CN1308795A - 在无线电通信***中信道分配的方法和基站*** - Google Patents
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Abstract
按照本发明将时隙的第一部分分配给第一个基站和将时隙的第二部分分配给第二个基站,特别是在无线电通信***的下行方向具有TDD-帧结构和具有CDMA用户分离的宽带无线电传输。没有FDMA-组成的帮助,也就是在极端情况下对于具有频率重复值为1的无线电通信***,从而将相邻基站之间的干扰显著地减少。
Description
本发明涉及到在无线电通信***中信道分配的方法和基站***,特别是在具有宽带信道的移动无线电***中,在其中将信号按照TD/CDMA-用户分离方法进行传输。
在无线电通信***中将信息(例如语音,图象信息或者其他数据)借助于电磁波经过放送和接收无线电站(基站以及移动站)之间的接口进行传输。此时电磁波的发射是用载波频率进行的,这些载波频率位于安排在各个***上的频带上。对于具有CDMA-或者TD/CDMA-传输方法的未来移动无线电***经过接口,例如UMTS(万能移动无线电通讯***)或者其他的第三代***将频率安排在频带为大约2000MHz上。
作为频分多址(FDMA)、时分多址(TDMA)或者码分多址(CDMA)已知方法其区别是信号源及其处理方法。在US 5 719 859 A中已知一种用TDMA-传输方法的无线电通信***。在DE 195 49 148A1中已知将这种方法组合的无线电通信***。GSM-移动无线电***相反只利用FDMA和TDMA的组合。两种***利用比一大很多的频率重复值(频率重新使用群),这样通过FDMA-组成可以减少相邻基站之间的干扰。在这种***中信道分配方法只涉及到FDMA-组成。
本发明的任务是,给出一种减少干扰的方法和基站***,即使频率重复值接近于1。此任务是通过具有权利要求1特征的方法和具有权利要求14特征的基站解决的。有利的扩展结构可以从子权利要求中获悉。
按照本发明将时隙的第一部分分配给第一个基站和将时隙的第二部分分配给第二个基站。没有FDMA-组成的帮助,也就是说在极端情况下对于无线电通信***具有频率重复值为1,从而相邻基站之间的干扰非常小。当固定分配给两个基站时则产生的时间群为2。将时隙的其他部分分配给其他基站时,则可以将时间群调整为3或者4等。
与已知的无线电通信***相反将资源“时隙”在***内进行分配。这特别在宽带无线电通信***中是个优点,在其中只有很少频带提供使用,例如在第三代移动无线电***中的“不成对-频带”。一个有利的使用情况是用TDD-传输方法(时分复用)的移动无线电通信***,在其中将一个频带的时隙利用在上行方向和下行方向。
按照本发明有利的扩展结构分配不包括时隙的第一和第二部分,则基站只在分配给它的时隙上发送以及接收。在这种情况下基站之间的干扰明显减少。
混合的信道分配方法涉及到可能最佳利用无线电技术资源带来很大优点。其中将时隙的第一和第二部分固定分配和将时隙的第三部分动态分配。混合的信道分配方法将固定和动态信道分配方案的优点统一起来,见I.Katzela和M.Naghshineh,“蜂窝移动通信***信道分配方案:全面的服务”,IEEE私人通信,6月1996年,10-31页。通过部分的固定分配将信令费用维持得很少和通过部分的动态分配将高数据率集中在单个蜂窝上。特别后者是可能的,如果将时隙的第三部分负荷有关地可以分配给多个基站时。因此也可以将高数据率,例如384kbps,分配给一个单个用户,因为将无线电技术资源不至于过分的发散。
有利的是第三部分的时隙分配是分散进行的,也就是说通过基站进行的。也可以考虑将单个时隙同时被多个基站利用。
按照本发明有利的特点是将具有高优先权的第一部分时隙作为第三部分时隙分配给移动站。因此将动态可分配的资源提供给具有高或然率的需要情况。此外将第三部分时隙分配给比传递(移交)给相邻的基站较高优先权的移动站。
为了无线电连接可以将相应的时隙进行分配,通过基站和/或移动站进行干扰测量,这样选定适合于连接的时隙以及当释放时隙时通过其他的连接将连接的传递释放给这个时隙。
利用时间正交的不同蜂窝的时隙可以局限于有用信息传输。有利的是在下行方向将管理信道和/或在上行方向将存取信道对于多个基站安排在各自一个共同的时隙上。这个措施改善了资源利用。
下面借助实施例在附图基础上详细叙述本发明。
附图表示
附图1移动无线通信***框图,
附图2TDD-传输方法的帧结构简图,
附图3多个基站信道分配简图,
附图4微蜂窝模型的干扰方案,
附图5基站的简化框图,
附图6信道分配过程图。
在附图1上表示的移动无线电通信***作为无线电通信***的例子是由很多相互连成网络的移动交换站MSC构成的,以及建立了到固定网络PSTN的入口。此外将各自具有至少一个分配无线电技术资源装置RNM的移动交换站MSC相连接。每个这样的装置RNM又有可能与至少一个基站BS相连接。这样的基站BS可以经过一个无线电接口与其他的无线电站连接,例如移动站MS或其他的移动或固定的终端机。通过每个基站BS至少构成一个无线电蜂窝Z。当分块或分级的蜂窝结构时每个被安装的基站BS也供应多个无线电蜂窝Z。在本发明的意义上一个被安装的基站构成多个有效的基站BS。
分配无线电技术资源的装置RNM和多个基站BS构成为一个基站***。
在附图1上示范性地表示了移动站MS和基站BS之间传输有用信息或信令信息的连接V1、V2、Vk。运行-或维护中心OMC实现对于移动无线电***及其部件的检查和维护功能。将这种结构功能性可以转移到其他无线电-通信***中,在其中可以使用本发明,特别是对于具有无线用户连接的用户入口网络。不考虑无线电网络规划可以使用在私人领域作为归属基站的基站,也可以与移动站MS建立连接。这个归属基站是连接在供电网络上的。
从附图2上可以看到无线电传输的帧结构。按照TDMA-组成是宽带频域分配,例如带宽B=5MHz在相同周期的多个时隙ts上例如安排了16个时隙ts0至ts15。将时隙的一部分ts0至ts9利用于下行方向和将时隙的一部分ts10至ts15利用于上行方向。之间有一个转换点SP。在TDD-传输方法时上行方向的频带UL对应于下行方向DL的频带。对于其他载波频率同样是重复的。
在用于有用数据传输的一个时隙内将多个连接的信息在无线电块上进行传输。这些用于有用数据传输的无线电块是由数据段d,在其上安置有接收方已知的训练顺序tseq1至tseqn。数据d是连接单独地用精细结构、一个用户编码c扩展的,这样例如接收方将n个连接通过这个CDMA-组成是可以分离的。
将数据d的单个符号扩展的作用是,在符号周期Tsym内将周期Tchip的Q块进行传输。此时Q块构成了连接单独的用户编码c。此外在时隙ts内安排了一个保护时间用于补偿连接的不同的信号运行时间。
在宽带频域B内将前后连续的时隙ts按照一个帧结构进行分组。这样将16个时隙ts组合成一个帧。
有利的是无线电接口使用的参数为:
块率: 4096Mcps
帧周期: 10ms
时隙数: 16
时隙周期: 625μs
扩展系数: 16
调制方式: QPSK
带宽: 5MHz
频率重复值: 1
这些参数有可能最佳协调第三代移动无线电通信的FDD(频分多址)模式。有利的是将转换点SP在蜂窝组内选择的相同。
对于下行方向DL按照附图3进行以下信道分配。将第一个时隙ts0在管理信道BCCH上用于信令化。将这个时隙ts0被多个基站BS1、BS2利用。
将时隙ts1至ts4分配给第一个基站BS1和将时隙ts5至ts8分配给第二个基站BS2,此时将这个分配也可以由运行-和维护中心OMC进行管理。将随后的时隙ts9可以动态地分配给基站BS1或者BS2中的一个。这与负荷有关。时隙ts的第一部分Ncel1即时隙ts1至ts4,第二部分Ncel2即时隙ts5至ts8和第三部分Nfloat即时隙ts9。另外也可以将管理信道BCCH直接安排在转换点SP的前边。对应于网络规划对象的其他组合是可以管理的。通信愈不均衡或整个通信负荷愈少,第三部分Nfloat愈大。I.Katzela和M.Naghshineh,“蜂窝移动通信***信道分配方案:全面的服务”,IEEE私人通信,6月1996年,19-22页,表示了信道匹配分配的例子。
在转换点SP之后,这同样也是可以管理的,在时隙ts10上安排了存取信道RACH,在其上无线电蜂窝的移动站MS可以发送用于要求无线电技术资源的存取块。所有基站BS1、BS2在上行方向UL同时接收,这里没有考虑时隙的分配。
特别是按照附图3对于移动无线电***按照附图4分成为微蜂窝是有利的。通过反射以及特别是天线,辅路可以得到供应。当频率重复值为一时涉及到用1或2标注的基站借助于时间划分安排了分组构成(群)。由于基站1和2在空间的安排在无线电蜂窝相邻的基站之间当频率重复值为一时有可能出现非常强的干扰。这种方法也可以使用在群大于2的分组中。各个分组是由形态学和与之相连的由相邻蜂窝产生的干扰电平产生的。信号/噪声-距离愈大,则时间分组损失可以愈小。
按照附图5在基站BS上进行信道分配,此时应该注意管理是通过运行-或维护中心OMC和用于分配无线电技术资源装置RNM的规定进行的。这是由发送/接收装置TX/RX组成的,将准备发射的发送信号进行数字/模拟转换,由基带转换为发射的频域和将发送信号调制和放大。信号产生装置SA在这之前将发送信号已经组合成无线电块和分配给相应的频带和时隙。信号处理装置DSP经过发送/接收装置TX/RX将被接收的信号进行处理。
通过控制装置SE控制将组成进行的组合和按照同步化将发送时间点进行的调整。将所属数据经过发送-和转换点SP和将具体的连接对象存储在存储装置MEM中。
同步化过程可以从附图6中获悉。在第一个步骤中移动站MS接收一个或多个基站BS1、BS2的管理信道BCCH上的信号和测量在不同时隙ts上的干扰。将具有功率最强的管理信道BCCH的无线电蜂窝选定和在存取信道RACH上将分配无线电技术资源相应的要求进行发送。
在第二个步骤中基站BS1、BS2对上行方向UL时隙的信号进行测量。因此也将移动站MS的资源请求,例如通过第一个基站BS1进行识别。
在第三个步骤中进行决策,是否有可能将时隙ts第一部分Ncel1的时隙ts分配给移动站MS。如果由于足够的信号/噪声距离是这种情况时,则在第四个步骤中经过分配信道将一个信道,也就是一个频域B,将时隙ts和用户编码c分配给移动站MS。
如果这不可能时,则在第五个步骤中将第三部分Nfloat的时隙ts承受负荷。然后在第六个步骤中讯问,是否在这个时隙ts上保证足够的对于连接的信号/噪声距离。如果是这种情况,则在第七个步骤中将在这个时隙ts上的信道分配给移动站MS。如果在以后的时间点上第一部分Ncel1的时隙ts变成自由的以及对于连接有足够大的尺寸是自由的时,则在这个时隙ts上进行转换分配。
对于连接也没有第三个用于资源分配要求的时隙ts被拒绝以及排长队。也可以借用相邻基站的时隙。这同时代表了最低的优先权。也可以进行管理,是否这种可能性被承认。
将移动站MS和/或基站BS通过本身的干扰测量和通过各个其他站MS、BS的干扰测量当注册时或在连续运行时得到在上行方向UL或下行方向DL关于干扰状况的信息。这样就可以实现分散的信道分配方法,在其中要求和分配涉及干扰状况有利的时隙ts。
将有效的时间群进行调整,这由于时间正交使得在蜂窝之间的干扰减少,此时不会导致固定信道分配的缺点,如通信负荷很小和有缺陷地支持比较高数据率的数据服务。信道发送是优先的、很柔性的和可以用最小可能的频率重复值支持蜂窝规划。混合的信道分配方法因此在以下方面
-很小的截止或然率,
-很小的连接中断可能性,
-通过信道分配的转换分配信号负荷很小,和
-解决了高通信负荷在宽带TDD-移动无线电通信***中建立了一个有效益的和与蜂窝环境匹配的解决方法。
Claims (14)
1.在无线电通信***中的信道分配方法,在其中,
按照TDMA-传输方法在移动站(MS)和基站(BS)之间进行无线电通信传输,
其特征为,
将时隙(ts)的第一个数(Ncel1)分配给第一个基站(BS1)和将时隙(ts)的第二个数(Nel2)分配给第二个基站(BS2)。
2.按照权利要求1的方法,其特征为,
将频带(B)的时隙(ts)使用在按照TDD-传输方法的上行方向(UL)和下行方向(DL)。
3.按照权利要求1或2的方法,其特征为,
第一部分和第二部分(Ncel1,Ncel2)的分配不包括时隙(ts),并且基站(BS1,BS2)在被分配给它的时隙(ts)上发送或者接收。
4.按照上述权利要求之一的方法,其特征为,
将时隙(ts)的第一部分和第二部分(Ncel1,Ncel2)固定分配和将时隙(ts)的第三部分(Nfloat)动态分配。
5.按照权利要求4的方法,其特征为,
将时隙(ts)的第三部分(Nfloat)可以与负荷有关地分配给多个基站(BS)。
6.按照上述权利要求之一的方法,其特征为,
第三部分(Nfloat)的时隙(ts)的分配是分散进行的。
7.按照上述权利要求之一的方法,其特征为,
将比第三部分(Nfloat)的时隙(ts)具有比较高优先权的第一部分(Nfloat)的时隙(ts)分配给移动站(MS)。
8.按照上述权利要求之一的方法,其特征为,
将第三部分(Nfloat)的时隙(ts)分配给比传递给相邻基站(BS2)具有比较高优先权的移动站(MS)。
9.按照上述权利要求之一的方法,其特征为,
由基站(BS)和/或移动站(MS)进行干扰测量,则将适合于连接的时隙(ts)选定以及当释放时隙(ts)时通过其他连接将连接传递释放到这个时隙(ts)。
10.按照上述权利要求之一的方法,其特征为,
相邻基站(BS1,BS2)利用相同的频带(B)。
11.按照上述权利要求之一的方法,其特征为,
对于无线电传输利用TDMA/CDMA-用户分离方法。
12.按照上述权利要求之一的方法,其特征为,
在下行方向(DL)在共同的时隙(ts0)上安排了多个基站(BS)的管理信道(BCCH)。
13.按照上述权利要求之一的方法,其特征为,
对于从移动站(MS)到基站(BS,BS1,BS2)的上行方向(UL)在共同的时隙(ts10)上安排了多个基站(BS)的存取信道(RACH)。
14.无线电通信***的基站***,具有多个基站(BS1,BS2),基站按照TDD-传输方法无线电传输到移动站(MS),其中将频带(B)的时隙(ts)利用在上行方向(UL)和下行方向(DL),
具有分配无线电技术资源的装置(RNM),其特征为,
装置(RNM)将时隙(ts)的第一个数(Ncel1)分配给第一个基站(BS1)和将时隙(ts)的第二个数(Ncel2)分配给第二个基站(BS2)。
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