CN1082788A - 改善提供蜂窝移动***业务路由结构的方法及其装置 - Google Patents

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Abstract

一种改善蜂窝式移动无线电***的无线提供业 务路由结构的方法，该***包括许多相邻的无线电网 孔，在每个网孔的边缘至少安置一个固定台和扇形区 开线，以一个信道组的频率照射并延伸网孔的部分地 区。在相邻网孔的过渡区至少一个附加的固定台和 扇形区天线，并以该网孔的相同信道组传送。网孔的 两个或两个以上的固定发射机同时发送。在线性业 务路由结构中的网孔呈星形结构，它是由部分重叠的 椭圆形区构成。

Description

本发明涉及根据权利要求1前序部分改善以无线电方式提供移动无线电***业务（tratffc）路由的方法，蜂窝式移动无线电网络的区别在于被提供的区域被分为网孔，其中每个网孔都是由一个固定（电）台提供的。分配给每个网孔一个信道组，每一个信道组都由几个信道组成，“信道”意味着通信信道，经过这些信道与移动台保持话音或数据通信。它们都是双工无线电信道以用于双向传送。“移动台”这个术语包含所有类型的用户设备。为了获得大的用户容量，该信道组可在该区域中的一定距离被再使用以供不同的连接。应该注意不能有公共信道干扰，因而没有相互干扰。如果移动台在无线通信期间从一个网孔改变到一个邻近网孔，则发生转移（hand-over），那时该***必须执行转移过程。在以前的网络中，转移过程包括从一个固定台到另一个固定台的连接转换和从所要离开的网孔的无线电信道到邻近网孔的无线电信道的改变。因此在网孔边界可能经常出现不希望有的多重转换，而这种转换常常引起通信故障。
通常各网孔具有六角形的或正方形的结构，网孔的结构要安排得可使全部提供的区域都受到均匀地“照射（illuminate）”。然而，这些网孔结构不可能在各种情况下经济地用于具有近似相等分布的业务量的人口稠密的城镇地区，因为它们不是最佳地适应于城镇规划的各方面（例如平行街道中房屋的行列）。此外，在业务路由和行车（driving）方向改变的交叉点处，可能会出现会话的中断，这是因为每条业务路由是由不同的频率“照射”的缘故，因此在具有行车方向改变的交叉点处，一定的场强已不能再保持住，而且在要求的时间内不能完成转换转移。
在人口稠密地区，由于有限的可用频率资源，移动通信***也有容量的问题。因此增加了使用具有几百米范围的微网孔，它们是以固定台的低发射功率和低架设的天线为特征的。结果得到了较短的绝对干扰距离，这在延伸的微网孔区可变换为较高的容量。
但是这个方法有一些缺点。无线电网孔的成形是不规则的而且具有高扩散的场强分布。为了保持一个最小的信噪比，需要更多的频率组构成较大的簇群，结果是容量欠比例地（underpropotional）增加。由于有多重转移，出现了过比例（overproportional）增加***负荷。此外，转移过程的地点和时间是苛刻的（critical）的，特别是在地形边缘的道路交叉地区，其场强有20dB或更多的波动，这常常导致通信的中断。
为此，本发明的目的是提出一种确保改善近似相等分布业务量的人口密集的经济上发展的城镇地区的无线电网孔的“照射”的方法。同时它还确保在临界点如道路交叉点可以保持有无线电通信的畅通和在改变网孔的转移过程中仍然免受干扰。
上述目的是利用权利要求1的特征部分指明的特点来的实现的，本发明的方法以无线电网络结构为基础，该网络结构是特别设计的，以用于提供线性的业务路由，该业务路由具有或没有交叉点，并且在几个空中台（aerial    station）照射的网孔的边缘区中，凡提供相同网孔的所有台也都使用相同的频率。本发明的有益的实施例表明在从属权利要求中。因此，对包含在一条链路中的这些台需要有选择地配置适当的功率。在接收侧，可有利地使用分集接收组合。本发明的一个优点是：具有频率改变的转移过程被限制在由始发的网孔和目标同等地提供的地区。
因此，在这样的一个网络结构中，有两种转移。一种是隐式的或“软”转移，它是在固定台一侧通过适当的分配功率进行的，而不需要移动台来识别，其过程是在交叉点地区发生的。它是通过站之间的逐渐转移进行的，这些站包含在无线电链路中并以相同的信道组提供一个网孔。在这过程期间，总是要涉及链路中的两个或多个固定台，但信道没有改变。优点是：在方向改变的交叉地区，没有发生信道改变的转移过程，而这种转移过程是有严格的定时要求的。
第二种转移是通常知道的形式，其中信道改变的发生过程是在两个孔的重叠区进行。重叠区是固定发射台周围的近似无定向天线的区域，在这些区域通常移动台同样地在旧和新的信道上传输，因此不管是转移的时间或地点将都不是临界的。
本发明的方法的一个例子在下面结合图1进行更详细的叙述。线性业务路由结构中的网孔不像通常的六角形或正方形网孔，而具有一个星形结构，它是由互相部分重叠的椭圆区（1-26）构成的。几个相同的网孔组合成一个网格状结构，其中网孔被两个不同的信道组f1和f2交替地照射。这样相同的频率可以每隔一个网孔进行重复。
固定台（51-67）设置在每两网孔之间的过渡区中，两副定向天线被安置在那里，它们以相反的方向辐射而提供椭园形的照射区，此外，向该台最接近的小区（101-117）提供的一付近似的无方向天线也被安置在该发射台中。在一个网孔的两相邻台中分别相互面对的扇形区提供的小区具有相同的频率。因此，在线性提供的情况下，多达两个台，在交叉点的区域内多达四个包括在一条链路中。因此通常一个移动台在分配给它的信道上可从几个台得到相同频率的相同信号。在这种情况下在固定台侧各台的功率的百分率以这样的方式进行调节：一方面使接收机输入端组合的信号超过了预定的信噪比，而另一方面其造成干扰在公共信道的网孔中仍上无害的。这种功率调节是利用一种数学算法执行的，该计算是固定台从移动台接收到的电平、移动台测量的组合（aggregate）电平及实测质量的函数。
据此，在交叉点区域内，在一条无线电链路中，四个最接近（电）台的每个台都包含约所需的组合功率的四分之一。移动台离开其它台越远，它就越靠近一个台，它对该链路的相对贡献越大，由于遮蔽，更远离的或接收较差的台的功率可以减少。
在所示的结构中两个相邻网孔中的每个台都包括两副前述相反方向的定向天线，在两个相邻网孔中的上述天线（根据定义被提供不同的（即分开的）标为f1和f2的频率组。以小圆圈表示的各台的附近小区（101-117）同样地被提供两个相邻网孔的频率即f1和f2。这样就构成了相邻网孔的重叠区域，重叠区的数量受到天线特性和辐射功率的影响，只在这些受控制区，在有信道改变的网孔之间才发生转移。
具有这种新的无线电网络结构与上述微网孔概念相比，可获得容量上的明显增加。在提供线性和交叉的业务路由过程中，通常可以由双倍的簇群来实现，如图1所示（但是实际上可能需要三倍簇群或甚至更多）。这意味着，除了由于较小的网孔面积而增加容量外，还由于频率更频繁地重复使用使容量进一步增加。此外，实现了改进的提供和改进的链路质量。由于在受控制范围的区域中发生转移，因此，不管是地点还是时间都苛刻时，其中在转换前后都提供相同的高质量，因此***的负荷也减轻了。
本发明主题事物不仅从各项权利要求的主题事物可以明显看出，而且从这些权利要求的互相组合也能明显看出。在这些文件（包括摘要以及附图所示的特定的空间结构）中所公开的细节和特征都作为本发明的主要内容来申报的。与先有技相比较，它们各自的特征及其组合都是新颖的。
这里提出的方法不仅可用于人口稠密地区的微网孔结构中，也可以相同的方式并具有相同的优点用于其它的线性提供的小区，例如公路、铁路和内陆通航运河。

Claims (15)

1、改善无线电提供蜂窝式移动无线电***业务路由结构的方法，所述的业务路由结构包括以任何角度交叉的各个业务路由，所述的蜂窝式移动无线电***包括多个相邻的、相接触的或彼此重叠的无线电网孔，共中在每个网孔的边缘区域内设置具有至少一副扇形区的天线的至少一个固定发射台，该扇形区的天线以一个信道组的无线电频率被提供的这个网孔的至少一部分，其特征在于：
至少一个附加的固定发射台设置在与直接相邻网孔的过渡区内，该发射台至少有一副扇形区天线，该扇形区天线提供具有它本身提供的网孔的固发射机相同的信道组的这个网孔。
2、根据权利要求1的述的方法，其特征在于，在附加的固定发射台里设有至少一副附加的近似无方向性天线，该天线与被提供的该网孔的信道组一起并且在以使传送的信道组率辐射并至少相邻的网孔起作用。
3、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在附加的固定发射台中设有至少正好与被提供的相邻网孔一样多的近似无方向性天线，其中每副天线与由它提供的网孔的信道一起作用。
4、根据权利要求1-3中任一个权利要求所述的方法，其特征在于，与一个网孔相关的多个发射机都是相互同步的。
5、根据权利要求1至4中任一个权利要求所述的方法，其特征在于，在每个固定台中，每个信道以各自的可变的功率进行发射，其中，在这个信道上的一个固定台的各自功率以即与固定台发射功率对称动台接收机输入端所起的作用有关的给定的关系被调节。
6、根据权利要求1至4中任一个权利要求所述的方法，其特征在于，在每个固定台中的每个信道以各自的可变的功率进行发送，其中在这个信道上的一个固定台的各自功率以即与固定台接收机输入端接收来自移动台的功率具有一个给定的关系进行调节。
7、根据权利要求5所述的方法，其特征在于，固定台的发射机功率以这样的方式进行调节，亦即在移动台的接收机输入端的组合功率刚好高于相对于一给定的具有减弱的传输质量的最小容许的信噪。
8、根据权利要求1至7的任一个权利要求所述的方法，其特征在于，移动台的发送是由该移动台所在处的网孔的固定台的毗邻的网孔的固定台接收;在这些固定台之间有一个以这样的方法调节它们的发射机功率：最接近该移动台的固定台以一个给定的功率发送，而远离该移动台的固定台以比给定的功率较小的部分发送或完全切断。
9、根据权利要求1至8的任一个权利要求所述的方法，其特征在于，移动台的发送是由该移动台所在处的网孔的固定台和吡邻网孔的固定台接收;为改善质量，这些接收的信号采用由文献可知道的分集组合方法。
10、根据权利要求1至9的任一个权利要求所述的方法，其特征在于，在通信状态的移动台从一个网孔的一个扇区到这个网孔的相邻的扇区的转移过程是通过适当地分配照于该网孔的固定的功率发生的。
11、根据权利要求1至9的任一个权利要求所述的方法，其特征在于，处于通信状态的移动台从一个网孔量个相邻网孔的转移过程是利用信道的改变发生的，在这种方法中总是只包含一个固定台，在那里转移过程在局部区域发生，该局部区域主要地由一副近似非定向天线或多副天线射。
12、一种用于蜂窝式移动无线电***的无线电网孔照射的装置，包括在形成一个簇群的每种情况下的一个或多个网孔，其中在每个网孔的边缘区域内至少安置一个固定台，该固定台至少包括一副扇形区天线，该天线以一个信道组复盖至少对这个网孔的区域，其特征在于，有几副扇形区天线与每个固定台相关联，其中每副扇形区天线在任何给定时刻指向被提供的网孔的中心的方向。
13、根据权利要求12所述的装置，其特征在于，每个固定台中的每个信道的发射机功率是可变的，它随这个固定台的接收机输入端从移动台接收到的功率的变化而变化并调节相对于这个移动台的各个发射的功率。
14、根据权利要求12和13的任一权利要求所述的装置，其特征在于，每个固定台仅发射一部分功率，这是必需提供给整个网孔的发射机率的一部分。
15、一种用于蜂窝式移动无线电***无线电提供业务路由结构的方法，该业务路由结构包括以任何角度交叉的各条业务路由，该蜂窝式移动无线电***包括许多相互接触的或相互部分重叠的相邻的无线电网孔，其中每个无线电网孔以一个信道的无线电频率传送，其特征在于：对于无线电提供业务路由结构来说，无线电网孔以这样的方式安排，亦即，在各种情况下它们照射到相对于以下述方式的无线电提供的业务路由结构的一些部分区，这种方式形成n波束“子结构”作为各自的被照射区，并使业务路由结构的两个或多个各自的业务路由的交叉点位于一个无线电网孔内。
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