CN1242632C - 在移动通信***中无线电信道分配判断方法和无线电信道控制装置 - Google Patents

在移动通信***中无线电信道分配判断方法和无线电信道控制装置 Download PDF

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Abstract

一种无线电信道分配判断方法和控制装置，该方法接收一个通信请求和作为通信请求目标的无线电小区中电平计量信道接收电平的计量结果，其在通信请求产生时刻从一个移动站发送出；并且判断是否有另一个移动站正通过与将分配给所述一个移动站的无线电信道相同无线电载波中的一个无线电信道执行通信，如果有，将所述另一个移动站通信使用的无线电小区中控制频率接收电平与所述一个移动站电平计量信道的接收电平进行比较的同时选择未使用的分配候选无线电信道，根据比较结果判断所述一个移动站的无线电信道的分配，如果所述一个移动站上的所述接收电平大于在所述另一个移动站的接收电平规定值，分配所选择的未使用分配候选无线电信道给所述一个移动站。

Description

在移动通信***中无线电信道分配判断方法和无线电信道控制装置
技术领域
本发明涉及在移动通信***中的无线电信道分配判断方法和无线电信道控制装置。
背景技术
在日本现在正用于提供服务的个人数字蜂窝(PDC)方式中的频率分配可以由下列两个方法操作。一种是固定信道分配(FCA)方式。在该方式中使用实际计量或理论计算预先估计传播特性和通信量分布，并且对每个基站固定地安排频率以便频率分配所需要的CIR在区域边缘可以满足。
另一个方式是动态信道分配(DCA)方式。其中在***中提供对于所有基站是可用的公共频率，和在没有未使用的FCA频率情况下分配频率。不同于FCA，DCA是按照分配时刻左右的频率利用率状态自适应地分配频率的方式。
如上所述，FCA根据频率将分配给在区域边缘上移动站的假设进行安排，而DCA通常按照分配时刻基站和移动站上相同的频率干扰条件判断是否可能分配频率，以便预计具有良好频率复用效率，但是其问题在于通信质量可能非常受无线电信号传播环境改变影响，该环境取决于分配后移动站的移动方向。
例如，由DCA分配频率的、且直接在基站之下的移动站将具有来自基站所希望信号的高接收电平，以致即使同一频率干扰电平高也可能分配。可是，如果在分配后移动站离开基站，所希望信号的接收电平将明显降低以致有可能变得更容易受同一频率干扰的影响。
另一方面，在TDMA方式中由自律分散型DCA执行无线电信道分配的情况，需要在同一无线电载波上的第二次呼叫移动站以指定时隙计量干扰电平，但是在建立与基站的同步之前很难计量分配候选无线电信道的干扰电平，以致通常不计量干扰电平而进行分配。为此，现在习惯采用一种操作，其中在第一次呼叫时刻将针对分配所需要CIR(载波干扰比)余量设置得大，以致第二次和随后呼叫的移动站即使在最坏条件下也可以连接。
如上所述，在常规TDMA移动通信方式中，通过在分配无线电信道给第一次呼叫时刻将针对分配所需要CIR余量设置得大来分配无线电信道，以致第二次和随后呼叫的移动站即使在最坏条件下也可以连接，而不计量在同一无线电载波中针对第二次呼叫的移动站干扰电平，以致有频率利用率效率被降低问题。
发明内容
本发明的门的在于提供移动通信***中无线电信道分配判断方法和无线电信道控制装置，能够防止例如由移动站移动产生的通信信道接收电平下降有关的对同一频率干扰的容错度快速下降(rapid torerancedegradation)。
本发明的另一个目的在于提供移动通信***中无线电信道分配判断方法和无线电信道控制装置，能够对第二次和随后呼叫的移动站分配稳定质量的无线电信道，而在TDMA移动通信方式的自律分散控制型信道选择方式中不产生任何频率利用率降低。
按照本发明的一种无线电信道分配判断方法，在使用TDMA移动通信方式的移动通信***的无线电信道控制装置中，通过对无线电载波进行时分复用在无线电载波中形成多个无线电信道而多个移动站的每一个使用各自的无线电信道，该无线电信道分配判断方法的特征在于：接收一个通信请求和作为通信请求目标的无线电小区中电平计量信道接收电平的计量结果，该通信请求和该计量结果在通信请求产生时刻从一个移动站发送出；并且判断是否有另一个移动站正通过与将分配给所述一个移动站的无线电信道相同无线电载波中的一个无线电信道执行通信，如果有所述另一个移动站，将所述另一个移动站通信使用的无线电小区中控制频率接收电平与所述一个移动站电平计量信道的接收电平进行比较的同时选择未使用的分配候选无线电信道，根据比较结果判断对给所述一个移动站的无线电信道的分配，其中，如果在判断步骤中在所述一个移动站上的电平计量信道的接收电平大于在所述另一个移动站上通信使用的无线电小区中控制频率接收电平规定值或更多，分配所选择的未使用分配候选无线电信道给所述一个移动站。
按照上述的无线电信道分配判断方法，其进一步的特征在于在判断步骤中：请求所述另一个移动站，从而该另一个移动站计量通信使用的无线电小区中控制频率接收电平并且发送出控制频率接收电平的计量结果，该步骤接收由所述另一个移动站响应该请求而计量和发送的控制频率接收电平，并且将所接收的控制频率接收电平与在所述一个移动站上的电平计量信道的接收电平进行比较。
按照本发明的一种无线电信道控制装置，在使用TDMA移动通信方式的移动通信***的无线电信道控制装置中，通过对无线电载波进行时分复用在无线电载波中形成多个无线电信道而多个移动站的每一个使用各自的无线电信道，无线电信道控制装置的特征在于具有：一个接收单元，用于接收一个通信请求和作为通信请求目标的无线电小区中电平计量信道接收电平的一个计量结果，该通信请求和该计量结果在通信请求产生时刻从移动站发送出；一个判断单元，用于判断是否有另一个移动站正通过与将分配给所述一个移动站的无线电信道相同无线电载波中的一个无线电信道执行通信，如果有所述另一个移动站，将所述另一个移动站通信使用的无线电小区中控制频率接收电平与所述一个移动站电平计量信道的接收电平进行比较的同时选择未使用分配候选无线电信道，根据比较结果判断给所述一个移动站的无线电信道的分配；以及一个分配单元，用于如果在判断单元中在所述一个移动站上的电平计量信道的接收电平大于在所述另一个移动站上通信使用的无线电小区中控制频率接收电平规定值或更多，则分配所选择的未使用分配候选无线电信道给所述一个移动站。。
按照上述的无线电信道控制装置，其进一步的特征在于：判断单元请求所述另一个移动站，从而所述另一个移动站计量通信使用的无线电小区中控制频率接收电平并且发送出控制频率接收电平的计量结果，该单元接收由所述另一个移动站响应该请求计量并发送出的控制频率接收电平，并且将所接收的控制频率接收电平与所述一个移动站上的电平计量信道的接收电平进行比较。
附图说明
图1是表示本发明第一和第二实施例的移动通信***中移动站配置的方框图。
图2是表示本发明第一实施例的移动通信***中基站配置的方框图。
图3是表示本发明第一实施例的移动通信***中无线电信道控制装置配置的方框图。
图4是表示图3的无线电信道控制装置的表管理单元的所管理的频率分配表所要求的CIR配置的图。
图5是表示本发明第一实施例的移动通信***中无线电信道分配判断方法的处理程序的流程图。
图6是表示本发明第二实施例移动通信***中基站配置的方框图。
图7是表示本发明第二实施例移动通信***中无线电信道控制装置配置的方框图。图8是表示本发明第二实施例移动通信***中无线电信道分配判断方法的处理程序的流程图。
首先，参照图1到5，将描述本发明第一实施例的无线电信道分配判断方法和无线电信道控制装置。
图1表示表示本发明第一实施例的移动通信***中移动站(MS)1的配置。图1的移动站1包括：一个无线电单元11用于执行移动站1中发射/接收信号的调制/解调和编码/解码；一个接收信号分析单元12用于分析来自基站的接收信号是否是电平计量请求或频率分配信号；一个电平计量单元13用于计量从基站到移动站1的下行链路接收电平；和，一个发射控制单元14用于当产生作为由接收信号分析单元12或电平计量单元13分析结果的发射信号时或当由移动站1内部信号发生单元(未示出)产生发射信号时执行发射控制。更具体地，电平计量单元13计量由连接到基站的无线电信道控制装置所指定的频率或控制频率的电平。
图2表示图1中第一实施例的移动通信***基站(BS)2与移动站1连接的配置。图2中的基站2包括：一个无线电单元21用于执行基站针对无线电区间的发射/接收信号的调制/解调和编码/解码；一个发射和接收单元22连接到无线电信道控制装置，用于利用无线电信道控制装置执行发射/接收信号；一个接收信号分析单元23用于分析来自无线电单元21和发射和接收单元22的信号；一个频率分配单元24用于当在接收信号分析单元23上接收信号被分析为来自无线电信道控制装置的频率分配信号时分配通知的频率(notified frequency)给移动站1；和一个发射控制单元25用于当在接收信号分析单元23上接收信号被分析为从无线电信道控制装置到移动站1的电平计量请求信号或从移动站1到无线电信道控制装置的电平计量信息时执行发射控制。
图3表示无线电信道控制装置30的配置，图2所示的基站通过第一实施例移动通信***中的发射和接收单元22与该装置连接。图3的无线电信道控制装置30包括：一个发射和接收单元31用于利用基站2执行发射/接收信号；一个接收信号分析单元32用于判断在发射和接收单元31接收的来自基站2的信号是否是频率分配请求或电平计量信息；一个控制单元33用于判断相关于由接收信号分析单元32给出的频率分配请求是否有任何DCA未使用的频率，并且根据接收信号分析单元32给出的电平计量信息确定分配所需要的CIR；一个表管理单元34用于管理由控制单元33使用的频率表和频率分配所需要CIR的表；一个频率分配判断单元35用于判断是否有可能分配由控制单元33所选择的分配候选频率；一个频率分配单元36用于根据频率分配判断单元35的结果执行频率分配；和一个发射控制单元37用于执行由频率分配判断单元35判断时刻产生的移动站1的电平计量请求信号的发射控制。注意，在频率分配判断单元35上判断时刻所用的分配需要的CIR是从控制单元33获得的，而下行链路接收电平信息是从接收信号分析单元32获得的。
图4表示由表管理单元34管理的频率分配表所需要CIR的配置。在图4所示频率分配表所需要CIR中，对应从移动站1获得的电平计量信道接收电平值来存储和管理频率分配所需要最佳CIR值。
接着，参照图5，将描述在第一实施例中无线电信道分配判断方法的处理程序，更具体地是无线电信道控制装置30的操作。
在进行通信请求的时刻，移动站1计量进行通信请求的无线电小区(区域)中的电平计量信道的接收电平，并且将通信请求与计量结果一起发送到移动通信网络。当来自移动站1的通信请求与电平计量信道接收电平的计量结果一起被接收时，基站2通过发射和接收单元32将这些通信请求和接收电平计量结果发送给无线电信道控制装置30。
当接收到上述通信请求和接收电平计量结果时，无线电信道控制装置30首次检查是否有任何未使用的DCA频率(步骤S1)。在没有未使用DCA频率的情况下，在该区域中的频率搜索结束(步骤S10)。在有未使用DCA频率的情况下，选择DCA的分配候选频率(步骤S2)。
无线电信道控制装置30按照与上述通信请求一起接收的移动站1上电平计量信道接收电平计量结果值查阅图4所示移动站1的频率分配表所需要的CIR，并且选择对应于接收电平计量结果值的分配所需要CIR(步骤S3)。
下面，无线电信道控制装置30进行针对移动站1的上述分配候选频率的干扰接收电平计量请求，并且获得其值(步骤S4)。然后，无线电信道控制装置30判断所获得的干扰接收电平计量结果值是否满足在步骤S3选自频率分配表的所需要CIR的分配所需要CIR(步骤S5)。在干扰接收电平计量结果满足分配所需要的CIR的情况下，该频率被分配(步骤S6)。在干扰接收电平计量结果不满足分配所需要的CIR情况下，进一步检查是否有任何未使用频率(步骤S7)，并且如果有未使用频率，选择DCA的分配候选频率(步骤S8)和操作返回到步骤S4以执行相同处理。这种频率搜索被重复直到可以找到可以分配的频率，如果找到可以分配的频率而且该频率满足分配所需要的CIR则分配该频率，反之如果没有未使用频率或没有频率满足分配所需要的CIR，在该区域中的频率搜索结束(步骤S9)。
通过执行上述处理，考虑在频率分配后有关相同频率干扰的容错度，实现频率分配成为可能。
如上所述，按照本发明的第一实施例，无线电信道控制装置存储和管理对应于表中移动站电平计量信道接收电平的频率分配所需要的最佳CIR，并且一旦从移动站接收到通信请求和接收电平计量结果，自适应地选择对应来自该表的接收电平计量结果的频率分配所需要的最佳CIR，根据所选择的频率分配所需要CIR判断是否可能分配频率，以便使防止对于相同频率干扰的容错度快速下降，此下降与由例如本来在下行链路接收电平高的位置分配给予频率的移动站运动所引起的通信信道所希望信号接收电平下降有关。
注意，在上述说明中，第一实施例已经描述为用于执行频率分配判断的一种方法和装置，但是也可能通过以所述说明中的无线电信道替代频率来实现执行无线电信道分配判断的方法和装置。
下面，参照图6和图8，将说明本发明第二实施例的无线电信道分配判断方法和无线电信道控制装置。
在本发明第二实施例的移动通信***中，移动站1的配置与图1所示的相同。可是，在第二实施例中，无线电单元11在移动站中执行发射/接收信号的调制/解调和编码/解码，接收信号分析单元12分析在无线电单元11上所接收的信号是否是电平计量请求信号或无线电信道分配信号，用于计量下行链路接收电平的电平计量单元13计量由无线电信道控制装置所指定的无线电信道或控制频率的接收电平，而发射控制单元14当由接收信号分析单元12或电平计量单元13产生作为分析结果的发送信号时或当由移动站内部信号发生单元产生发送信号时执行发射控制。
图6表示了在第二实施例的移动通信***中与图1所示移动站一起使用的基站4的配置。图6的基站4包括：一个无线电单元41用于执行基站针对无线区间的发射/接收信号的调制/解调和编码/解码；一个发射和接收单元42用于利用无线电信道控制装置执行发射/接收信号；一个接收信号分析单元43用于分析来自无线电单元41和发射和接收单元42的信号；一个无线电信道分配单元44用于当接收信号被分析为来自接收信号分析单元43上的无线电信道控制装置的无线电信道分配信号时，分配所通知的无线电信道给移动站1；一个发射控制单元45用于当接收信号被分析为从无线电信道控制装置到移动站1的电平计量请求信号或是从移动站1到接收信号分析单元43上的无线电信道控制装置的电平计量信号时执行发射控制。
图7表示无线电信道控制装置50，图6所示的基站4通过第二实施例移动通信***中的发射和接收单元42与其连接。图7的无线电信道控制装置50包括：一个发射和接收单元51用于利用基站4执行发射/接收信号；一个接收信号分析单元52用于判断在发射和接收单元51上所接收的信号是否是第二呼叫的无线电信道分配请求或电平计量信息；一个控制单元53用于当判断第二呼叫的无线电信道分配请求为接收信号分析单元52的分析结果时，判断当前所使用无线电载波中是否有任何未使用无线电信道或是否有未使用无线电载波，一个表管理单元54用于管理由控制单元53使用的无线电信道表；一个无线电信道分配判断单元55用于根据在接收信号分析单元52上所接收的电平计量信息判断是否有可能分配由控制单元53选择的分配候选无线电信道；一个无线电信道分配单元56用于根据无线电信道分配判断单元55的结果执行无线电信道分配；一个发射控制单元57用于无线电信道分配判断单元55判断时产生的移动站1电平计量请求的发射控制。注意，在无线电信道分配判断单元55上的判断结果表示分配是不可能时，控制单元53通知此事和再次请求提取分配候选无线电信道。
下面，参照图8，将描述第二实施例中无线电信道分配判断方法的处理程序，更具体地，描述无线电信道控制装置50的操作。
在产生通信请求的时刻，移动站1计量无线电小区(区域)内电平计量信道的接收电平，通信请求产生在该小区中，并且将通信请求与计量结果一起通过基站4发送给无线电信道控制装置50。当接收到来自移动站1的通信请求以及电平计量信道接收电平计量结果时，无线电信道控制装置50判断在该区域中是否已经分配了DCA(动态信道分配)的无线电载波，是否有另一个移动站正在使用与将分配给上述移动站1的无线电信道的相同无线电载波中的无线电信道执行通信(步骤S11)。在没有分配DCA的无线电信道的情况下，通过使用新的DCA无线电载波执行针对移动站1的第一呼叫无线电信道分配(步骤S19)。注意，在对移动站1第一呼叫的无线电信道分配中，当所选择的无线电信道满足基站4和移动站1上的分配所需要的CIR时，接收到来自移动站1的通信请求的无线电信道控制装置50选择分配候选无线电信道并执行此分配。
在通过步骤S11的判断已经将DCA无线电信道分配给另一个第一呼叫的移动站的情况下，判断在已经分配的无线电载波中是否有未使用的无线电信道(步骤S12)。在有未使用的无线电信道情况下，通过将移动站1作为第二次呼叫的移动站为移动站1选择未使用分配候选无线电信道(步骤S13)。
然后，对无线电小区中用于另一个第一次呼叫移动站通信的控制频率接收电平L1与第二次呼叫移动站1的电平计量信道的接收电平L2进行比较，判断L1+α≤L2是否成立(步骤S14)。作为比较结果，当第二次呼叫的移动站1的电平计量信道的接收电平L2大于无线电小区中用于另一个第一次呼叫移动站通信的控制频率接收电平L1规定余量α或更多时，上述所选择的无线电信道被分配给移动站1(步骤S15)。
在步骤S14的比较结果是L1+α＞L2的情况下，即当第二次呼叫的移动站1的电平计量信道的接收电平L2不大于无线电小区中用于另一个第一次呼叫移动站通信的控制频率接收电平L1规定余量α或更多时，无线电信道控制装置50检查在另一个当前使用的(或剩下的)DCA无线电载波中是否有未使用无线电信道(步骤S16)。在有DCA未使用无线电信道情况下，选择可能分配的无线电信道(步骤S17)并且对该所选择的无线电信道从步骤S14开始重复处理。在通过重复在已分配的DCA无线电载波中不能检测到可能分配的无线电信道的情况下，通过将该移动站1作为第一次呼叫的移动站分配新的DCA无线电载波(步骤S18)。
在通过步骤S12的判断没有未使用DCA无线电信道情况下，通过将移动站1作为第一次呼叫移动站分配新的DCA无线电信道(步骤S20)。
注意，在判断是否可能分配的上述处理中，对第一次呼叫的移动站的控制频率接收电平与第二次呼叫的移动站电平计量信道接收电平进行比较，但是替代这种情况中使用的第一次呼叫的移动站控制频率接收电平，也有可能使用第一次呼叫的移动站通信信道接收电平。
另外，在步骤S14中用于比较的第二次呼叫的移动站1电平计量信道的接收电平L2是与通信请求一起从移动站1发送给无线电信道控制装置50的内容，并且由于无线电信道控制装置50请求另一个移动站计量并返回通信所使用的无线电小区中控制频率接收电平L1，另一个第一次呼叫移动站使用的无线电小区中控制频率接收电平L1是所计量的从另一个移动站接收的控制频率接收电平L1。
如上所述，按照本发明的第二实施例，无线电信道控制装置与无线电小区内电平计量信道的接收电平计量结果一起接收来自一个移动站的通信请求，并判断是否有另一个移动站正执行与将分配给那个移动站的无线电信道相同的无线电载波中无线电信道上的通信，在有另一个移动站的情况下将另一个移动站通信使用的无线电小区中控制频率接收电平与那个移动站上电平计量信道的接收电平进行比较，并且根据比较结果判断分配无线电信道给那个移动站。因此，不需要以移动站第二次和随后呼叫为理由在对第一次呼叫分配无线电信道时刻针对分配所需要CIR设置大余量，因而有可能分配稳定质量的无线电信道给甚至移动站的第二次和随后呼叫而不降低频率利用率效率。

Claims (4)

1.一种无线电信道分配判断方法，在使用TDMA移动通信方式的移动通信***的无线电信道控制装置中，通过对无线电载波进行时分复用在无线电载波中形成多个无线电信道而多个移动站的每一个使用各自的无线电信道，该无线电信道分配判断方法的特征在于：
接收一个通信请求和作为通信请求目标的无线电小区中电平计量信道接收电平的计量结果，该通信请求和该计量结果在通信请求产生时刻从一个移动站发送出；和
判断是否有另一个移动站正通过与将分配给所述一个移动站的无线电信道相同无线电载波中的一个无线电信道执行通信，如果有所述另一个移动站，将所述另一个移动站通信使用的无线电小区中控制频率接收电平与所述一个移动站电平计量信道的接收电平进行比较的同时选择未使用的分配候选无线电信道，根据比较结果判断对给所述一个移动站的无线电信道的分配，
其中，如果在判断步骤中在所述一个移动站上的电平计量信道的接收电平大于在所述另一个移动站上通信使用的无线电小区中控制频率接收电平规定值或更多，分配所选择的未使用分配候选无线电信道给所述一个移动站。
2.根据权利要求1中所述的无线电信道分配判断方法，其进一步的特征在于在判断步骤中：请求所述另一个移动站，从而该另一个移动站计量通信使用的无线电小区中控制频率接收电平并且发送出控制频率接收电平的计量结果，该步骤接收由所述另一个移动站响应该请求而计量和发送的控制频率接收电平，并且将所接收的控制频率接收电平与在所述一个移动站上的电平计量信道的接收电平进行比较。
3.一种无线电信道控制装置，在使用TDMA移动通信方式的移动通信***的无线电信道控制装置中，通过对无线电载波进行时分复用在无线电载波中形成多个无线电信道而多个移动站的每一个使用各自的无线电信道，无线电信道控制装置的特征在于具有：
一个接收单元，用于接收一个通信请求和作为通信请求目标的无线电小区中电平计量信道接收电平的一个计量结果，该通信请求和该计量结果在通信请求产生时刻从移动站发送出；
一个判断单元，用于判断是否有另一个移动站正通过与将分配给所述一个移动站的无线电信道相同无线电载波中的一个无线电信道执行通信，如果有所述另一个移动站，将所述另一个移动站通信使用的无线电小区中控制频率接收电平与所述一个移动站电平计量信道的接收电平进行比较的同时选择未使用分配候选无线电信道，根据比较结果判断给所述一个移动站的无线电信道的分配；和
一个分配单元，用于如果在判断单元中在所述一个移动站上的电平计量信道的接收电平大于在所述另一个移动站上通信使用的无线电小区中控制频率接收电平规定值或更多，则分配所选择的未使用分配候选无线电信道给所述一个移动站。
4.根据权利要求3中所述的无线电信道控制装置，其进一步的特征在于：判断单元请求所述另一个移动站，从而所述另一个移动站计量通信使用的无线电小区中控制频率接收电平并且发送出控制频率接收电平的计量结果，该单元接收由所述另一个移动站响应该请求计量并发送出的控制频率接收电平，并且将所接收的控制频率接收电平与所述一个移动站上的电平计量信道的接收电平进行比较。
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