信道C/I低18dB。
通過應(yīng)用另一種對(duì)干擾的修正，還可考慮到下行鏈路不連續(xù)傳輸(DTX)。最普通的修正是以dB所表示的傳輸所用的幀的相對(duì)量。可以根據(jù)實(shí)際業(yè)務(wù)量來(lái)計(jì)算傳輸所用的幀的相對(duì)量，或者只要因DTX發(fā)送了約一半脈沖串就使用典型值例如-3dB。同樣，對(duì)于并非所有的幀都用于傳輸(例如半費(fèi)率話音、專用信令)的干擾信道，可以計(jì)算出相應(yīng)的干擾減少量。
為了分配并不連續(xù)使用各TDMA幀(例如半費(fèi)率話音或?qū)Ｓ眯帕?的信道，可以針對(duì)每一潛在信道分配計(jì)算出干擾成分。另一種簡(jiǎn)單得多的方案是利用針對(duì)全信道計(jì)算出的干擾成分作為統(tǒng)計(jì)近似。此時(shí)，BSC知道每一MS處的來(lái)自小區(qū)s的頻率為f和TS為s中的所有干擾成分Ic(c，f，s)。
對(duì)于各MS，此時(shí)BSC將來(lái)自不同小區(qū)的各頻率f和TS的所有這些干擾成分Ic(c，f，s)“相加”。這樣可以得出這些最強(qiáng)鄰近小區(qū)中針對(duì)8個(gè)TS(包括服務(wù)TS)的每一TS所用的每一頻率f上的總干擾I的合理估計(jì)。
I(f，s)＝Ic(c1，f，s)Ic(c2，f，s)...
這一“相加”實(shí)際上無(wú)法按嚴(yán)格的方法進(jìn)行，因?yàn)檫@可能要求知道所有干擾信號(hào)的實(shí)際時(shí)間序列。然而，在第一種近似中，按信號(hào)幅度域來(lái)求干擾的和，即所有干擾成分在用√W(而不用dBm)表示后進(jìn)行算術(shù)相加，然后將用√W表示的結(jié)果再用dBm來(lái)表示。因此，將“”運(yùn)算定義為I1I2＝20log(10^(I1/20)+10^(I2/20))還應(yīng)理解，可以采用根據(jù)無(wú)線傳播預(yù)測(cè)模型已知的更完善的算法。針對(duì)在任一所報(bào)告的鄰近小區(qū)中都不用的那些非BCCH頻率f，所有TS為s的干擾估計(jì)I(f，s)都被設(shè)定為最小值。針對(duì)服務(wù)小區(qū)在TS為s中所用的那些非BCCH頻率f，干擾估計(jì)I(f，s)被設(shè)定為最小值，當(dāng)然服務(wù)TS除外。
下面，將描述如何估計(jì)服務(wù)小區(qū)中的載波強(qiáng)度服務(wù)信道(頻率為f0和TS為s0)上的MS的FS測(cè)量結(jié)果S0表示實(shí)際載波信號(hào)C0與實(shí)際干擾I0的合成結(jié)果，即S0＝C0I0。實(shí)際干擾I0前面已計(jì)算出I0＝I(f0，s0)。因此，按信號(hào)幅度域?qū)0減去I0就可以計(jì)算出實(shí)際載波強(qiáng)度C0。為了便于小區(qū)內(nèi)的HO，估計(jì)服務(wù)小區(qū)c0中的最大潛在載波強(qiáng)度CBCCH(c0)是有用的。盡管CBCCH(c0)不是由MS所測(cè)量，但它可以根據(jù)服務(wù)小區(qū)中的實(shí)際傳輸功率PWR(c0，f0，s0)和BCCH傳輸功率(這兩者BSC均知道)推斷出來(lái)CBCCH(c0)＝C0+(PWR(c0，fBCCH)-PWR(c0，f0，s0))總之，對(duì)于BSC所服務(wù)的每一MS(即對(duì)于在BSC控制的BTS的區(qū)域中的每一MS)，BSC都知道服務(wù)信道上的實(shí)際載波強(qiáng)度和干擾，并且還知道最強(qiáng)小區(qū)中針對(duì)MS的8個(gè)TS的每一TS所用的每一頻率的潛在最大載波強(qiáng)度和潛在干擾。C/I比簡(jiǎn)單地由C-I給出，但BSC獨(dú)立跟蹤C(jī)和I。無(wú)論BSC何時(shí)接收到MS的測(cè)量報(bào)告(即通常每480ms和至少每960ms)，都要針對(duì)每一MS對(duì)這些C和I進(jìn)行計(jì)算。
BSC一直對(duì)所有這些估計(jì)進(jìn)行連續(xù)平均，以便消除統(tǒng)計(jì)發(fā)散。平均窗的大小是一個(gè)固定參數(shù)，或者由測(cè)量結(jié)果本身或由其他判據(jù)來(lái)確定。平均窗的大小應(yīng)該在2-10個(gè)測(cè)量報(bào)告的范圍內(nèi)，這取決于業(yè)務(wù)負(fù)載、MS的速度、小區(qū)的大小等。
測(cè)量結(jié)果由MS在單個(gè)測(cè)量報(bào)告中報(bào)告回來(lái)，并且是在480ms的時(shí)間段中進(jìn)行的。這一測(cè)量報(bào)告在測(cè)量周期結(jié)束后約420ms才到達(dá)BTS(對(duì)全費(fèi)率信道而言)。由于這一延時(shí)，BSC實(shí)際上必須保留估計(jì)C/I所需的信道配置數(shù)據(jù)的歷史記錄，即信道分配、BTS傳輸功率和可能的DTX使用情況。信道配置的變化通常發(fā)生在測(cè)量周期內(nèi)。C和I的估計(jì)是針對(duì)單個(gè)測(cè)量周期內(nèi)出現(xiàn)的每一信道配置來(lái)計(jì)算的，并用測(cè)量周期內(nèi)不同信道配置的有效期所占時(shí)間的比例來(lái)加權(quán)。
測(cè)量報(bào)告到達(dá)BTS所用的正確延時(shí)量無(wú)法由BSC來(lái)確定，因?yàn)闀r(shí)隙調(diào)整方案只提供了空中接口中BTS之間的同步而沒有提供Abis接口中BSC與BTS之間的同步。如果信道配置數(shù)據(jù)的變化不太經(jīng)常(即每一測(cè)量周期內(nèi)有多次)發(fā)生，那么這無(wú)關(guān)緊要。然而，確實(shí)可能得到比假定例如420ms的固定延時(shí)更好的近似。BTS知道MS的測(cè)量周期在它自己的時(shí)域內(nèi)何時(shí)發(fā)生，因?yàn)樗仨毟鶕?jù)GSM的技術(shù)要求調(diào)整它自己的上行鏈路測(cè)量的測(cè)量周期以與MS下行鏈路測(cè)量周期同時(shí)發(fā)生。因此，BTS可以利用測(cè)量周期結(jié)束時(shí)的時(shí)刻的指示來(lái)標(biāo)記它發(fā)送給BSC的測(cè)量結(jié)果。時(shí)間可以用例如幀序號(hào)來(lái)表示。這種時(shí)間標(biāo)記符合現(xiàn)有GSM技術(shù)要求，因?yàn)椤皽y(cè)量結(jié)果”Abis消息包括作為與特定運(yùn)營(yíng)者相關(guān)的數(shù)據(jù)的可選數(shù)據(jù)字段“補(bǔ)充信息”。
此時(shí)，BSC可以利用與幀序號(hào)(它與最后的測(cè)量報(bào)告一起被接收)有關(guān)的BSC內(nèi)部時(shí)間標(biāo)記來(lái)保存信道配置數(shù)據(jù)的歷史記錄。此時(shí)，唯一未知的剩余延時(shí)由通過Abis接口的延時(shí)給出，這一延時(shí)與480ms的測(cè)量周期相比較短。
對(duì)C和I的連續(xù)平均不受HO的影響，因?yàn)樗鼈兣c特定MS有關(guān)而與小區(qū)區(qū)域無(wú)關(guān)。因此，不必在HO后重新啟動(dòng)平均過程。HO不會(huì)對(duì)連續(xù)的C/I評(píng)估過程造成任何附加的等待時(shí)間。
下面，將描述在動(dòng)態(tài)信道分配中如何利用上述C/I估計(jì)。
首先，描述初始信道分配對(duì)于初始信道分配，BSC還沒有接收到來(lái)自MS的任何測(cè)量數(shù)據(jù)，因此無(wú)法評(píng)估任何信道的潛在C/I。將非BCCH信道分配給MS可能帶來(lái)在所討論MS處或在其他MS處產(chǎn)生強(qiáng)干擾的風(fēng)險(xiǎn)。一種簡(jiǎn)單的方案是，無(wú)論何時(shí)BSC不能可靠地估計(jì)MS處的潛在C/I，都始終分配BCCH頻率上的信道。為了可靠地估計(jì)MS處的潛在C/I，一旦足夠的測(cè)量結(jié)果已從MS到達(dá)BSC，BSC就應(yīng)命令切換到非BCCH信道(在同一小區(qū)中或在另一小區(qū)中)。總之，最好在非BCCH信道上有業(yè)務(wù)，因?yàn)橄滦墟溌稰C在BCCH信道上無(wú)效。
如果當(dāng)需要BCCH信道時(shí)沒有可用的BCCH信道，那么，不管有多大的干擾風(fēng)險(xiǎn)，BSC都可分配一個(gè)非BCCH信道。應(yīng)當(dāng)通過用最小潛在干擾(這是通過將小區(qū)中的所有MS的所有潛在干擾進(jìn)行平均所確定的)選擇信道的方法，來(lái)最大限度地減小這種風(fēng)險(xiǎn)。
在沒有空閑BCCH信道的情況下，也可以采用解決接入擁塞問題的傳統(tǒng)方法，即排隊(duì)、定向重試或高優(yōu)先級(jí)HO，以便釋放BCCH信道。
然后，描述基于C/I的切換下面說(shuō)明本發(fā)明使得可將HO決定建立在C/I判據(jù)基礎(chǔ)上的原理。在基于連續(xù)平均和閾值的文本中描述了某些C/I狀況的檢測(cè)，正如標(biāo)準(zhǔn)GSM HO和PC算法中那樣。然而，根據(jù)本發(fā)明的方法并不需要常規(guī)閾值。
實(shí)際和潛在C/I估計(jì)的連續(xù)監(jiān)測(cè)使得BSC不僅可以檢測(cè)HO的要求而且還可以允許評(píng)估小區(qū)中和整個(gè)BSC區(qū)域中的當(dāng)前總C/I分布。最終目的是要在小區(qū)上和在BSC區(qū)域上(根據(jù)覆蓋和硬容量限制允許情況)均勻地?cái)U(kuò)展實(shí)際C/I。BSC利用C/I目標(biāo)范圍來(lái)達(dá)到這一最終目的。有多種方法可以選擇C/I目標(biāo)范圍。例如1.運(yùn)營(yíng)者為網(wǎng)絡(luò)或?yàn)楦餍^(qū)選定固定C/I目標(biāo)范圍，以便保持某一質(zhì)量。BSC按要求應(yīng)用業(yè)務(wù)量的軟分塊來(lái)維持這一目標(biāo)。用戶可以分類成用戶組(例如商業(yè)用戶或私人用戶)，而用戶得到的質(zhì)量取決于此。
2.運(yùn)營(yíng)者確定C/I目標(biāo)范圍與本地業(yè)務(wù)負(fù)載的關(guān)系，以便半自動(dòng)地以容量換取質(zhì)量。
3.BSC自行地將C/I目標(biāo)范圍設(shè)為小區(qū)或BSC區(qū)域中的當(dāng)前平均實(shí)際C/I。這樣，針對(duì)給定的當(dāng)前業(yè)務(wù)負(fù)載可以最大限度地提高質(zhì)量。
然而，軟容量受硬容量的限制，硬容量由各小區(qū)所安裝TRX的數(shù)量決定。因此，硬容量決定了最小C/I目標(biāo)。切換與功率控制之間的關(guān)系描述如下利用本發(fā)明，PC和HO可更嚴(yán)密地處理因特網(wǎng)而PC的作用更有效。通過監(jiān)測(cè)實(shí)際C/I估計(jì)，BSC可以針對(duì)各MS檢測(cè)PC或HO的必要性。如果C/I越過了下限C/I閾值，就觸發(fā)BTS傳輸功率的提高(如果可行)或HO。如果C/I越過了上限C/I閾值，這表明MS具有不必要的高C/I，于是就觸發(fā)BTS傳輸功率的降低(如果可行)或HO。是選擇BTS傳輸功率的改變還是選擇HO通過計(jì)算這兩種可能性對(duì)所討論MS和對(duì)其他MS的潛在影響來(lái)確定。BSC執(zhí)行HO候選和PC的評(píng)估過程。
利用本發(fā)明，可以有許多比通常更可行的HO候選。HO候選由候選小區(qū)、候選頻率和候選TS確定。這些候選對(duì)象的任意組合在HO時(shí)都可以改變。原則上，可以HO到MS已報(bào)告了具有有效BSIC的任何鄰近小區(qū)、整組非BCCH頻率中的任何頻率和任何TS。為了節(jié)省BSC的處理時(shí)間，不可能用同樣完善的方法對(duì)所有HO候選都進(jìn)行評(píng)估，因?yàn)镠O候選的總數(shù)可能相當(dāng)大。例如，在具有20個(gè)非BCCH頻率和6個(gè)所報(bào)告的鄰近小區(qū)的系統(tǒng)中，每個(gè)MS都有20×6×8-1＝959個(gè)HO候選。因此，可根據(jù)簡(jiǎn)單的閾值情況立刻廢棄整組HO候選。例如，如果MS處的針對(duì)頻率和TS的某一特定組合的潛在干擾大于某一閾值，那么可認(rèn)為不HO到這一頻率和TS，而與HO候選小區(qū)無(wú)關(guān)。總而言之，根據(jù)其潛在C/I來(lái)評(píng)估HO候選。對(duì)于各MS和對(duì)于各HO候選，BSC可以估計(jì)HO決定是如何影響所討論MS的實(shí)際C/I和BSC控制下的其他MS的實(shí)際C/I的。正如這一過程所確定，HO候選可以被廢棄或者被指定優(yōu)先級(jí)。
具體地說(shuō)，考慮當(dāng)前由頻率為f0和TS為s0的小區(qū)c0服務(wù)的MSm0，而HO候選小區(qū)為c1、候選頻率為f1和候選TS為s1(注意，HO包括小區(qū)內(nèi)HO，因?yàn)閏1可以等于c0)。HO后這一MS的最大潛在C/I由載波強(qiáng)度CBCCH(c1)和干擾I(f1，s1)確定。如果認(rèn)為這一最大潛在C/I太低，例如小于下限C/I目標(biāo)閾值，則廢棄這一HO候選。如果認(rèn)為這一最大潛在C/I太高，例如大于上限C/I目標(biāo)閾值，那么利用與較早前所述同樣的方法考慮HO后PC對(duì)MS m0的潛在影響。計(jì)算候選BTS傳輸功率PWRHO(c1，f1)＜PWR(c1，fBCCH)，使得相應(yīng)的潛在(小于最大值)C/I落在C/I目標(biāo)范圍內(nèi)，最好接近于上限C/I目標(biāo)閾值。這一潛在C/I由同一干擾I(f1，s1)和這一過程中所計(jì)算出的候選載波強(qiáng)度CHO(c1)＜CBCCH(c1)確定。
如果計(jì)算出的候選BTS傳輸功率PWRHO(c1，f1)小于最小允許BTS傳輸功率，那么必須將它復(fù)位到這一最小值。因此，得到的潛在C/I大于上限C/I目標(biāo)閾值，于是該HO候選被廢棄或保持較低的優(yōu)先級(jí)。
這一HO候選對(duì)其他MS(在其他小區(qū)中)的潛在影響是雙重的。首先，在很強(qiáng)地接收到服務(wù)小區(qū)c0并且還由頻率f0在同時(shí)的TS為s0中所服務(wù)的各MS m1處的干擾I(f0，s0)將減少Ic(c0，f0，s0)。如果潛在受影響的MS m1的相應(yīng)潛在C/I大于上限C/I目標(biāo)閾值，那么降低HO候選的優(yōu)先級(jí)。針對(duì)m1的BTS傳輸功率相對(duì)于服務(wù)BTS的最大傳輸功率越高，優(yōu)先級(jí)降得越低。
另一個(gè)影響是，在很強(qiáng)地接收到服務(wù)小區(qū)c1并且已由候選頻率f1在同時(shí)的TS為s1中所服務(wù)的各MS m1處將干擾I(f1，s1)增加。這一增加的幅度由BSC根據(jù)潛在受影響的MS所接收到的BCCH載波強(qiáng)度以及MSm0的BCCH功率與候選功率之間的差PWR(c1，fBCCH)-PWRHO(c1，f1)來(lái)計(jì)算。如果根據(jù)這一潛在干擾和根據(jù)其實(shí)際載波強(qiáng)度所計(jì)算出的MSm1的潛在C/I小于上限C/I目標(biāo)閾值，那么該HO候選保持較高的優(yōu)先級(jí)。如果根據(jù)同一潛在干擾及其最大潛在載波強(qiáng)度(在其服務(wù)BTS上)而非其實(shí)際載波強(qiáng)度所計(jì)算出的MSm1的潛在C/I小于上限C/I目標(biāo)，那么該HO候選保持較低的優(yōu)先級(jí)或被廢棄。MSm1的載波強(qiáng)度必須提高越多以保持其潛在C/I小于上限C/I目標(biāo)閾值，優(yōu)先級(jí)降得越低。
下面描述了在根據(jù)本發(fā)明的方法中可用的一種功率控制方法傳輸功率的潛在變化對(duì)MSm0的服務(wù)信道的影響由BSC按照與HO候選評(píng)估類似的方式來(lái)估計(jì)。計(jì)算MSm0的服務(wù)信道的候選BTS傳輸功率，使得m0處的相應(yīng)潛在C/I落在C/I目標(biāo)范圍內(nèi)。如果候選BTS傳輸功率落在服務(wù)小區(qū)的BTS傳輸功率的允許范圍之外，則可不進(jìn)行PC。
BTS傳輸功率的潛在減小始終是有好處的。因此認(rèn)為PC具有高優(yōu)先級(jí)。如果BTS傳輸功率潛在增加，那么正如針對(duì)HO所討論的那樣來(lái)估計(jì)對(duì)其他MS的附加干擾。如果受影響的MS不滿足C/I目標(biāo)，則降低PC的優(yōu)先級(jí)。根據(jù)得到的PC的優(yōu)先級(jí)和具有最高優(yōu)先級(jí)的HO候選的HO優(yōu)先級(jí)，BSC判斷是通過改變BTS傳輸功率還是通過執(zhí)行HO來(lái)進(jìn)行總C/I評(píng)估。
下面將描述考慮到C/I值的切換BSC根據(jù)HO候選評(píng)估過程中所確定的優(yōu)先級(jí)從HO候選中選出HO目標(biāo)。由于這些優(yōu)先級(jí)基于HO對(duì)受影響的MS的C/I的潛在影響，因此，這一HO目標(biāo)選擇將使總C/I分布均勻化。BSC根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)GSM過程來(lái)命令同步HO。
BSC將前面計(jì)算出的候選BTS傳輸功率選為新信道上的初始BTS傳輸功率。
BSC甚至可以選定新信道上盡可能低的初始MS傳輸功率。這一新信道上的初始MS傳輸功率近似地由原信道上MS傳輸功率給出，由新信道和原信道之間的BTS傳輸功率的差來(lái)修改。如果上行鏈路與下行鏈路傳輸特性之間的關(guān)系就是原服務(wù)BTS與新服務(wù)BTS之間的差別，那么安全余量可能是必要的。例如，新服務(wù)BTS可能沒有接收天線分集增益。如果由于HO的影響和正如HO候選評(píng)估期間所述，任何別的MS在其服務(wù)信道上需要較高的傳輸功率，那么BSC發(fā)出相應(yīng)的PC命令。當(dāng)順利地執(zhí)行了小區(qū)間的HO后，MS接收新鄰近表；在小區(qū)內(nèi)的HO后也可以發(fā)送新鄰近表。這一鄰近表最好不是針對(duì)空閑方式過程以BCCH廣播的通用鄰近小區(qū)的列表，而最好是基于每一MS的本地環(huán)境的專用鄰近小區(qū)的列表。在BSC內(nèi)的HO時(shí)，BSC按要求將專用鄰近小區(qū)的列表發(fā)送給MS，這基于已為該MS所確定的不同特性。這些特性是針對(duì)特定鄰近小區(qū)的C和I估計(jì)、MS的位置、MS的速度、MS的速度的變化率、本地業(yè)務(wù)負(fù)載、或?qū)雨P(guān)系、或者是它們的任何綜合情況。
上述關(guān)于發(fā)送專用鄰近表本質(zhì)上是指針對(duì)快移動(dòng)MS發(fā)送宏鄰近表和針對(duì)慢移動(dòng)MS發(fā)送微鄰近表。這些特定鄰近表根據(jù)特定網(wǎng)絡(luò)狀況(例如在因急劇字段丟失而導(dǎo)致呼叫潛在掉線的情況下)被發(fā)送。
BSC間切換(HO)如現(xiàn)有GSM系統(tǒng)中那樣進(jìn)行處理?；贑/I的HO取代因功率預(yù)算、低下行鏈路質(zhì)量和低下行鏈路FS的現(xiàn)有BSC內(nèi)的HO。不再需要基于下行鏈路FS和質(zhì)量目標(biāo)范圍的功率控制。盡管基于下行鏈路C/I的HO也可能了解上行鏈路中的大多數(shù)HO狀況，然而仍需要保留上行鏈路HO判據(jù)，以適應(yīng)成問題的上行鏈路無(wú)線傳播狀況，這些狀況沒有在下行鏈路C/I評(píng)估中表現(xiàn)出來(lái)。上行鏈路PC保持不變。
利用基于C/I的HO，從干擾角度而言BSC最大限度地減小網(wǎng)絡(luò)，還最大限度地提高軟容量。在軟容量與質(zhì)量之間，存在著一種平衡，它由C/I目標(biāo)來(lái)控制。較高的C/I目標(biāo)導(dǎo)致較高的質(zhì)量但容量下降，反之亦然。根據(jù)C/I目標(biāo)執(zhí)行業(yè)務(wù)HO以適應(yīng)本地業(yè)務(wù)負(fù)載，而C/I目標(biāo)本身又可根據(jù)本地業(yè)務(wù)負(fù)載重新評(píng)估。
下面，根據(jù)舉例說(shuō)明的實(shí)現(xiàn)方式來(lái)討論鄰近小區(qū)數(shù)相應(yīng)地，在一種優(yōu)選實(shí)施方式中，每一C/I估計(jì)都只考慮來(lái)自6個(gè)最強(qiáng)鄰近小區(qū)的干擾。BSC選定鄰近表以便充分利用這6個(gè)最強(qiáng)鄰近小區(qū)。
如果確實(shí)存在6個(gè)以上重要鄰近小區(qū)，那么相對(duì)次序隨時(shí)間而變也是完全可能的。例如，強(qiáng)度差不多的不同小區(qū)可作為不同時(shí)刻的當(dāng)前第6強(qiáng)鄰近小區(qū)被報(bào)告。這樣，BSC可以確定在MS處來(lái)自6個(gè)以上的鄰近小區(qū)的干擾，但只取6強(qiáng)中不斷報(bào)告的小區(qū)中相比較小的統(tǒng)計(jì)。
目前，移動(dòng)輔助頻率分配(MAFA)正在被標(biāo)準(zhǔn)化。它使得可以暫緩鄰近小區(qū)的列表中的小區(qū)的測(cè)量，而是測(cè)量其他頻率點(diǎn)的FS，盡管在此無(wú)需BSIC報(bào)告。這也允許鄰近小區(qū)的技術(shù)要求只用于C/I估計(jì)，而所有HO候選小區(qū)必須都在標(biāo)準(zhǔn)GSM鄰近表中。
專用鄰近表特性為MAFA提供了一種臨時(shí)方案，從而無(wú)需對(duì)MS作任何修改。
這里，只考慮了下行鏈路C/I。上行鏈路測(cè)量也一定可以根據(jù)C/I進(jìn)行評(píng)估?？傊@里所提出的全面C/I估計(jì)也完全可以實(shí)現(xiàn)上行鏈路方向上的合理干擾管理。不過，需要至少一些處理上行鏈路的通用過程，以便處理本身只在上行鏈路方向上才出現(xiàn)的特殊問題。
如上所述，正確地將干擾成分相加并不能直接進(jìn)行，同樣，PC、DTX等的影響也只能近似計(jì)算。通過提高BCCH重用系數(shù)，可以減小因忽略BCCH間干擾而造成的載波強(qiáng)度和潛在干擾估計(jì)的不精確性?？衫幂^多的BCCH頻率和較少的非BCCH頻率進(jìn)行傳輸決定較高的總?cè)萘炕蛸|(zhì)量，如果這可大大地提高C/I估計(jì)的精確性的話。
盡管這種實(shí)現(xiàn)同步的方法是容錯(cuò)的，然而總是存在時(shí)隙調(diào)整暫時(shí)失敗的可能性。在這種情況下，無(wú)法評(píng)估出入非同步小區(qū)的干擾。這類似于初始信道分配的情況因此應(yīng)進(jìn)行類似的處理，例如最好應(yīng)先分配BCCH信道，直到恢復(fù)同步。
根據(jù)本發(fā)明的方法理論上不只是可適用于一個(gè)BSC，而可適用于整個(gè)網(wǎng)絡(luò)。然而，實(shí)際上，由于現(xiàn)有GSM技術(shù)要求不允許在BSC之間直接通信，因此只能在單個(gè)BSC區(qū)域內(nèi)實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。對(duì)于同步，情況也一樣。不過，本方法當(dāng)然可在每個(gè)BSC區(qū)域中實(shí)現(xiàn)，從而可以涉及整個(gè)移動(dòng)網(wǎng)。
將來(lái)，利用開發(fā)中的任何基站子系統(tǒng)(BSS)的基于新IP的互連，就可以消除這一限制。然而，計(jì)算實(shí)際和潛在C/I估計(jì)所要求的在BSC之間不斷交換信道分配數(shù)據(jù)將要求高實(shí)時(shí)容量，這可能達(dá)不到。
此外，將本方法用于整個(gè)網(wǎng)絡(luò)還要求在BSC邊界處進(jìn)行頻率規(guī)劃。再者，可能還要求網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)(NMS)負(fù)責(zé)BSC間的某些協(xié)調(diào)。例如，NMS可從不同的BSC得到的C/I統(tǒng)計(jì)以評(píng)估網(wǎng)絡(luò)很廣的C/I分布和選定各BSC或各小區(qū)的C/I目標(biāo)。
不支持本發(fā)明的基站(BTS)未必要從網(wǎng)絡(luò)中排除。不允許為各TS分配頻率的BTS仍可以按一定的方式使用，只要頻率能隨時(shí)重新分配給非BCCH傳輸且不要求使BTS暫時(shí)脫機(jī)。C/I的確定仍可以按同樣的方式進(jìn)行，但遠(yuǎn)干擾信息可能適用于少得多的頻率，因?yàn)槊恳粶y(cè)量的BCCH頻率只涉及TRX的數(shù)量所確定的少數(shù)其他頻率。HO候選中的選擇大大減少，因?yàn)橹挥挟?dāng)TRX上至多有一個(gè)所分配的頻率時(shí)才能將頻率重新分配給TRX。信道分配包括將無(wú)線信道分配給固定收發(fā)信機(jī)與無(wú)線電臺(tái)站之間的連接，并且該無(wú)線信道由時(shí)隙確定而在FDMA(頻分多址)系統(tǒng)中該無(wú)線信道由載頻確定。
在另一種實(shí)施方式中，本發(fā)明提供了這樣一種方法，它除了估計(jì)各MS處的載波/干擾強(qiáng)度比(C/I)之外還處理移動(dòng)臺(tái)(MS)所報(bào)告的所有場(chǎng)強(qiáng)測(cè)量結(jié)果?？赏ㄟ^在BSC中分析BTS傳輸之間的時(shí)間和發(fā)射功率的差別的信息來(lái)實(shí)現(xiàn)這種方法。C/I估計(jì)包括影響各MS的實(shí)際C/I和可能影響各MS的潛在C/I(如果在特殊BTS處將特殊信道分配給特殊MS，即特殊頻率和特殊時(shí)隙的分配)。這些C/I估計(jì)用于控制切換和功率控制過程，即用于判斷特殊MS何時(shí)切換到哪個(gè)BTS的特殊信道和為各MS選定盡可能低的BTS傳輸功率。
頻率不是根據(jù)“TRX”而是根據(jù)“TRX和時(shí)隙”(除BCCH外)進(jìn)行分配的。再者，所分配的頻率不隨幀而變，即不出現(xiàn)跳頻。由于沒有將頻率固定地分配給小區(qū)并且由于切換是同步的，因此，小區(qū)內(nèi)或小區(qū)間的切換非常相似并且信道分配實(shí)際上是動(dòng)態(tài)的，這只取決于C/I評(píng)估和當(dāng)前業(yè)務(wù)負(fù)載。
這些特性可以充分發(fā)揮因時(shí)隙調(diào)整所帶來(lái)的容量好處，因?yàn)樗鼈兪沟每梢赃M(jìn)行比現(xiàn)有容量方案緊密得多的頻率重用。根據(jù)特定網(wǎng)絡(luò)配置，可能達(dá)到3到3.5之間的有效重用。切換無(wú)論何時(shí)需要都可以進(jìn)行，以便使網(wǎng)絡(luò)的C/I量值均勻化。這種擴(kuò)展過程受安裝在各BTS中的TRX的數(shù)量的限制。這非常接近于頻率規(guī)劃和信道分配的最終目的(該目的是為將C/I均勻地分布到所有MS中)。
圖6示出了根據(jù)本發(fā)明的基站控制器BSC的一種可行的實(shí)現(xiàn)方式。BSC包括用于估計(jì)信號(hào)-干擾估計(jì)的裝置(CALC)20，和用于執(zhí)行信道分配的裝置(ALLOC)21。實(shí)際上，這些計(jì)算(CALC)和分配(ALLOC)功能可以實(shí)現(xiàn)成存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器(MEM)22中的執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的方法的軟件，和控制BSC的功能并運(yùn)行存儲(chǔ)器22中的程序的微處理器。用于分配信道的裝置(ALLOC)控制發(fā)向BTS和MSC(例如經(jīng)復(fù)用器(MX)23到BTS)的信號(hào)。
應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明并不局限于以上所述及其舉例說(shuō)明的實(shí)施方式，而可以在附屬權(quán)利要求書和熟練技術(shù)人員的知識(shí)的范圍內(nèi)進(jìn)行修改。
權(quán)利要求
1.一種在電信網(wǎng)絡(luò)中基于至少一個(gè)信號(hào)-干擾判據(jù)來(lái)分配無(wú)線電信道的微處理器，所述電信網(wǎng)絡(luò)包括至少一個(gè)固定收發(fā)信機(jī)，所述收發(fā)信機(jī)具有與移動(dòng)無(wú)線電臺(tái)站的多個(gè)連接，其特征在于，所述微處理器被設(shè)置成為與所述電信網(wǎng)絡(luò)相連接的至少兩個(gè)移動(dòng)無(wú)線電臺(tái)站計(jì)算第一信號(hào)-干擾估計(jì)，其中所述至少兩個(gè)移動(dòng)無(wú)線電臺(tái)站包括在第一信道上與所述電信網(wǎng)絡(luò)相連接的第一移動(dòng)無(wú)線電臺(tái)站以及至少一個(gè)第二移動(dòng)無(wú)線電臺(tái)站；為所述第一移動(dòng)無(wú)線電臺(tái)站計(jì)算第二信號(hào)-干擾估計(jì)，所述第二信號(hào)-干擾估計(jì)用以估計(jì)所述第一移動(dòng)無(wú)線電臺(tái)站由第二信道所服務(wù)的可選項(xiàng)；為所述至少一個(gè)第二移動(dòng)無(wú)線電臺(tái)站計(jì)算第三信號(hào)-干擾估計(jì)，所述第三信號(hào)-干擾估計(jì)用以估計(jì)所述第一移動(dòng)無(wú)線電臺(tái)站由所述第二信道所服務(wù)的可選項(xiàng)；將所述第二、第三信號(hào)-干擾估計(jì)與所述至少一個(gè)信號(hào)-干擾判據(jù)相比較；基于所述比較，控制所述第一移動(dòng)無(wú)線電臺(tái)站的信道分配。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微處理器，其特征在于，所述微處理器被設(shè)置成為所有與所述電信網(wǎng)絡(luò)相連接的移動(dòng)臺(tái)站計(jì)算第一信號(hào)-干擾估計(jì)，從而計(jì)算出第一信號(hào)-干擾估計(jì)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微處理器，其特征在于，所述微處理器被設(shè)置成基于無(wú)線電臺(tái)站中的測(cè)量結(jié)果，計(jì)算所述第一、第二和/或第三信號(hào)-干擾估計(jì)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的微處理器，其特征在于，所述微處理器被設(shè)置成基于在所述無(wú)線電臺(tái)站中對(duì)于在傳輸功率電平已知的信道上的接收功率電平的測(cè)量，和由同一固定收發(fā)信機(jī)傳送的任何無(wú)線信道的功率電平的信息，計(jì)算所述第一、第二和/或第三信號(hào)-干擾估計(jì)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的微處理器，其特征在于，所述微處理器被設(shè)置成對(duì)于所述無(wú)線電臺(tái)站與所述無(wú)線電臺(tái)站向其報(bào)告測(cè)量結(jié)果的所述固定收發(fā)信機(jī)之間的每個(gè)可能的無(wú)線電信道，計(jì)算信號(hào)-干擾估計(jì)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微處理器，其特征在于，所述微處理器被設(shè)置成將傳輸功率電平分配給所述固定收發(fā)信機(jī)與所述無(wú)線電臺(tái)站之間的連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微處理器，其特征在于，所述微處理器被設(shè)置成將無(wú)線信道分配給所述固定收發(fā)信機(jī)與所述無(wú)線電臺(tái)站之間的連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的微處理器，其特征在于，所述微處理器被設(shè)置成在所述固定收發(fā)信機(jī)與所述無(wú)線電臺(tái)站之間的傳輸中采用時(shí)分多址，并且利用時(shí)隙來(lái)定義無(wú)線信道。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的微處理器，其特征在于，所述微處理器被設(shè)置成在所述固定收發(fā)信機(jī)與所述無(wú)線電臺(tái)站之間的傳輸中采用頻分多址，并且利用載頻來(lái)定義無(wú)線信道。
10.根據(jù)上述權(quán)利要求6-8任一所述的微處理器，其特征在于，所述微處理器被這樣設(shè)置，即在有效無(wú)線電連接期間，分配過程使連接從所述第一信道切換到所述第二信道。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的微處理器，其特征在于，所述第一信道是第一基站與所述無(wú)線電臺(tái)站之間的無(wú)線信道，所述第二信道是第二基站與所述無(wú)線電臺(tái)站之間的無(wú)線信道。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的微處理器，其特征在于，所述第一和第二信道是所述基站與所述無(wú)線電臺(tái)站之間的無(wú)線信道。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微處理器，其特征在于，所述微處理器被設(shè)置成測(cè)量在多個(gè)無(wú)線電臺(tái)站上形成的信號(hào)-干擾分布，并將測(cè)量結(jié)果用作所述判據(jù)。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的微處理器，其特征在于，所述微處理器被設(shè)置成設(shè)定所述測(cè)量的目標(biāo)范圍。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的微處理器，其特征在于，所述微處理器被設(shè)置成在設(shè)定所述目標(biāo)范圍時(shí)考慮所述電信網(wǎng)絡(luò)中的業(yè)務(wù)負(fù)載情況。
16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微處理器，其特征在于，所述微處理器還被設(shè)置成將鄰近小區(qū)的列表發(fā)送到所述無(wú)線電臺(tái)站，所述列表用以指示所述無(wú)線電臺(tái)站執(zhí)行測(cè)量所應(yīng)該采用的頻率。
17.一種電信網(wǎng)絡(luò)中的基站控制器，其特征在于，所述基站控制器包括根據(jù)上述任何一個(gè)權(quán)利要求所述的微處理器。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種在電信網(wǎng)絡(luò)中基于信號(hào)－干擾判據(jù)來(lái)分配無(wú)線電信道的微處理器，電信網(wǎng)絡(luò)包括固定收發(fā)信機(jī)，收發(fā)信機(jī)具有與移動(dòng)無(wú)線電臺(tái)站的多個(gè)連接，微處理器被設(shè)置成為與電信網(wǎng)絡(luò)相連接的至少兩個(gè)移動(dòng)無(wú)線電臺(tái)站計(jì)算第一信號(hào)－干擾估計(jì)，至少兩個(gè)移動(dòng)無(wú)線電臺(tái)站包括在第一信道上與電信網(wǎng)絡(luò)相連接的第一移動(dòng)無(wú)線電臺(tái)站以及第二移動(dòng)無(wú)線電臺(tái)站；為第一移動(dòng)無(wú)線電臺(tái)站計(jì)算第二信號(hào)－干擾估計(jì)，第二信號(hào)－干擾估計(jì)用以估計(jì)第一移動(dòng)無(wú)線電臺(tái)站由第二信道所服務(wù)的可選項(xiàng)；為第二移動(dòng)無(wú)線電臺(tái)站計(jì)算第三信號(hào)－干擾估計(jì)，第三信號(hào)－干擾估計(jì)用以估計(jì)第一移動(dòng)無(wú)線電臺(tái)站由第二信道所服務(wù)的可選項(xiàng)；將第二、第三信號(hào)－干擾估計(jì)與信號(hào)－干擾判據(jù)相比較；基于比較，控制第一移動(dòng)無(wú)線電臺(tái)站的信道分配。
文檔編號(hào)H04J3/00GK1777320SQ20051012856
公開日2006年5月24日 申請(qǐng)日期1999年10月21日 優(yōu)先權(quán)日1998年10月21日
發(fā)明者菲利普·韋斯拜, 亞歷山大·埃瑟, 馬蒂·馬尼南, 哈努·馬蒂麥基 申請(qǐng)人:諾基亞網(wǎng)絡(luò)有限公司