專利名稱：移動通信系統(tǒng)及其壓縮模式操作的工作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及電信系統(tǒng)及其工作方法，和發(fā)射機及其工作方法，其中留時隙模式或壓縮模式操作使遠端接收機可執(zhí)行各種任務背景技術移動通信系統(tǒng)的各種多址方法是已知的，其中3種示意圖示于

圖1。圖1中圖形以發(fā)射功率為縱軸，時間作為水平軸，頻率為第3軸。第1類系統(tǒng)使用擴頻技術，例如碼分多址(CDMA)，參見美國標準IS95。為保持用戶間的正交性，各用戶發(fā)送信息1，2以唯一正交碼編碼并與其它全部發(fā)射同時在相同的頻段中發(fā)射。在另一系統(tǒng)中，通過在不同時間發(fā)射不同用戶發(fā)送信息，可獲得用戶發(fā)送信息間的隔離(有時稱為正交性)。例如，在時分多址(TDMA)方法中，發(fā)送時間分成一系列各別的時隙3，特定用戶可分配一特定時隙。時隙3可組織在幀4中，幀以規(guī)則間隔重復，這些幀可再組成更大幀的分層系統(tǒng)，例如歐洲使用的GSM系統(tǒng)即屬這類系統(tǒng)，相應的ETSI規(guī)范規(guī)定該系統(tǒng)。最后，另一多址系統(tǒng)通過向特定用戶分配特定頻率或頻帶保持用戶發(fā)送的正交性。在頻分多址(FDMA)方案中，各用戶獲得與其它用戶不同的頻段5。
CDMA、TDMA和FDMA中任兩種可組合在一起，從而，例如可提供FDMA/TDMA系統(tǒng)，在某一頻段5中分配用戶一定時隙3?；蛘?，在CDMA/FDMA系統(tǒng)中，在一定頻段5中向用戶發(fā)送分配一定代碼1，2。進而，也可組合所有3種方法，例如，用戶可分配一幀中某個時隙3，并且發(fā)送頻率隨跳頻序列改變，使信號通過在多個頻率間跳頻而擴展信號頻譜，不與單個頻率相關聯(lián)?；蛘?，信號通過根據(jù)CDMA系統(tǒng)的代碼1，2擴展并在TDMA系統(tǒng)中在一定時隙3發(fā)送或在FDMA系統(tǒng)中，在一定頻段5發(fā)送。
如圖1所示，在FDMA和CDMA系統(tǒng)中，各發(fā)送通常是連續(xù)的。如果移動臺希望監(jiān)測不同于目前接收頻率的另一頻率，則或者必須中斷來自服務于移動臺的發(fā)射機的信號，同時移動臺改變其接收特性并監(jiān)測具有不同頻率的無線電源；或者移動臺必須配備兩個不同的接收機，以可同時接收兩個不同頻率。提供兩部接收機常使移動臺成本增大得不可接受。因此，系統(tǒng)已設計成允許在FDMA或CDMA系統(tǒng)的連續(xù)發(fā)送中形成間隙或時隙，從而移動終端可監(jiān)測另一頻率的發(fā)送(例如來自同一系統(tǒng)或其它系統(tǒng)中的另一基站的其它無線電源的發(fā)送)。
一種在基于CDMA的系統(tǒng)中提供用于監(jiān)測時隙的這種方法，已在ALfredBaier，Uwe-Carsten Fiebig，Wolfgang Granzow，Wolfgang Koch，Paul Teder和Jorn Thielicke所著的“基于CDMA的第二代移動無線電系統(tǒng)的設計研究”一文中加以敘述(IEEE“通信選集”Vol.12，No.4，1994年5月，733～741頁)。該已知系統(tǒng)示意地圖示于圖2，該圖是根據(jù)上述文章的圖6給出的。圖2A至2D的各圖以移動臺(MS)或相應基站(BS1、BS2)的發(fā)射功率為垂直軸，以時間為水平軸。如圖2A所示，在CDMA系統(tǒng)中，移動臺以幀10、12向第1基站連續(xù)發(fā)送，12表示信令信息，10為用戶消息。如圖2C所示，第1基站BS1連續(xù)以常規(guī)幀30、32向移動臺發(fā)送，32表示信令信息，30是用戶消息。為在連續(xù)發(fā)送中提供時隙，基站BS1把其發(fā)送壓縮在特定短發(fā)送34，36中，空出時隙38，移動臺可在該時隙監(jiān)測另一系統(tǒng)，例如鄰近系統(tǒng)(如TDMA系統(tǒng))中的基站BS2。在準備越區(qū)切換至第2基站BS2時，監(jiān)測可能是必需的。以降低處理增益的代價可獲得把發(fā)送壓縮在幀34、36中。為補償該損耗，可增加發(fā)射功率，例如，如果幀壓縮至其長度的一半，則功率要增大至其平時的2倍。
如圖2A所示，移動臺也具有帶有縮短CDMA幀14、16的壓縮模式操作。壓縮向移動臺提供發(fā)送時隙18，20(參見圖2B)，其中可完成切換到第2基站BS2。第2基站BS2在相同時隙中與移動臺通信，如圖2D所示。在切換完成后，移動臺在常規(guī)幀22、24中發(fā)送，基站2在常規(guī)幀38、40中向移動臺發(fā)送。該技術的一個例子可參閱GB2297460。
上述“壓縮模式”工作包括把10毫秒CDMA幀壓縮至約5毫秒的縮短幀或信號脈沖串。獲得這種模式的一種途徑是減少碼元長度同時保持在同樣大小的用于擴展信號的碼片速率。其效果是在該碼元速率調制提供的擴展因數(shù)減小二分之一。為補償發(fā)射性能的惡化，可增大發(fā)射功率，例如如圖2所示，對縮短幀34、36、14、16、26和28把發(fā)射功率加倍。該公知系統(tǒng)在許多移動臺處于“壓縮模式”時有明顯缺點，在這種情況下，很可能來自基站或移動臺的高功率發(fā)射在一個蜂窩區(qū)或鄰近幾個蜂窩區(qū)中疊合，從而增加對同一系統(tǒng)或鄰近系統(tǒng)中的其它用戶的干擾。
本發(fā)明的目的是提供一種移動通信系統(tǒng)，其中對任一蜂窩區(qū)中的大量移動臺提供時隙，在該時隙中各移動臺可執(zhí)行發(fā)射或接收外的其它任務。
本發(fā)明的另一目的是提供一種具有“壓縮模式”的移動通信系統(tǒng)，其中，系統(tǒng)內(nèi)的干擾及對其它系統(tǒng)的干擾均可減少。
本發(fā)明的再一目的是提供一種移動通信系統(tǒng)，其中電池功率低的終端可適當終止其目前通信。
發(fā)明概要本發(fā)明包括一種支持壓縮模式操作的電信系統(tǒng)，它包括一個或多個基站發(fā)射機，用于向多個遠端接收機發(fā)送信號；根據(jù)壓縮模式操作中斷從一個或多個基站發(fā)射機向多個遠端接收機發(fā)送并暫時增加與這些中斷關聯(lián)的發(fā)送功率的裝置；分配中斷向多個遠端接收機發(fā)送的定時以使所述增加功率發(fā)送產(chǎn)生的干擾最優(yōu)化的裝置。
本發(fā)明可包括一種操作通信系統(tǒng)的方法，該通信系統(tǒng)支持壓縮模式操作并包括向多個遠端接收機發(fā)送信號的一個或多個基站發(fā)射機；其特征在于，該方法包括下述步驟；根據(jù)壓縮模式操作中斷從一個或多個基站發(fā)射機向多個遠端接收機發(fā)送并暫時增加與這些中斷關聯(lián)的發(fā)送功率的步驟；分配中斷向多個遠端接收機發(fā)送的定時以使所述增加功率發(fā)送產(chǎn)生的干擾最優(yōu)化的步驟。
本發(fā)明還可包括一種用于向多個遠端接收機發(fā)送信號并支持壓縮模式操作的基站發(fā)射機，它包括根據(jù)壓縮模式操作中斷從所述基站發(fā)射機向所述多個遠端接收機發(fā)送并暫時增加與這些中斷關聯(lián)的發(fā)送功率的裝置；分配向所述遠端接收機發(fā)送的中斷定時以使所述增加功率發(fā)送產(chǎn)生的干擾最優(yōu)化的裝置。
本發(fā)明還可包括一種操作基站發(fā)射機的方法，該基站發(fā)射機支持壓縮模式操作并向多個遠端接收機發(fā)送信號，該方法包括下述步驟根據(jù)壓縮模式操作中斷向多個遠端接收機發(fā)送并暫時增加與這些中斷關聯(lián)的發(fā)送功率的步驟；分配中斷向多個遠端接收機發(fā)送的定時以使所述增加功率發(fā)送產(chǎn)生的干擾最優(yōu)化的步驟。
通過在時間上盡可能均勻地對多個移動單元分配中繼操作定時，可完成上述最優(yōu)化。
本發(fā)明還包括在移動無線電通信網(wǎng)絡中使用壓縮工作模式，節(jié)省一個或多個移動終端的電池功率。
從屬權項進一步限定了本發(fā)明各實施例。本發(fā)明參照下述附圖進行說明。
圖2A至2D示意表示常規(guī)壓縮模式工作。
圖3示意表示本發(fā)明一實施例的無線電移動通信系統(tǒng)。
圖4示意表示本發(fā)明一個實施例的收發(fā)信機。
圖5A和5B表示本發(fā)明一個實施例的有抽刪時隙(punctured slot)的幀。
圖6示意表示本發(fā)明另一實施例的無線電移動通信系統(tǒng)。
圖7是根據(jù)動態(tài)可變門限值對壓縮模式工作分配定時的說明圖。
圖8是本發(fā)明一個實施例的壓縮模式分配程序的流程圖。
說明性實施例本發(fā)明現(xiàn)在參照一些實施例和附圖進行描述，但本發(fā)明僅由權利要求所限定而不限于實施例。具體而言，本發(fā)明主要對于CDMA移動通信系統(tǒng)進行敘述，但本發(fā)明不限于此，可在包含(不限于)CDMA/FDMA、CDMA/TDMA、CDMA/FDMA/TDMA、FDMA、FDMA/TDMA的所有類型移動通信系統(tǒng)中找到普遍應用。尤其，例如本發(fā)明可用于且包含固定(非移動)無線電系統(tǒng)、光纖或有線通信系統(tǒng)。
參照圖3敘述本發(fā)明的第1實施例。它包含移動通信網(wǎng)絡10，其中，經(jīng)無線電空中接口的無線電鏈路，移動終端2可與一個或多個基站13至18同時通信。作為一個例子，通信系統(tǒng)10可使用移動終端2的擴頻接入方法，例如CDMA、FDMA/CDMA、TDMA/CDMA、FDMA/TDMA/CDMA系統(tǒng)，或類似系統(tǒng)，尤其是使用直接序列擴頻技術的系統(tǒng)。通常，各基站13-18將發(fā)射可由任何移動終端處理的信標或導頻信號，在示范性CDMA系統(tǒng)中，各基站13-18發(fā)射具有公共PN擴展碼的導頻信號，各基站導頻信號的該擴展碼的編碼相位與其它基站導頻信號的有偏移。在系統(tǒng)工作期間，移動終端備有與鄰近基站13-16，18對應的編碼相位偏移表，這些基站圍繞基站17并經(jīng)后者建立當前通信。移動單元2備有搜索組件，允許移動單元2從包含鄰近基站的基站13-18跟蹤導頻信號強度。導頻信號通常被移動終端2用于初始同步。
各基站群13-15、16-18可由區(qū)站控制器11、12控制，各三基站組13-15、16-18可服務于一個無線電區(qū)的3個扇區(qū)。各區(qū)站控制器11、12與網(wǎng)絡控制器RNC8通信，后者接著可連接網(wǎng)絡內(nèi)的其它RNC及其它交換機，也可連接其它網(wǎng)絡，例如公用電話網(wǎng)(PSTN)(公用交換電話網(wǎng))。本發(fā)明不限定網(wǎng)絡中RNC8、區(qū)站控制器11、12和其它交換機之間通信所用協(xié)議，例如可是IP和IP/TCP、ATM協(xié)議或任何其它適宜的協(xié)議?？膳鋫渑c一個或多個區(qū)站控制器11、12關聯(lián)的軟切換控制器(SHC)9，用于組合來自幾個基站13-18的信號以改進整體接收。
可能有無線電干擾源，例如微波發(fā)射機或其它移動通信系統(tǒng)靠近或疊加到系統(tǒng)100。具體而言，使用與分配給系統(tǒng)10的頻段不同頻段的移動通信系統(tǒng)20可能靠近或覆蓋系統(tǒng)10。移動終端2希望監(jiān)測其它無線電源頻率的原因有許多。首先，移動終端2會通告有關其它頻段的信息，以便網(wǎng)絡10可決定改變與移動終端2工作的頻率，例如通過選擇較少無線電干擾的頻段來改進接收。其次，移動終端可能需要切換至工作于另一頻段的另一移動通信系統(tǒng)(例如20)一部分的另一基站24-29；或切換至同一系統(tǒng)10的一部分但以(或最好以)不同頻段發(fā)射和接收的另一基站。
為提供移動終端具有監(jiān)測其它頻率及建立切換至在另一頻率工作的基站的時間，以使移動終端2有時間執(zhí)行其它任務，系統(tǒng)10的基站13至18可工作在“壓縮模式”，其原理是公知的，可參見Alfred Baier等人的文章及GB2287460，上述兩文通過引用與本申請相結合。在壓縮模式中，目前通信基站17在常規(guī)發(fā)送幀中提供一個或多個發(fā)送停止時隙?？赏ㄟ^任何合適的方法(例如Baier等人的文章和GB2287460中所述的方法，或者例如通過抽刪信號以減少發(fā)射比特數(shù)或改變前向糾錯編碼率)，來獲得提供時隙的發(fā)射壓縮。無論用何種方法，最好如參照圖2已一般敘述過的那樣，通過增大發(fā)射功率補償接收質量的損失。
有多個理由要求上述壓縮工作模式。首先，在壓縮模式提供的時隙中，移動終端2可監(jiān)測其它頻率。其次，移動終端2可利用提供的時隙，通過在時隙期間關斷接收機而節(jié)省電池功率。這可根據(jù)本發(fā)明一個實施例加以使用，從而在電池電壓低時節(jié)省電池功率。如果移動終端2檢測到其電池電壓低，而且無事可做目前通信可突然終止，則移動終端2可在信令或業(yè)務信道上向當前基站17發(fā)送一個信號，包含請求基站進入反復壓縮模式?；?7接著進入壓縮模式并在后繼發(fā)送幀序列中提供一系列時隙。在該時隙期間，移動終端2關斷其接收機，從而節(jié)省功耗，并有望保持通信直到用戶(已通過其它手段被告知電池電壓低落)有時間對被叫方關于即將來臨的通信喪失做出安排。
移動終端要求壓縮模式的另一理由是接收來自包含其它移動通信網(wǎng)絡的其它無線電源的業(yè)務。例如，歐洲GSM系統(tǒng)等電信系統(tǒng)可提供蜂窩區(qū)廣播信息，例如氣象報告、交通信息、重要新聞條目、本地信息(包括本地餐館詳情、公用事業(yè)和購物中心)或類似有用信息。其它無線電源可提供類似信息，尤其，大型購物區(qū)可擁有提供有用信息的微無線電通信系統(tǒng)。移動終端2可能希望在壓縮模式操作提供的時隙中接收這些通信，它們通常在公共信令信道中發(fā)送。此外，移動終端2可能是雙模終端，配合疊加的系統(tǒng)10和終端2用戶家中的“家庭基站”兩者工作。為接入家庭基站并向其傳遞呼叫，移動終端2可使用壓縮模式的時隙與家庭基站接觸并登錄。
因而，根據(jù)本發(fā)明，可以可變時間和可變速率提供壓縮模式操作，對移動終端產(chǎn)生空閑時隙，以執(zhí)行其它活動或節(jié)省電池功率。具體而言，本發(fā)明預見并提供更多的壓縮模式應用，以向移動終端提供附加業(yè)務。
根據(jù)本發(fā)明一個實施例的收發(fā)信機30示于圖4，該實施例參照基站收發(fā)信機進行描述，但下述同樣原理也可用于移動無線收發(fā)信機。基站收發(fā)信機30可選擇使用常規(guī)抽刪卷積編碼并可包含對待發(fā)送的數(shù)字信號進行編碼的編碼器32-34。可用允許例如抽刪，并允許普通卷積編碼或turbo編碼(參見V.Berrou，A.Glavieux，P.Thitimajshima所著“近似香農(nóng)極限糾錯編碼和解碼Turbo碼(1)”一文，IEEE通信會議匯編(ICC’93)1064-1070頁)的任何常規(guī)編碼。本發(fā)明不限定調制、卷積編碼、卷積碼抽刪和交錯，從而不詳細對此描述。編碼器32—34包含卷積編碼電路33和抽刪電路34，從數(shù)據(jù)源31接收數(shù)字輸入并輸出經(jīng)抽刪卷積編碼的輸出?？蛇x擇使來自數(shù)據(jù)源31的數(shù)據(jù)先在檢錯編碼器32中編碼，該編碼器可用例如循環(huán)冗余碼等常規(guī)檢錯碼編碼數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)源31可包含任何適當?shù)臄?shù)字數(shù)據(jù)，例如來自個人計算機、傳真機、聲碼式語言數(shù)據(jù)等。由卷積編碼電路33對數(shù)字輸入進行編碼，從而對每K位輸入編碼電路62的數(shù)據(jù)，輸出相應n位(n＞k)。K位輸入和相應n位輸出分別稱為K元組和n元組。卷積編碼電路33的卷積編碼率定義為輸入K比特數(shù)與輸出n比特數(shù)之比，可表示為k/n。例如，對輸入卷積編碼電路的每個比特，相應輸出2比特時，編碼率為1/2。
為增加編碼器32-34的編碼率，卷積編碼輸出經(jīng)抽刪電路34輸出，后者包括發(fā)送屏蔽電路41和刪除模式存儲器42，以便僅發(fā)送卷積編碼輸出中選定位。抽刪電路34輸出抽刪碼率為z/q的經(jīng)抽刪的輸出，即對輸入常規(guī)編碼電路62的每Z位，從抽刪電路34輸出q位。
通過經(jīng)發(fā)送屏蔽電路41傳送經(jīng)卷積編碼的輸出可獲得期望的抽刪編碼率，并且在一個一個包的基礎上抽刪經(jīng)卷積編碼的輸出。每個待抽刪的包由多個n元組構成并稱為抽刪包。
根據(jù)其長度等于抽刪塊的刪除模式對抽刪包進行抽刪。刪除模式可存儲在存儲器42中作為抽刪矩陣。抽刪矩陣的位與每個抽刪包的位有一一對應關系。選擇的刪除模式具有為獲得k/n卷積編碼率的期望抽刪碼率z/q所必需的最小比特長度。
抽刪電路34使用的刪除模式是1或0組成的L長的數(shù)據(jù)塊，每個1表示發(fā)送位，每個0表示非發(fā)送位(發(fā)送位和非發(fā)送位也分別稱為非刪除位和刪除位)。選擇L長刪除模式中的1與0的比以獲得期望的抽刪碼率。正是刪除模式中1與0的比率確定抽刪碼率。
由交錯器35有選擇地處理抽刪卷積碼。交錯是一種來自不同卷積抽刪塊的位按照嚴格的規(guī)則混合，使發(fā)送信號中相互靠近的位在幾個塊中擴散的過程。交錯器35的輸出是連續(xù)的數(shù)據(jù)塊。這些塊接著饋送至幀處理器36，在其中，數(shù)據(jù)塊組成幀。在各幀中，備有一定程度的冗余，例如若冗余率是3，則每個塊發(fā)送3次。幀輸至幀抽刪電路37。該電路在中央處理單元(CPU)40控制下。僅當要求壓縮模式工作時，抽刪電路37在幀的特定位置抽刪特定幀中由CPU40確定的特定時長的一個時隙。
為發(fā)送經(jīng)抽刪或未抽刪的幀，幀抽刪電路37的輸出在調制器38中以基帶信號調制數(shù)據(jù)包。調制可是模擬或數(shù)字的，例如是數(shù)字時，數(shù)字信號在D/A轉換器43中轉換為模擬信號，并在上變頻器中上變頻，再在CPU40控制的放大器45中放大。在已由幀抽刪電路37抽刪時隙的每個幀中，通過適當?shù)乇嚷试龃蟀l(fā)射功率以補償抽刪幀引起的冗余損失。接著幀在帶通濾波器46中濾波以去除外部頻率并從天線47發(fā)送。為了對信號進行擴頻，擴頻操作器39以來自PN碼產(chǎn)生器48的PN碼調制抽刪的幀。應理解對信號擴頻的方法不限定本發(fā)明。在移動終端中進行相反的處理以恢復原數(shù)據(jù)，將詳述移動終端。
根據(jù)本發(fā)明，基站17可用壓縮模式與多個移動終端2通信。為減少以增大的功率發(fā)送至多個移動終端的抽刪幀產(chǎn)生的干擾，CPU40以下述方式控制幀抽刪電路37的工作抽刪幀的定時和這些抽刪幀中時隙的任選位置選成最佳，這意味著，網(wǎng)絡最好選擇抽刪時隙的位置和定時，使對用戶干擾最小。例如，抽刪幀可隨時間分布使在一個蜂窩區(qū)或無線電覆蓋區(qū)域中，決不發(fā)生在兩個抽刪幀中同時增大功率發(fā)射的情況。抽刪時隙按時間分布的例子參照圖5A進行敘述。圖5A是表示在系統(tǒng)10中由基站17發(fā)送至移動終端2幀號為“N”的幀。在幀N中，幀抽刪電路37抽刪持續(xù)時間小于幀持續(xù)時間的時隙。例如，抽刪的時隙可是幀長的三分之一。抽刪時隙可位于幀的始端，這種情況下形成“前時隙”，即移動終端2可執(zhí)行其它任務或關斷接收機的不發(fā)送期間位于幀始端。在這種情況下，增大的功率發(fā)射發(fā)生在剩下的2/3幀。
或者，抽刪時隙可位于幀的中間(中時隙)，在這種情況下，增大功率發(fā)射發(fā)生在幀最前和最后三分之一處。最后，抽刪時隙可位于幀未尾(后時隙)。設交錯深度是5幀。假定每5幀中僅抽刪一個時隙，則交錯與前向糾錯編碼通?？裳a償不通過增大功率補償?shù)某閯h時隙引起的損失。根據(jù)本發(fā)明，網(wǎng)絡控制基站17發(fā)送的抽刪幀的位置，從而，壓縮模式只能由網(wǎng)絡啟動。啟動前可由移動終端2請求壓縮模式。一旦基站17接收壓縮模式請求，CPU40確定該幀及各抽刪時隙在幀中的位置。例如，在N、N＋5、N＋10，……N＋5m(m是整數(shù))號幀，向第1移動終端發(fā)送抽刪幀。在這些幀中，時隙位置可是后時隙。發(fā)送至請求壓縮模式的下一移動終端的抽刪幀可在N＋1、N＋6、N＋11、……N＋1＋5m幀中備有抽刪Post Slot(后時隙)。對每個請求壓縮模式的新移動終端重復此過程。對第6請求的移動終端，N、N＋5、N＋10……N＋5m幀可分配時隙位置Pre Slot(前時隙)。對第7終端，在N＋1、N＋6、N＋11、……N＋1＋5m幀中可備有Pre Slot。對第11移動終端，N、N＋5、N＋10……N＋5m幀可分配抽刪時隙位置Mid Slot(中時隙)。對第12終端，抽刪Mid Slot可設置在N＋1、N＋6、N＋11、……N＋1＋5m幀中，等等。從而，用這種簡單算法，15個移動終端可同時有壓縮模式，同時增大的功率發(fā)射在時間上分布相對均勻。如果要求校長時隙，可使用鄰近幀的Pre Slot和Post Slot(參見圖5B)。
根據(jù)本實施例的一種修改，按照現(xiàn)存發(fā)送的預期功率/時間分布確定下一抽刪時隙的最佳位置和定時的選擇。在CDMA網(wǎng)絡中，基站取決于許多因素用不同功率發(fā)送，例如接收移動終端的接收條件，如，移動終端在遠處時基站發(fā)射功率可能增大，或使用幾個不同數(shù)據(jù)速率時，它們可能有不同差錯容限；再例如，在具有圖像、傳真、語言的多媒體環(huán)境中，用這些數(shù)據(jù)速率取得的低優(yōu)先級數(shù)據(jù)或處理增益可不同，從而在這兩種情況下，請求不同發(fā)射功率以保持可接受的差錯水平。因此，在正常條件下，任何頻率范圍基站發(fā)射的功率隨時間變化，而且如果通信業(yè)務變化不太快，基站提前若干幀得知各將來幀要求哪種功率。根據(jù)本修改的實施例，基站不盲目地根據(jù)上述算法發(fā)送。而是基站CPU40備有足夠的本地智能，以選擇最合適的幀和幀中位置，為移動終端提供抽刪時隙，從而把干擾保持在系統(tǒng)限度內(nèi)。在作出何時及幀中什么位置應設置時隙的決定中，當從打算基站使用的功率，為這些發(fā)送進行計算時，CPU40可考慮瞬時功率未來隨時間變化。CPU40試圖為抽刪時隙選擇時間，在與抽刪時隙相同的幀中何時增大功率具有最小干擾。例如，CPU40可預先為一定數(shù)據(jù)的幀確定在一定頻率或一定頻帶中所有發(fā)射的計劃功率。這種一定幀數(shù)的預期功率發(fā)射稱為未來功率/時間發(fā)射特征。CPU40確定該功率/時間發(fā)射特征的最小值，以設置抽刪幀的增大功率發(fā)射。如果與新抽刪時隙關聯(lián)的新增大的功率發(fā)射過量，則選擇的最小值仍會引起太多干擾。因此，根據(jù)該修改實施例，CPU40不僅確定功率/時間特征的最小值，而且檢查選定點的發(fā)射功率電平是否低于一定門限值。該門限值可取決于特定基站的業(yè)務密度。該確定還包括確定最大允許發(fā)射功率。例如，假定與壓縮模式所請求關聯(lián)的增大的功率發(fā)射加倍，從3個任意功率單位增大至6功率單位，而最大允許發(fā)射功率是10功率單位。CPU40首先檢測請求方移動終端的計劃發(fā)送幀，為此請求壓縮模式的移動終端試選一個計劃幀。為此，確定在請求方移動終端計劃幀期間，將發(fā)送的頻帶中所有計劃發(fā)送的總功率電平。CPU尋找一個所有發(fā)送的總功率是最小的幀。如果適應附加的3個功率單位且總發(fā)射功率保持在允許最大值以內(nèi)，則CPU40在這最小功率幀中分配抽刪時隙。即，分配發(fā)生在目前總功率電平小于7個功率單位的時刻。如果該程序失效，則CPU尋找請求方移動終端發(fā)射可移動的時刻，例如在另一頻段的其它幀。在這種情況下，CPU必須尋找可適應全部6個功率單位的定時，即門限值為10－6＝4個功率單位。在CPU40中通過多任務同時執(zhí)行請求方移動終端計劃發(fā)射幀的頻段中對額外3個功率單位定時的搜索及6個功率單位發(fā)射可以移動的定時的搜索。
根據(jù)本實施例的進一步修改，CPU40不確定最小值，而僅尋找未來幀中的一個時刻，在該時刻，計劃的總發(fā)射功率低于與新壓縮模式操作關聯(lián)的增大功率電平所允許的門限值。因而，為應用上述例子，CPU40尋找請求方移動終端的計劃發(fā)射幀頻段中的位置，在該位置，計劃的總發(fā)射功率低于7個功率單位，而不管是否最小。或者，CPU40尋找請求方移動終端發(fā)射可移動到頻段中的總功率電平小于4個功率單位的時刻，而不管該功率電平是否最小。在進一步修改中，CPU不需以固定最大允許發(fā)射功率工作，而可使用動態(tài)可變最大允許發(fā)射功率。例如，在一定頻段中，一定數(shù)量幀的平均運行總發(fā)射功率可用作最大允許功率的指示。例如，假設在最后10幀發(fā)射功率平均9個功率單位。該平均值可乘一個等于1、大于1或小于1的因數(shù)以產(chǎn)生最大參照功率電平。設因數(shù)為1，與新壓縮模式操作關聯(lián)的增大功率電平是從3至6功率單位，即3個附加功率單位，則CPU40尋找請求方移動終端計劃發(fā)射幀頻段中，發(fā)射功率小于6個功率單位(9減3)的時刻?；蛘撸绻苿咏K端的發(fā)射幀必須移動，則CPU40在請求方移動終端計劃幀可移至的幀中，搜索功率電平小于3(9－6)單位的時刻。這些程序將在一定頻段中的低總發(fā)射功率點設置新壓縮模式，該頻段隨時間變化增大平均功率。通過在任何時刻固定最大平均發(fā)射功率和/或最大絕對功率可對該程序設置限制。在活動程度低時，平均功率很低，如果平均功率用作分配限制，則可能妨礙分配壓縮模式操作。為避免該問題，可設置最低平均功率，即如果計算的平均功率小于等預定低電平，則預定低電平用作平均值而不再計算平均值。
本發(fā)明范圍內(nèi)包含更復雜的算法，對新壓縮模式操作配置選擇最佳定時。例如，發(fā)射的干擾影響取決于其擴展因數(shù)。擴展因數(shù)高時，產(chǎn)生的發(fā)射信號更類似白噪聲，產(chǎn)生的干擾小于低擴展因數(shù)的發(fā)射。因而，可包含擴展因數(shù)作為一個參數(shù)，用于確定是否可在目前發(fā)射中的某時間點啟動新壓縮模式操作。通?？申愂鰹楸景l(fā)明提供方法和設備確定下行鏈路壓縮模式操作的分配定時，該定時使這種新操作對當前發(fā)射的干擾減至最小或保持在低水平上。下文敘述根據(jù)本發(fā)明，選擇新壓縮模式操作的定時，使其增大功率產(chǎn)生的干擾影響保持最小或較低。
上述方法參照圖7進行說明，該圖顯示對隨意基站在特定發(fā)射頻段的幀號所有發(fā)送至移動終端的總功率電平。幀號參照當前時刻(＝NOW)確定。如上所述，各幀細分為3部分或3個時隙，Pre Slot、Mid Slot和Post Slot?？砂殉閯h時隙引入這些時隙中的任一個。最后3幀的平均總發(fā)射功率是5.2功率單位，比例系數(shù)設為1，即，最大功率參照電平是5.2功率單位。所有幀對所有移動終端是同步的。CPU40首先校驗平均總功率電平是否超過最低電平。現(xiàn)設超過，則先前和計劃的從基站至移動終端的發(fā)送如陰影線所示并且功率電平為2。假定該移動終端已請求壓縮模式操作。系統(tǒng)是CDMA，向移動終端的發(fā)送是連續(xù)的。壓縮模式功率增大設為2單位(加倍)。為分析壓縮模式定時，CPU40首先在頻帶中包含移動終端計劃發(fā)送幀的所有發(fā)送的功率/時間特征中尋找小于或等于5.2－2＝3.2功率單位的功率電率。幀1、Pre Slot，幀3、Pre Slot和Mid Slot，幀5、Mid Slot是這種幀。實際上，這些幀中的這些時隙不僅低于3.2功率單位的門限值，而且在“NOW”開始的前5幀中對移動終端發(fā)送是最低的。不管是在各幀中尋找最小功率的定時，還是僅在一幀中尋找總功率電平低于門限值的定時，對壓縮模式操作將選擇幀1、2、3或5中之一。幀3在Pre Slot和Mid Slot位置具有低功率。這意味著選擇幀3的Post Slot用于抽刪。這使該幀Pre Slot和Mid Slot發(fā)送中產(chǎn)生增大功率操作。這兩個位置所有發(fā)送的總功率電平低于3.2單位的門限值，因而選擇該幀符合所有要求。另一方面，如圖中所示，CPU40不能把總共要求4功率單元的現(xiàn)存發(fā)送移入任何幀中。這要求幀具有的時隙有5.2－4＝1.1目前功率電平。在NOW開始的后續(xù)5個幀中沒有這種幀。
如果不能按照上述任何分配程序啟動壓縮模式，則基站將等待一定時間并且重試，或者，增大最大允許瞬時功率電平。例如，對一定時間段增大任何幀的最大允許功率。如果一定幀數(shù)后總功率已減少至允許最大功率電平以內(nèi)，則壓縮模式繼續(xù)。但如果功率電平仍過高，則壓縮模式終止。該過程考慮到壓縮模式短暫緊急操作?；蛘?，可改變發(fā)送其它參數(shù)，例如CPU40可嘗試不同頻率或頻帶，改變處理增益/擴展因數(shù)以減小干擾等。處理程序流程圖示于圖8。
來自移動終端2的壓縮模式操作請求可包含與抽刪幀中時隙最佳定時有關的信息。例如，移動終端希望切換至另一系統(tǒng)20時，可用壓縮模式請求或在后續(xù)信令消息中，從移動終端2向基站17發(fā)送另一系統(tǒng)的幀定時詳情。CPU40必須對請求的移動終端安排抽刪幀，使其獲得要求的定時，該定時可要求把其它移動終端的抽刪幀移至該幀其它位置，或移至不同幀序列。從而，根據(jù)本發(fā)明，不僅可對請求方移動終端在某一定時分配壓縮模式，減少增大功率發(fā)射的干擾影響，而且可通過對其它移動終端發(fā)送定時的再配置創(chuàng)建特定低功率幀。為獲得根據(jù)本發(fā)明的該壓縮模式定時的先行分配，基站可在動態(tài)可變基礎上，在常規(guī)信令信道或業(yè)務信道向各移動終端告知抽刪幀的位置和定時。
在移動終端2處于軟切換的狀態(tài)下，例如正同時與兩個基站17、18通信時(參見圖3)，本發(fā)明第1實施例會產(chǎn)生缺陷。在這種情況下，兩個基站17、18間可能不能協(xié)調或同步，從而在接收壓縮模式請求時，兩個基站17、18分配不同抽刪幀的定時。為避免這個缺陷，可選擇使本發(fā)明第1實施例的上述壓縮模式操作限于那些不處于軟切換狀態(tài)的移動終端。
現(xiàn)在敘述本發(fā)明的第2實施例。如圖3所示，兩個或多個基站17、18以軟切換方式同時與移動終端2通信，從而它們處于移動終端2的有效組。有效組是經(jīng)它可建立有效通信的基站組。鄰近組是圍繞一有效基站的站基組，包含有很高概率具有足夠導頻或信標信號強度以支持足夠通信質量的基站。候選組是具有足夠導頻或信標信號強度以建立通信的基站組。
通信開始建立時，移動終端2經(jīng)第1基站17通信，有效組僅包含第1基站17。移動終端2監(jiān)測圍繞它的各基站的導頻或信標信號強度，并把這些基站中的每一個分配到有效組、候選組或鄰近組。在鄰近組中基站18的導頻或信標信號超過預定門限電平時，基站18加至候選組并從移動終端2的鄰近組去除。移動終端2向原基站告知識別新基站18。蜂窩區(qū)系統(tǒng)控制器，例如RNC8決定是否在新基站18和移動終端2間建立通信。如果控制器8決定這樣做，則它向新基站18發(fā)送消息，包含移動終端2識別信息和與之建立通信的命令。消息也經(jīng)原基站發(fā)送至移動終端2。消息指明包含原基站和新基站17、18的新有效組。移動終端2搜索新基站發(fā)送的信息信號并與新基站18建立通信，而不終止經(jīng)原基站17的通信。該過程可用附加基站繼續(xù)。
移動終端2發(fā)送壓縮模式操作請求時，該請求由各具有CPU40(參見圖4)的兩基站17、18接收。兩基站17、18的CPU40可分配抽刪幀的不同位置，從而使移動終端2干擾增大或接收困難。因此，根據(jù)本發(fā)明第2實施例，各基站17、18中每個的CPU40經(jīng)線路49(參見圖4)由區(qū)站控制器12和/或RNC8控制。上述參照CPU40確定抽刪時隙定時的所有不同方法均可由區(qū)站控制器12和/或RNC8執(zhí)行并告知基站17/18的CPU。在一個以上基站向一個移動終端發(fā)送時，RNC8和/或區(qū)站控制器12最好分別查看各基站17、18的計劃功率/時間特征，且在對各基站17、18滿足最大功率電平要求時，才分配壓縮模式。區(qū)站控制器12和/或RNC8協(xié)調壓縮模式操作的啟動，從而涉及與一個移動終端2通信的所有基站17、18同時發(fā)送在幀中相同位置有抽刪時隙的抽刪幀，且增大的功率發(fā)送在最大允許功率門限值內(nèi)。根據(jù)該實施例，所有相關無線電復蓋區(qū)域或系統(tǒng)10各蜂窩區(qū)的各幀定時必定是同步的。
移動終端2也可用軟切換與不同區(qū)站控制器11、12服務的兩個基站(例如基站15、17)同時通信。在這種情況下，壓縮模式操作的引入和定時協(xié)調最好由RNC8完成。進而，如圖6所示，移動終端2可以軟切換同時與不同RNC8、51服務的兩個基站18、55同時通信。根據(jù)本發(fā)明的第3實施例，網(wǎng)絡10的一個節(jié)點在所有切換期間指定為錨節(jié)點，并在軟切換前后均保持作為通信路徑的錨節(jié)點。通常對一類節(jié)點，例如RNC8分配錨節(jié)點的任務用于切換。無論為此選擇什么網(wǎng)絡組成單元，重要的是每個這種單元是否可與網(wǎng)絡中的每個其它單元通信。例如，如圖6所示，錨節(jié)點可是駐留RNC8。假定移動終端2目前與基站17、18通信并決定建立至基站55的新無線電鏈路，同時保持現(xiàn)存的通信鏈路(軟切換)。RNC8是駐留RNC，沿直接連接兩個RNC8、51的通信路徑61在其本身與RNC51(漂移RNC)之間建立通信，同時保持現(xiàn)有至基站17、18的通信。
使用上行至錨點RNC8的目前通信路徑及經(jīng)RNC51、軟切換控制器52、區(qū)站控制器53至目標基站55的新路徑建立與目標基站55的新鏈路。RNC51還承擔駐留RNC8的壓縮模式定時，也即，就發(fā)送至移動終端2的抽刪幀定時而論，RNC51作為RNC8的從屬節(jié)點。
雖然本發(fā)明已參照較佳實施例進行了顯示和敘述，但本領域技術人員應理解，不脫離所附權利要求限定的本發(fā)明的范圍和精神，可在形式上和細節(jié)上作出各種變化或修改。例如，以上說明了幀序列的規(guī)則抽刪，但本發(fā)明也可包含抽刪幀的其它方案，例如隨機或其它更復雜的抽刪算法。在上述敘述中，說明計算時，發(fā)送的瞬時功率用于選擇抽刪時隙的最佳位置和定時，但是，本發(fā)明也可包含使用各蜂窩區(qū)中的或與各收發(fā)信機關聯(lián)的獨立的測量接收機以測量功率分布。進而，上述原理也可用于移動終端的操作及用于基站收發(fā)信機。
權利要求
1.一種支持壓縮模式操作的電信系統(tǒng)，其特征在于它包括一個或多個基站發(fā)射機，用于向多個遠端接收機發(fā)送信號；根據(jù)壓縮模式操作中斷從一個或多個基站發(fā)射機向多個遠端接收機發(fā)送并暫時增加與這些中斷關聯(lián)的發(fā)送功率的裝置；分配中斷向多個遠端接收機發(fā)送的定時以使所述增加功率發(fā)送產(chǎn)生的干擾最優(yōu)化的裝置。
2.如權利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述分配裝置適于在時間上大致均勻地分配所述定時。
3.如權利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述分配裝置適于確定目前計劃的未來發(fā)送的功率電平/時間特征并根據(jù)所述功率/時間特征選擇所述中斷發(fā)送時間。
4.如權利要求3所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述分配裝置適于根據(jù)發(fā)現(xiàn)所述功率電平/時間特征的最小值或發(fā)現(xiàn)在確定的功率電平/時間特征中所述計劃的功率電平小于一門限功率電平的定時，選擇所述中斷發(fā)送定時。
5.如權利要求4所述的系統(tǒng)，其特征在于，根據(jù)發(fā)送業(yè)務密度特征確定所述門限功率電平。
6.如權利要求1至5中任一所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)是FDMA、TDMA、CDMA系統(tǒng)或它們的組合系統(tǒng)。
7.如權利要求1至6中任一所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)是無線電移動通信系統(tǒng)。
8.如權利要求7所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述中斷裝置適于僅當遠端接收機不處于軟切換時向其提供壓縮模式操作。
9.一種操作通信系統(tǒng)的方法，該通信系統(tǒng)支持壓縮模式操作并包括向多個遠端接收機發(fā)送信號的一個或多個基站發(fā)射機；其特征在于，該方法包括下述步驟；根據(jù)壓縮模式操作中斷從一個或多個基站發(fā)射機向多個遠端接收機發(fā)送并暫時增加與這些中斷關聯(lián)的發(fā)送功率的步驟；分配中斷向多個遠端接收機發(fā)送的定時以使所述增加功率發(fā)送產(chǎn)生的干擾最優(yōu)化的步驟。
10.如權利要求9所述的方法，其特征在于，所述分配步驟包含在時間上大致均勻地分配所述定時的步驟。
11.如權利要求9或10所述的方法，其特征在于，還包括確定當前發(fā)送的功率電平/時間特征并根據(jù)所述功率/時間特征選擇中斷發(fā)送時間的步驟。
12.如權利要求11所述的方法，其特征在于，根據(jù)所述功率電平/時間特征的最小值或在確定的功率電平/時間特征中低于門限功率電平的計劃功率電平選擇中斷發(fā)送的定時。
13.如權利要求12所述的方法，其特征在于，根據(jù)發(fā)送的業(yè)務密度特征確定所述門限功率電平。
14.如權利要求8或13所述的方法，其特征在于，所述系統(tǒng)是CDMA移動無線電通信系統(tǒng)且在遠端接收機不處于軟切換時向其提供壓縮模式操作。
15.一種用于向多個遠端接收機發(fā)送信號并支持壓縮模式操作的基站發(fā)射機，其特征在于它包括根據(jù)壓縮模式操作中斷從所述基站發(fā)射機向所述多個遠端接收機發(fā)送并暫時增加與這些中斷關聯(lián)的發(fā)送功率的裝置；分配向所述遠端接收機發(fā)送的中斷定時以使所述增加功率發(fā)送產(chǎn)生的干擾最優(yōu)化的裝置。
16.如權利要求15所述的基站發(fā)射機，其特征在于，所述分配裝置適于確定當前發(fā)送的功率電平/時間特征并根據(jù)所述功率/時間特征選擇中斷發(fā)送時間。
17.如權利要求15或16所述的基站發(fā)射機，其特征在于，所述系統(tǒng)是CDMA無線電移動通信系統(tǒng)，所述中斷裝置適于僅在遠端接收機不處于軟切換時向其提供壓縮模式工作。
18.一種操作基站發(fā)射機的方法，該基站發(fā)射機支持壓縮模式操作并向多個遠端接收機發(fā)送信號，其特征在于，該方法包括下述步驟根據(jù)壓縮模式操作中斷向多個遠端接收機發(fā)送并暫時增加與這些中斷關聯(lián)的發(fā)送功率的步驟；分配中斷向多個遠端接收機發(fā)送的定時以使所述增加功率發(fā)送產(chǎn)生的干擾最優(yōu)化的步驟。
19.壓縮模式操作在移動無線電通信網(wǎng)絡中的應用，以節(jié)省一個或多個移動終端的電池功率。
全文摘要
本發(fā)明揭示一種支持壓縮模式操作的電信系統(tǒng)及其操作方法,這種操作比以前所知更頻繁地用于此系統(tǒng)中。為補償中斷發(fā)送產(chǎn)生的接收質量降低,可增大發(fā)射功率。為防止干擾增大得不可接收,由網(wǎng)絡協(xié)調壓縮時隙在幀中的定時和位置。本發(fā)明還揭示一種發(fā)射機(30),包括由中央處理器(40)控制的幀處理器(37)。該中央處理器(40)還控制發(fā)送功率放大器(45)的功率并且有足夠智能,以向幀處理器(37)規(guī)定抽刪時隙在幀中最佳定時和位置并控制功率放大器(45)在該幀中增大發(fā)射功率。
文檔編號H04J1/00GK1330815SQ99814608
公開日2002年1月9日 申請日期1999年12月8日 優(yōu)先權日1998年12月18日
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