專利名稱：故障無線電信道的切換的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在無線電通信系統(tǒng)中一種切換無線電信道的方法，特別在一個移動無線電通信系統(tǒng)中，其中，存在的一個雙工無線電連接具有通過一個無線電接口為傳輸通信信息的第一無線電信道和通過該無線電接口在第一信道的相反方向為傳輸通信信息的一個第二無線電信道。
已經(jīng)公知在無線電通信系統(tǒng)中使用物理信道傳輸通信信息。通過使用物理信道，通信信息，特別是語音數(shù)據(jù)或者計算機數(shù)據(jù)，通過一個無線電接口從一個第一無線電站向一個第二無線電站傳輸。在雙工無線電連接中，也在通過同一空中接口的相反方向上，亦即在從第二無線電站向第一無線電站的方向上，傳輸通信信息。
物理信道的參數(shù)例如在TDMA(時分多址)無線電通信系統(tǒng)中是一個規(guī)定的時隙，在FDMA(頻分多址)無線電通信系統(tǒng)中是在傳輸通信信息時使用的規(guī)定的載波頻率，在CDMA(碼分多址)無線電通信系統(tǒng)中是用以編碼為無線電傳輸?shù)耐ㄐ判畔⒌囊?guī)定的代碼。已知的多種存取方法TDMA、FDMA和CDMA的組合也是可以的。因此，例如在一個組合的TDMA/FDMA無線電通信系統(tǒng)中通過其時隙及其無線電頻率或者載波頻率定義一個物理無線電信道。
在已知的移動無線電通信系統(tǒng)中，特別在GSM(全球移動通信系統(tǒng))中，通過一個協(xié)調(diào)單元中心執(zhí)行無線電信道的分配，通過這些無線電信道可以在規(guī)定的基站和規(guī)定的移動站之間傳輸通信信息。協(xié)調(diào)單元控制在GSM中運行的基站的單個的控制單元，并將其分配給無線電信道。
但是還知道這樣的無線電通信系統(tǒng)，其工作在所謂的非協(xié)調(diào)操作方式。在這樣的系統(tǒng)中，無線電信道不是中心地為整個系統(tǒng)分配，而是多個參與一個無線電連接的無線電站自己從一個現(xiàn)有的可用無線電信道庫中選擇無線電信道。為一個工作在非協(xié)調(diào)操作方式下的無線電站的例子是按照DECT標準的移動無線電通信系統(tǒng)的移動站。
如前所述，在已知的無線電通信系統(tǒng)中，特別在GSM中，在一個按照DECT標準的系統(tǒng)，或者在一個將來的UMTS(通用移動通信系統(tǒng))中，建立雙工無線電連接，以便通過一個無線電接口傳輸雙向數(shù)據(jù)，話音信息或者其它服務(wù)的通信信息。特別知道TDD(時分雙工)方法，其中，一個第一無線電信道和同一雙工無線電連接的一個第二無線電信道使用同一載波頻率的不同的時隙。這里，第一無線電信道表示在一個方向上的無線電連接，第二無線電信道表示在相反方向上的無線電連接。此外，公知FDD(頻分雙工)方法，其中，雙工無線電連接的第一無線電信道使用一個第一無線電頻率，該雙工無線電連接的第二無線電信道使用另外一個第二無線電頻率。
在已知無線電通信系統(tǒng)的雙工無線電連接的場合，在各對可用的物理無線電信道之間存在一種固定的耦合。例如在DECT移動無線電通信系統(tǒng)中為該物理信道可以使用10個載波頻率的各24個時隙。這里，為在一個基站和移動站之間的下行無線電連接保留每次載波頻率的前12個時隙。載波頻率的時隙13到24為從移動站到基站的相反方向上的上行無線電連接保留，各對無線電信道的固定耦合不僅允許在雙工無線電連接的場合一個下行的無線電信道和一個上行的無線電信道的任意組合，而且還規(guī)定給各下行無線電信道固定分配一個規(guī)定的上行無線電信道。在DECT系統(tǒng)的場合，彼此耦合的兩個信道每次使用同一載波頻率，此外，下行無線電信道和上行無線電信道各自使用每次分配給該下行無線電信道和上行無線電信道可用的12個時隙中具有同樣序號的時隙。例如，一個載波頻率的第一時隙固定與第13時隙連接、而第二時隙固定與第14時隙連接，等等。
在GSM的場合，在一個雙工無線電連接的上行無線電信道和下行無線電信道之間也存在固定的耦合，和DECT系統(tǒng)不同，彼此耦合的無線電信道使用不同的無線電頻率，然而，一對彼此耦合的無線電信道在兩個使用的無線電頻率中各自分配給同一序號的時隙。例如，一個雙工無線電連接每次使用兩個無線電頻率中的第一時隙或者兩個無線電頻率中的第二時隙，等等。
在存在的雙工無線電連接的運行期間，例如由于通信信號的故障、多路徑傳播、衰減和/損耗而可能出現(xiàn)故障，導致傳輸?shù)耐ㄐ判畔⒌膿p失。為避免另外的故障或者消除雙工無線電連接的故障，通常切換該雙工連接的物理無線電信道，也就是說，既有一個傳輸方向的無線電信道，也有相反方向的無線電信道。
根據(jù)附

圖1詳細說明這一事實。圖1表示在一個使用TDMA多路存取部件的無線電通信系統(tǒng)中存在的總共8個物理無線電信道。單個的物理無線電信道通過公共載波頻率f和通過8個時隙t1、t2、...t8中的各個定義。在出現(xiàn)故障以前，一個存在的雙工無線電連接在下行方向上使用具有頻率/時隙組合f/t1的無線電信道Da，而在上行方向上使用頻率/時隙組合f/t5的無線電信道Ua?，F(xiàn)在，如果出現(xiàn)一個故障，例如下行無線電信道Da的故障，其由移動站由于一個高的位錯誤速率規(guī)定，之后，基站通過訪問一個登錄每一無線電信道的可用無線電信道的表決定一個新的可用的下行無線電信道，確定該無線電信道是否也有故障，如沒有，則使用該信道。
以這種方式，移動站確定具有頻率/時隙組合f/t3的無線電信道作為新的可能的下行無線電信道Dn并通知基站，將啟動向該無線電信道的切換，或者，該基站在切換后應(yīng)該在無線電信道Dn上發(fā)送。之后，根據(jù)定義的協(xié)議既執(zhí)行下行無線電信道從無線電信道Da向無線電信道Dn的切換，也執(zhí)行上行無線電信道從無線電信道Ua向無線電信道Un的切換。在具有時隙t1到t4的無線電信道和具有時隙t5到t8的無線電信道之間的豎直線表示，所考慮的無線電通信系統(tǒng)的場合涉及一個系統(tǒng)，在該系統(tǒng)中載波頻率f的前4個無線電信道只用于下行連接，后4個無線電信道只用于上行連接。
本發(fā)明的任務(wù)在于說明上述技術(shù)的一種無線電信道的切換方法，其中，盡可能好地使用可用無線電信道的無線電頻譜，并以盡可能短的時間執(zhí)行這一切換。
該任務(wù)通過具有權(quán)利要求1的特征的方法解決，另外的改進是從屬權(quán)利要求的主題。
本發(fā)明的核心思想在于，在存在的雙工無線電連接出現(xiàn)故障時只切換故障的第一無線電信道或者故障的第二無線電信道。該核心思想基于，在許多情況下當雙工無線電連接出現(xiàn)故障時只是當時使用的一個無線電信道出現(xiàn)故障。因此，為盡快消除故障，只切換出現(xiàn)故障的無線電信道。在只切換一個無線電信道時，一般通過無線電接口交換的信令信息比切換多個無線電信道時少得多。
在故障的雙工無線電連接的場合特別可以涉及這樣一條無線電連接，它不僅為在兩個傳輸方向每次使用一個無線電信道，而且例如為傳輸計算機數(shù)據(jù)在下行方向上使用多個無線電信道。另外，在一個方向上使用的無線電信道的數(shù)目可以與在相反方向上使用的無線電信道的數(shù)目不同。
本發(fā)明的方法有利地用于一系列不同的多路存取方法或者這些多路存取方法的組合中。
在一個第一改進方案中，無線電通信系統(tǒng)具有一個TDMA多路存取部件，并僅切換第一故障或第二故障的無線電信道的時隙。
在另一個改進方案中，無線電通信系統(tǒng)具有一個FDMA多路存取部件，并僅切換第一故障或第二故障的無線電信道的載波頻率。
當無線電通信系統(tǒng)既具有TDMA也具有FDMA多路存取部件，且既可以切換第一故障或第二故障的無線電信道的載波頻率也可以切換時隙時，使用本發(fā)明的方法特別有利。以此在切換故障的無線電信道時可以提供該無線電通信系統(tǒng)大量存在的無線電信道供選擇一條新的無線電信道。
當無線電通信系統(tǒng)只為一個傳輸方向提供無線電信道作為第一無線電信道或只為相反方向提供無線電信道作為第二無線電信道時，可用的無線電信道比在具有雙工無線電信道固定耦合的已知無線電通信系統(tǒng)的場合使用更有效。
然而建議不這樣區(qū)分第一和第二無線電信道，而只建立一個單個的可用的物理無線電信道庫，從中可以按照需要取出一個無線電信道，其然后或者作為第一無線電信道，或者作為第二無線電信道。
可以立即看出，譜效率，亦即使用可用頻譜的效率，在該種場合要比已知方法高得多，這些已知方法根據(jù)雙工無線電信道的耦合只允許一次同時切換兩個信道，使得一個可能未故障的無線電信道也必須切換，而不再能使用。
在另一個改進方案中，無線電通信系統(tǒng)具有一個CDMA多路存取部件，并僅切換第一故障或第二故障的無線電信道的傳輸代碼。
現(xiàn)在根據(jù)一個實施例詳細說明本發(fā)明。這里參考附圖，然而，本發(fā)明不限制于該實施例。各個附圖中圖1表示按照一種已知方法切換無線電信道，已如上述，圖2表示根據(jù)本發(fā)明方法的一個實施例。
圖2表示相似于已按照圖1說明的一個具有TDMA多路存取方法的無線電通信系統(tǒng)。表示出一個載波頻率的8個時隙t1、t2、...t8或者如此定義的物理無線電信道。但是與根據(jù)圖1說明的無線電通信系統(tǒng)不同之處在于，在同一雙工無線電連接下可用的無線電信道之間無任何固定耦合。該系統(tǒng)的所有可用物理無線電信道構(gòu)成一個公共的無線電信道庫，從中可以根據(jù)需要取出一個無線電信道并在一個無線電連接中使用。
因此，例如也可以不僅從該庫中取出用于雙工連接的無線電信道，而且也可以為單工連接例如為從一個基站向多個移動站傳輸信令信息而取出無線電信道。這里，術(shù)語“單工”不意味信息只在一個空間方向上傳輸，而在考慮一個或者多個無線電接口時每次只在各無線電接口的兩個傳輸方向中的一個方向上傳輸。
在圖2表示的場合，開始時存在一個移動無線電通信系統(tǒng)的一個雙工連接，這里，建立通過無線電信道Da的下行連接和通過無線電信道U的上行連接?，F(xiàn)在如果無線電信道Da出現(xiàn)故障，例如通過多路徑傳播。移動站識別該故障，并從可用無線電信道庫中選出新的下行無線電信道Dn。它通知基站打算的切換，基站在其后啟動的切換過程中調(diào)節(jié)在相應(yīng)的新的時隙t7中通信信息的發(fā)送。
如上面強調(diào)的，本發(fā)明不限于按照圖2說明的實施例。相反，本發(fā)明的方法特別在用于既可切換故障的無線電信道的無線電頻率也可用于切換時隙的場合極具優(yōu)點?？偟恼f來，本發(fā)明方法的優(yōu)點可以開列如下，但是并未完全窮舉-如果一個存在的雙工無線電連接的第一和第二兩個無線電信道未都出現(xiàn)故障，則不必切換第一和第二無線電信道。因此，可繼續(xù)使用未故障的一個或者多個無線電信道，使得相對于已知方法可以更有效地使用可用的頻譜。
-通過無線電信道的每次切換，可以產(chǎn)生對其它無線電連接的干擾，此時在新無線電信道上發(fā)射的電磁波引起對其它可能在空間上離開很遠的另外的無線電連接的干擾。因此，本發(fā)明方法中較小的信道切換速率也減小了對另一無線電連接干擾的可能性，而且超過比例，因為通過信道切換引起的干擾以及由此激發(fā)的另外的信道切換反過來以規(guī)定的可能性限定對一個無線電連接的另外的干擾。
-只切換一條無線電信道在尋找一條新的未故障的無線電信道和在傳輸和分析在有關(guān)無線電站之間傳輸?shù)男帕钚畔r需要較少的時間開銷。
-由于在有關(guān)無線電站中必須執(zhí)行的工作開銷減少，因此也可以相應(yīng)減少無線電站的硬件和軟件資源。
本發(fā)明的方法特別可用于將來的移動無線電通信系統(tǒng)中所謂的非協(xié)調(diào)操作，例如以TDD(時分雙工)操作的UMTS(通用移動通信系統(tǒng))。但是有利的是本發(fā)明也可以用于其它系統(tǒng)，例如按照DECT標準操作的系統(tǒng)，其中，放棄各對無線電物理信道的固定耦合，并在雙工無線電連接故障時只切換故障的第一或故障的第二無線電信道。
權(quán)利要求
1．在一個無線電通信系統(tǒng)中切換無線電信道的方法，特別在移動無線電通信系統(tǒng)中，其中，一個存在的雙工無線電連接具有- 通過一個無線電接口傳輸通信信息的第一無線電信道(Da)和- 通過該無線電接口在第一無線電信道的相反方向上傳輸通信信息的第二無線電信道(U)，其中，在雙工無線電連接故障時只切換故障的第一(Da)或故障的第二(U)無線電信道。
2．根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中，無線電通信系統(tǒng)具有一個TDMA(時分多址)多路存取部件，其中，僅切換第一(Da)故障或第二(U)故障的無線電信道的時隙(t1)。
3．根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中，無線電通信系統(tǒng)具有一個FDMA(頻分多址)多路存取部件，其中，僅切換第一故障或第二故障的無線電信道的載波頻率。
4．根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中，無線電通信系統(tǒng)既具有TDMA也具有FDMA多路存取部件，其中，既切換第一故障或第二故障的無線電信道的時隙也切換載波頻率。
5．根據(jù)權(quán)利要求1到4中一個權(quán)利要求的方法，其中，無線電通信系統(tǒng)具有一個CDMA(碼分多址)多路存取部件，其中，僅切換第一故障或第二故障的無線電信道的傳輸代碼。
6．根據(jù)權(quán)利要求1到5中一個權(quán)利要求的方法，其中，無線電通信系統(tǒng)的每一個可用無線電信道(Da,Dn,U)既可作為第一無線電信道(Da,Dn)也可作為第二無線電信道(U)使用。
全文摘要
一種只切換一個存在的雙工無線電連接的一個無線電信道的方法,其中,已經(jīng)切換的或者要被切換的無線電信道是故障無線電信道(Da)。新無線電信道(Dn)例如與故障無線電信道(Da)相比只具有同一頻率的另外一個時隙(t7)。
文檔編號H04J3/14GK1323499SQ99812061
公開日2001年11月21日 申請日期1999年8月12日 優(yōu)先權(quán)日1998年8月12日
發(fā)明者E·坎珀施雷爾, J·阿貝爾斯曼, E·波林斯, U·施瓦克, E·舒爾茨, W·特羅克斯, K·坎默蘭德 申請人:西門子公司