專(zhuān)利名稱(chēng)：蜂窩無(wú)線(xiàn)電系統(tǒng)中調(diào)整發(fā)射功率的方法及用戶(hù)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在建立呼叫時(shí)調(diào)整蜂窩無(wú)線(xiàn)電系統(tǒng)中用戶(hù)移動(dòng)臺(tái)的發(fā)射功率的方法。這種蜂窩無(wú)線(xiàn)電系統(tǒng)在每個(gè)網(wǎng)孔中都有至少一個(gè)與處在該網(wǎng)孔內(nèi)的移動(dòng)臺(tái)進(jìn)行通信的基站；在該系統(tǒng)中，基站在至少一個(gè)對(duì)于所有移動(dòng)臺(tái)是公共的控制信道上發(fā)送有關(guān)其本身的數(shù)據(jù)；以及這系統(tǒng)有至少一個(gè)公共控制信道用于從移動(dòng)臺(tái)向基站發(fā)送要求在業(yè)務(wù)信道上建立實(shí)際連接的信道請(qǐng)求；在這系統(tǒng)中，移動(dòng)臺(tái)能根據(jù)基站在一個(gè)控制信道上發(fā)送的數(shù)據(jù)調(diào)整各自的發(fā)射功率。
在蜂窩系統(tǒng)中，當(dāng)用戶(hù)移動(dòng)臺(tái)希望與基站接觸時(shí)，就在蜂窩無(wú)線(xiàn)電網(wǎng)的為此目的特意指配的一個(gè)控制信道上發(fā)送一個(gè)信道請(qǐng)求。根據(jù)這個(gè)請(qǐng)求，基站為移動(dòng)臺(tái)分配一個(gè)用來(lái)通信的實(shí)際信道。另一方面，基站有規(guī)律地在公共控制信道上發(fā)送數(shù)據(jù)使移動(dòng)臺(tái)各自與基站收發(fā)信臺(tái)同步；在這些信道上，基站對(duì)網(wǎng)路、業(yè)務(wù)信道和控制信道的頻率以及入局呼叫所要接到的移動(dòng)臺(tái)進(jìn)行標(biāo)識(shí)。在空閑模式(已接到網(wǎng)上，但尚未受呼叫占線(xiàn))，移動(dòng)臺(tái)不斷在這些控制信道上收聽(tīng)基站的信號(hào)。
迄今所知，對(duì)于所有處于同一基站覆蓋區(qū)內(nèi)的各移動(dòng)臺(tái)來(lái)說(shuō)，在實(shí)際信道上發(fā)送信道請(qǐng)求和前幾個(gè)消息的功率電平都是相同的?；驹诠部刂菩诺郎习l(fā)送有關(guān)這個(gè)初始功率的數(shù)據(jù)以及其他有關(guān)基站的數(shù)據(jù)。在建立了連接后，基站或基站控制器開(kāi)始根據(jù)測(cè)量結(jié)果和連接質(zhì)量逐步調(diào)整移動(dòng)臺(tái)的功率。
雖然處在同一基站覆蓋區(qū)內(nèi)的各移動(dòng)臺(tái)都以相同的功率發(fā)送信道請(qǐng)求信號(hào)，但基站接收機(jī)所檢測(cè)到的來(lái)自不同移動(dòng)臺(tái)的信號(hào)的電平相差很大。這是因?yàn)闊o(wú)線(xiàn)電波傳播路徑不同而引起的。移動(dòng)臺(tái)通常是隨機(jī)地分布在基站覆蓋區(qū)內(nèi)的，而每個(gè)網(wǎng)孔的直徑可以達(dá)到30公里，因此各移動(dòng)臺(tái)到基站的距離可能差別很大。由于無(wú)線(xiàn)電波的衰減平均來(lái)說(shuō)與無(wú)線(xiàn)電波傳播距離的平方成正比，所以，以同樣功率發(fā)射的各信號(hào)在基站處接收，功率就相差很大。
當(dāng)基站在控制信道接收各個(gè)信道請(qǐng)求時(shí)。由于相繼的信號(hào)電平相差很大，就會(huì)在接收機(jī)中造成一系列問(wèn)題。在連接建立后，基站試圖調(diào)整功率，但通常需要一定時(shí)間，而且不可避免地會(huì)出現(xiàn)干擾。例如，在GSM中，當(dāng)基站接收到附近的移動(dòng)臺(tái)發(fā)來(lái)的信道請(qǐng)求信號(hào)時(shí)，如果這信號(hào)的功率很大，基站接收機(jī)可能飽和，而下一個(gè)時(shí)隙就會(huì)因接收機(jī)的不穩(wěn)定而丟失。這種情況即使在基站遵從GSM技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行工作時(shí)也可能發(fā)生。在連接建立后，基站開(kāi)始調(diào)整移動(dòng)臺(tái)的功率，但是如果發(fā)射信道請(qǐng)求信號(hào)的功率離所要求的功率相差很大的話(huà)，調(diào)整可能需要幾秒鐘，在這段時(shí)間里移動(dòng)臺(tái)就會(huì)影響系統(tǒng)的工作。
本發(fā)明的目的是避免所接收的信道請(qǐng)求信號(hào)電平相差很大，從而消除了由于所接收的信道請(qǐng)求信號(hào)電平相差很大而干擾基站接收機(jī)的工作。
這個(gè)目的是用本發(fā)明所提出的方法達(dá)到的。這種方法的特征是移動(dòng)臺(tái)用根據(jù)在公共控制信道上從基站接收到的信號(hào)的測(cè)量功率計(jì)算出的發(fā)射功率向基站發(fā)送信道請(qǐng)求。
本發(fā)明還提出了一種用于在每個(gè)網(wǎng)孔都有至少一個(gè)與位于該網(wǎng)孔內(nèi)的移動(dòng)臺(tái)通信的基站的蜂窩無(wú)線(xiàn)電系統(tǒng)中的用戶(hù)移動(dòng)臺(tái)，在這系統(tǒng)中，基站在至少一個(gè)對(duì)于所有移動(dòng)臺(tái)是公共的控制信道上發(fā)送有關(guān)其本身的數(shù)據(jù)；該系統(tǒng)有至少一個(gè)從移動(dòng)臺(tái)向基站發(fā)送要求在業(yè)務(wù)信道上建立實(shí)際連接的信道請(qǐng)求信號(hào)的公共控制信道；移動(dòng)臺(tái)包括根據(jù)基站在一個(gè)控制信道上發(fā)送的數(shù)據(jù)調(diào)整發(fā)射功率的裝置。本發(fā)明的移動(dòng)臺(tái)的特征是其中還包括根據(jù)在一個(gè)公共控制信道上從基站接收到的信號(hào)的測(cè)量功率計(jì)算出在向基站發(fā)送信道請(qǐng)求時(shí)所需的發(fā)射功率的裝置。
在空閑模式，移動(dòng)臺(tái)不斷與基站系統(tǒng)接觸。移動(dòng)臺(tái)通常能接收屬于不同網(wǎng)路的多個(gè)基站的信號(hào)。因此移動(dòng)臺(tái)必需能區(qū)別各個(gè)網(wǎng)路，選擇最有利的基站。為此，移動(dòng)臺(tái)需要有關(guān)各基站的信息?；驹诠部刂菩诺郎习l(fā)送這信息，各移動(dòng)臺(tái)均能收到。
在按照本發(fā)明測(cè)出在公共控制信道上所接收的信號(hào)的功率后，就能調(diào)整信道請(qǐng)求信號(hào)的發(fā)射功率，使得基站接收到這個(gè)請(qǐng)求時(shí)電平不會(huì)過(guò)高而影響工作。
下面結(jié)合附圖通過(guò)具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。在這些附圖中

圖1為可應(yīng)用本發(fā)明所提出的方法的蜂窩無(wú)線(xiàn)電系統(tǒng)的一部分的示意圖；圖2例示了GSM的各種控制信道多幀結(jié)構(gòu)；圖3示出了GSM中連接建立過(guò)程的信令方式；圖4a為移動(dòng)臺(tái)在空閑模式功率調(diào)整流程圖4b為連接建立過(guò)程中功率調(diào)整算法流程圖；圖5例示了本發(fā)明的用戶(hù)移動(dòng)臺(tái)的結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明的方法適用于存取信道結(jié)構(gòu)如權(quán)利要求1的序言部分所述的各種蜂窩網(wǎng)系統(tǒng)，特別在用于數(shù)字式泛歐移動(dòng)電話(huà)通信系統(tǒng)GSM和相應(yīng)的數(shù)字系統(tǒng)，諸如DCS1800將更為優(yōu)越。下面將以GSM為例對(duì)本發(fā)明的主要實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明，當(dāng)然本發(fā)明并不局限于此。
圖1示出了GSM蜂窩網(wǎng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的示意圖?；_(tái)控制器BSC1、BSC2通過(guò)數(shù)字傳輸鏈路12接至移動(dòng)業(yè)務(wù)交換中心MSC，而基站BTS1、BTS2和BTS3、BTS4分別通過(guò)數(shù)字傳輸鏈路11接至相應(yīng)的基站控制器BSC1、BSC2。每個(gè)BSC配上所連接的基站就形成了一個(gè)基站子系統(tǒng)。通常一個(gè)基站BTS的覆蓋區(qū)形成一個(gè)網(wǎng)孔。GSM的結(jié)構(gòu)和特性在GSM技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)中有詳細(xì)說(shuō)明，該技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)在此列作參考。
每個(gè)基站都有一定數(shù)量的物理無(wú)線(xiàn)電信道，其中有些是業(yè)務(wù)信道，而另外一些是公共控制信道。業(yè)務(wù)信道用來(lái)發(fā)送處在本網(wǎng)孔內(nèi)各移動(dòng)臺(tái)的呼叫中的話(huà)音和數(shù)據(jù)，以及基站收發(fā)信臺(tái)與各移動(dòng)臺(tái)之間的業(yè)務(wù)信令。公共控制信道用來(lái)向處于空閑模式的移動(dòng)臺(tái)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，也還用于建立連接。
GSM的物理信道內(nèi)時(shí)分多址TDMA幀組成，每個(gè)幀通常包括8個(gè)時(shí)隙，在這些時(shí)隙中發(fā)送相應(yīng)的邏輯信道。邏輯信道包括業(yè)務(wù)信道和控制信道。一個(gè)復(fù)幀包括51個(gè)或26個(gè)TDMA幀。圖2例示了在從基站BTS至移動(dòng)臺(tái)MS和從移動(dòng)臺(tái)MS至基站BTS的無(wú)線(xiàn)電路徑上所使用的各種控制信道復(fù)幀。
本發(fā)明所涉及的邏輯信道包括公共控制信道CCCH。在GSM中，基站BTS在CCCH中的廣播控制信道BCCH上發(fā)送有關(guān)其本身的數(shù)據(jù)。在這個(gè)信道上，移動(dòng)臺(tái)MS可以接收到有關(guān)網(wǎng)孔標(biāo)識(shí)、網(wǎng)孔其他公共信道、基站發(fā)射功率這些信息。
在啟動(dòng)連接建立過(guò)程前，移動(dòng)臺(tái)MS處于收聽(tīng)BCCH的空閑模式。移動(dòng)臺(tái)測(cè)量出所接收的信號(hào)的功率電平。由于在BCCH上發(fā)送的數(shù)據(jù)還包括指示基站發(fā)射功率的數(shù)據(jù)，因此移動(dòng)臺(tái)就能計(jì)算出當(dāng)時(shí)的無(wú)線(xiàn)電傳播路徑所引起的信號(hào)衰減。據(jù)此，移動(dòng)臺(tái)可以估計(jì)出應(yīng)向基站發(fā)送信道請(qǐng)求信號(hào)所需的發(fā)射功率。
按照本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，基站也可以在BCCH上發(fā)送指示基站接收機(jī)所需的信道請(qǐng)求信號(hào)的功率。通常，這個(gè)所需功率為—80dBm。根據(jù)這個(gè)功率以及前面所計(jì)算得到的無(wú)線(xiàn)電傳播路徑的衰減，就可以直接算出所需的發(fā)射功率。
圖4a例示了移動(dòng)臺(tái)在空閑模式的工作情況。在接收機(jī)中測(cè)量出所接收的BCCH信號(hào)的功率PBCCH外，移動(dòng)臺(tái)還從BCCH消息中讀出基站發(fā)送該消息的功率，以及基站接收機(jī)所需的信道請(qǐng)求信號(hào)的功率PRQ。
無(wú)論是由基站系統(tǒng)還是由移動(dòng)臺(tái)啟動(dòng)，呼叫建立過(guò)程是相同的。圖3例示了基站系統(tǒng)BSS尋呼一個(gè)移動(dòng)臺(tái)MS時(shí)的信令交換情況。圖4b例示了在連接建立過(guò)程期間的功率計(jì)算算法?；鞠到y(tǒng)在檢測(cè)到一個(gè)要發(fā)給位于其覆蓋區(qū)內(nèi)的一個(gè)移動(dòng)臺(tái)的入局呼叫時(shí)，就在CCCH中的尋呼信道PCH上發(fā)送一個(gè)尋呼請(qǐng)求。移動(dòng)臺(tái)檢測(cè)到這呼叫后，計(jì)算出發(fā)射信道請(qǐng)求所需的功率。為了計(jì)算這功率，移動(dòng)臺(tái)首先通過(guò)將基站的發(fā)射功率PBTS減去所接收到的功率PBCCH，得出無(wú)線(xiàn)電傳播路徑形成的衰減L。然后將得到的無(wú)線(xiàn)電路徑衰減L加上基站所要求的接收功率PRQ就可計(jì)算出發(fā)射信道請(qǐng)求所需的接收功率PMS。移動(dòng)中以計(jì)算得出的功率PMS在CCCH中的隨機(jī)存取信道RACH上發(fā)送一個(gè)信道請(qǐng)求?；鞠到y(tǒng)在接收到信道請(qǐng)求時(shí)，并沒(méi)有有關(guān)這信道請(qǐng)求與上次發(fā)出的尋呼請(qǐng)求之間的聯(lián)系的信息?；鞠到y(tǒng)為移動(dòng)臺(tái)MS分配一個(gè)信令信道SDC-CH，并在存取允許信道AGCH上發(fā)送一個(gè)即時(shí)分配信令通知移動(dòng)臺(tái)MS。移動(dòng)臺(tái)分配到SDCCH后，就在這信道上發(fā)送一個(gè)尋呼響應(yīng)，而基站系統(tǒng)將這個(gè)響應(yīng)發(fā)給訪(fǎng)問(wèn)用戶(hù)位置寄存器VRL。根據(jù)這個(gè)響應(yīng)，VRL建立起無(wú)線(xiàn)電連接，然后將呼叫控制移交給MSC。
在連接建立后，基站系統(tǒng)開(kāi)始調(diào)整移動(dòng)臺(tái)的功率?；鞠到y(tǒng)為了可以啟動(dòng)調(diào)整，必需要有移動(dòng)臺(tái)發(fā)送信道請(qǐng)求信號(hào)的功率的信息。移動(dòng)臺(tái)利用SDCCH或SACCH信令信道將所使用的功率信息發(fā)送給基站系統(tǒng)。此后，功率按GSM技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行調(diào)整。
當(dāng)移動(dòng)臺(tái)始發(fā)呼叫時(shí)，情況與上述相同，只是從發(fā)出信道請(qǐng)求開(kāi)始執(zhí)行各程序。
圖5例示了本發(fā)明所提出的用戶(hù)移動(dòng)臺(tái)MS的結(jié)構(gòu)。MS包括天線(xiàn)3、雙工濾波器28、接收機(jī)21、發(fā)射機(jī)29和頻率合成器27。天線(xiàn)3接收的信號(hào)通過(guò)雙工濾波器28送至接收機(jī)21后，在A/D變換器22中進(jìn)行了變換。經(jīng)變換的信號(hào)送至檢測(cè)器23，而后執(zhí)行多路去復(fù)用24。在信道解碼器25中經(jīng)過(guò)信道解碼的信號(hào)通過(guò)話(huà)音解碼器26加到放大器上。在發(fā)送方向上，拾音器提供的信號(hào)經(jīng)話(huà)音編碼器34編碼后在信道編碼器33內(nèi)受到信道編碼。所得信號(hào)經(jīng)過(guò)多路復(fù)用器32、TDMA脈沖串形成器31、調(diào)制器30送至發(fā)射機(jī)29，再通過(guò)雙工濾波器28送至天線(xiàn)3。MS還有一個(gè)對(duì)所有上述各功能塊進(jìn)行控制的控制裝置35。這個(gè)控制裝置能根據(jù)基站在公共控制信道上發(fā)射的信號(hào)功率計(jì)算出傳輸信道請(qǐng)求所需的發(fā)射功率。如果基站已經(jīng)在公共控制信道上廣播了所使用的發(fā)射功率，控制裝置35就能直接計(jì)算出在無(wú)線(xiàn)電傳播路徑上發(fā)生的衰減，從而據(jù)此估計(jì)出所需的發(fā)射功率。本發(fā)明所提出的用戶(hù)移動(dòng)臺(tái)可以是移動(dòng)電話(huà)、數(shù)據(jù)移動(dòng)臺(tái)，或者是在蜂窩無(wú)線(xiàn)電系統(tǒng)中工作的任何其他類(lèi)型的移動(dòng)臺(tái)。
雖然本發(fā)明以上是結(jié)合附圖所示實(shí)例加以說(shuō)明的，但可以理解本發(fā)明并不局限于此，在許多方面都可根據(jù)本發(fā)明的精神進(jìn)行修改，這應(yīng)仍屬所附權(quán)利要求提出的本發(fā)明專(zhuān)利保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種在呼叫建立時(shí)調(diào)整蜂窩TDMA無(wú)線(xiàn)電系統(tǒng)中的用戶(hù)移動(dòng)臺(tái)的發(fā)射功率的方法，所述系統(tǒng)在每個(gè)網(wǎng)孔中都有至少一個(gè)與處在該網(wǎng)孔內(nèi)的移動(dòng)臺(tái)進(jìn)行通信的基站；在所述系統(tǒng)中，基站在至少一個(gè)對(duì)于所有移動(dòng)臺(tái)是公共的控制信道上發(fā)送有關(guān)其本身的數(shù)據(jù)；以及所述系統(tǒng)有至少一個(gè)從移動(dòng)臺(tái)向基站發(fā)送信道請(qǐng)求以在業(yè)務(wù)信道上建立實(shí)際連接的公共控制信道；在所述系統(tǒng)中，移動(dòng)臺(tái)能根據(jù)基站在一個(gè)控制信道上發(fā)送的數(shù)據(jù)調(diào)整各自的發(fā)射功率，所述方法的特征是移動(dòng)臺(tái)用根據(jù)在一個(gè)公共控制信道上從基站接收到的信號(hào)的測(cè)量功率計(jì)算出的發(fā)射功率發(fā)送信道請(qǐng)求信號(hào)。
2.權(quán)利要求1所提出的方法，其特征是基站在一個(gè)公共控制信道上發(fā)送指示基站接收機(jī)所要求的信道請(qǐng)求信號(hào)功率的數(shù)據(jù)。
3.權(quán)利要求1所提出的方法，其特征是在已與基站建立連接后，移動(dòng)臺(tái)在所述系統(tǒng)的一個(gè)控制信道上向基站發(fā)送有關(guān)用來(lái)發(fā)送信道請(qǐng)求信號(hào)的發(fā)射功率的數(shù)據(jù)。
4.權(quán)利權(quán)利3所提出的方法，其特征是在所述系統(tǒng)調(diào)整移動(dòng)臺(tái)的發(fā)射功率時(shí)，初始值為移動(dòng)臺(tái)所給出的初始功率。
5.一種用于在每個(gè)網(wǎng)孔都有至少一個(gè)與位于該網(wǎng)孔內(nèi)的移動(dòng)臺(tái)進(jìn)行通信的基站收蜂窩無(wú)線(xiàn)電系統(tǒng)中的移動(dòng)臺(tái)，在所述系統(tǒng)中，基站在至少一個(gè)對(duì)于所有移動(dòng)臺(tái)是公共的控制信道上發(fā)送有關(guān)其本身的數(shù)據(jù)；以及所述系統(tǒng)有至少一個(gè)從移動(dòng)臺(tái)向基站發(fā)送信道請(qǐng)求以在業(yè)務(wù)信道上建立實(shí)際連接的公共控制信道；而移動(dòng)臺(tái)包括根據(jù)基站在一個(gè)控制信道上發(fā)送的數(shù)據(jù)調(diào)整發(fā)射功率的裝置，所述移動(dòng)臺(tái)的特征是其中包括根據(jù)在一個(gè)公共控制信道上從基站接收到的信號(hào)的測(cè)量功率計(jì)算出向基站發(fā)送信道請(qǐng)求信號(hào)時(shí)所需的發(fā)射功率的裝置。
全文摘要
本發(fā)明所提出的在呼叫建立時(shí)調(diào)整蜂窩無(wú)線(xiàn)電系統(tǒng)中用戶(hù)移動(dòng)臺(tái)發(fā)射功率的方法和用戶(hù)裝置的特征是用戶(hù)移動(dòng)臺(tái)對(duì)在一個(gè)公共控制信道上從系統(tǒng)的基站接收到的有關(guān)其本身的數(shù)據(jù)信號(hào)的功率進(jìn)行測(cè)量，然后用根據(jù)測(cè)量結(jié)果計(jì)算得出的發(fā)射功率向基站收發(fā)信臺(tái)發(fā)送信道請(qǐng)求信號(hào)。采用本發(fā)明，可使基站接收機(jī)所接收的分別由覆蓋區(qū)域內(nèi)各移動(dòng)臺(tái)發(fā)送的相應(yīng)信道請(qǐng)求信號(hào)的電平相差不大，從而避免了過(guò)大的信道請(qǐng)求信號(hào)所引起的干擾。
文檔編號(hào)H04B7/26GK1127057SQ94192774
公開(kāi)日1996年7月17日 申請(qǐng)日期1994年7月12日 優(yōu)先權(quán)日1993年7月14日
發(fā)明者帕特里·約爾馬, 伊爾卡·凱斯基塔羅, 阿托·基耶馬, 亞利·薩夫薩羅 申請(qǐng)人:諾基亞電信公司