調節無線系統發射功率的方法及交換機的製作方法

2023-06-29 16:21:31

專利名稱：調節無線系統發射功率的方法及交換機的製作方法
技術領域：
本發明涉及用於調節移動無線系統發射功率的方法，該移動無線系統覆蓋了一個被分為無線單元區的地理區域，每個網孔包含一個基站，該系統的交換機包括列出由於使用特定信道而受到幹擾的基站的資料庫，其中一用戶臺發送一連接建立請求；一基站接收由用戶臺所發送的該連接建立請求；該基站測量來自該用戶臺的發送質量並向該交換機發送有關該發送的質量的信息。
本發明進而涉及一移動交換機，該交換機包括一個用於交換呼叫的交換域；一個接口部件；一個用於控制該交換域的控制器；一個包含列出由於使用特定信道而受到幹擾的基站的資料庫的存儲裝置。
本發明例如可用於幹線網，即共用無線網，該無線網是共享無線信道的專用移動無線網，作為由單一機構使用的專用移動無線網以便向幾個用戶群提供類似的功能和服務。
然而，本發明同樣可用於普通的蜂窩式無線電話系統，例如GSM系統等移動無線系統。
本發明適用於具有或者是模擬或者是數字的無線路徑的無線電話系統。模擬無線電話系統例如在以下文獻中有所描述MPT1327中，1991年11月修改和再次印刷的1988年1月的Radiocom-munication Agency中的「中繼專用陸地移動無線系統的信令標準」和MPT 1343中Radiocommunication Agency中的「性能要求」。
在無線電話系統中，已經知道在無線電話系統中，無線電話系統的基站測量基站和諸如無線電話、手持可攜式電話或行動電話等用戶臺之間的無線路徑質量。這是通過測量由用戶臺發送的諸如信令或連接建立請求的無線消息的質量而進行的；該質量是由所接收的發射的功率電平或者信號強度表示的。進行這種測量的基站可以是主基站或者被稱為無線單元區中的填充基站的附加基站。在現有技術的辦法中，基站所獲得的測量數據被發送給該無線電話系統的交換機，並且該交換機在其資料庫中存儲這些數據。然後，該交換機從資料庫中檢索最新的測量數據項或者其中描述無線路徑質量的數值指出這一特定的無線路徑是最佳可用無線路徑的測量數據項。該交換機已經使用這一測量數據來選擇對於用戶臺和移動交換機之間的通信具有最佳接收信號質量的基站。然後該交換機通過系統的信令或者控制信道通知用戶臺哪一個是該交換機希望用戶臺與之通信的基站。還已經知道，預期用戶臺將開始與之通信的那個基站如果是一個附加的或者填充的基站，則交換機能夠命令用戶臺和相關的基站僅使用它們之間的業務信道上一半的無線功率。
此外，現有技術的無線電話系統，通常是它們的交換機，包括一資料庫，該資料庫帶有包含對於每一基站與受到對應於每一信道幹擾的基站和信道有關的信息的表。換言之，這是當一特定的無線信道已經用於一特定基站的服務區域之內時已經受到幹擾的基站和信道的一個列表。當該交換機已經在一特定的基站和用戶臺之間分配了用於無線業務的一特定信道時，取消了相鄰基站使用這一特定信道的權力，相鄰基站就是那些如果它們使用了這一信道就會受到幹擾的基站。幹擾可能性意味著在已經向其分配了那一信道的基站和用戶臺之間的無線業務將會引起串音並幹擾使用同樣信道的其它基站和用戶臺。
現有技術的辦法的一個問題在於，當特定的信道以特定的固定功率水平，通常為全功率或者半功率用於特定的基站和用戶臺之間的業務時，許多無線頻率容量被浪費了，由於基站和用戶臺之間的無線業務是以不必要的高功率進行的，其結果是許多基站(即它們的信道)受到幹擾。另一方面，如果一個附加的或者填充的基站以半功率使用，仍然有大量的其它基站受到幹擾；特別是，附加的或者填充的基站的獨立概念已經是必要的了。附加基站的概念和這種附加基站的管理當然已經使得無線電話系統的結構和管理複雜化。
應用附加基站的另一個問題在於，在現有技術的辦法中，當無線電話系統的交換機已經通知附加基站應當在特定的控制信道上開始收聽通話時，該附加的基站實際上開始收聽這一控制信道，並在那個信道上搜索發信號的用戶臺。讀者顯然明白，在現有技術的辦法中，附加基站本身並不在控制信道上向主基站發射信令。因而，如果附加基站收聽特定的主基站控制信道並且這一主基站突然中斷操作，例如如果其收發信機發生故障，則所有的用戶臺即在該特定的主基站覆蓋區域之內的移動無線臺，在控制信道搜索過程之後開始收聽與這一特定基站鄰接的其它主基站的控制信道。這樣位於該主基站覆蓋範圍之內的附加基站仍然收聽用戶臺不再在其上通信的「空的」控制信道。在這種情形下，附加基站是無用的。
本發明的目的是要避免上述的問題並提供一種方法和移動交換機，它們使得無線電話系統中的基站和用戶臺的發射功率可被以這種方式調節，使得受到幹擾的基站的數目將為最小，並且儘可能靈活地定義如此形成的受到幹擾的基站數目，使得一個基站不會不必要地被確定為受到幹擾的基站。
用於調節發射功率的這一新方法是通過根據本發明的一個方法達到的，其特徵在於，交換機基於所述發射質量無級地選擇最低可能功率水平用於用戶臺和基站之間的無線業務，並命令基站和用戶臺在特定的話務信道上使用所述所選的功率水平；該交換機根據對於所述話務信道所選的功率水平而在受到幹擾的基站的資料庫中改變基站的列表和這類基站的數目；基站和用戶臺開始在特定話務信道上使用所述功率水平。
本發明還涉及移動交換機，其特徵在於，所述控制器包括用於根據基站和/或用戶臺發射質量無級地選擇最低可能功率水平用於用戶臺和基站之間的無線業務、並命令基站和用戶臺在特定的話務信道上使用所述所選的功率水平的裝置；以及用於根據對於所述話務信道所選的功率水平而在受到幹擾的基站的資料庫中改變基站的列表和這類基站的數目。
本發明是基於以下想法的在其它基站中受到幹擾的話務信道部件是基於特定基站和用戶臺之間的話務中所使用的功率水平對於特定基站的有幹擾的話務信道部件即發射/接收話務信道的部件而確定的。受到幹擾的基站的數目和位置及其話務信道部件是作為有幹擾的發射機發射功率的函數被確定的，此外，根據本發明有幹擾的發射功率被保持在最低可能的水平。因而當交換機分配用戶臺和基站之間所用的話務信道時，被確定為在該特定發射功率下受到幹擾的基站或者話務信道部件被抑制使用所分配的信道。根據本發明，所使用的發射功率可被改變，並且從而還可改變受到幹擾的基站或者話務信道部件的數目。
根據本發明的用於調節發射功率的方法和移動交換臺的優點在於，每一基站與用戶臺之間的通信中所使用的無線信道的覆蓋面積的尺寸被減小到這樣的程度，使得用戶臺與基站之間的通信仍將可以成功地進行，但是該覆蓋面積將不會引起大量基站受到幹擾，而那樣的基站的數目將被減少到最小。這節省了無線頻率容量。而且，根據本發明工作的移動無線網允許比現有技術的通信網有更多的話務量。這歸因於這樣的事實同現有技術相比，同樣的信道可在比以前更短的距離上重複使用。
本發明的另一優點在於，從鄰接基站處的基準點發出的話務信道的使用被優化了或甚至是被極大化了，這減小了加到網絡上和頻率範圍上的負載。
以下將參照附圖更為充分地說明本發明，這些附圖是

圖1是根據本發明帶有基站的無線電話系統的示意圖；圖2是根據本發明的移動交換機的一個框圖。
圖1示出一個包括具有覆蓋區域C1到C11的基站BS1到BS11的無線電話系統。該圖還示出包含資料庫的移動交換機TC，該資料庫列出了因在特定功率水平上使用特定信道而將受到幹擾的基站。即使為了簡潔之故圖中未示出那樣的電信連接，基站BS1到BS11當然要和交換機TC進行通信。作為無線電話、移動無線電話或者手持便攜電話的用戶臺MS，通過基站BS6連接到該無線電話系統。該用戶臺是通過一基站(這裡是通過基站BS6)連接到該無線電話網絡或者蜂窩無線系統的。當用戶臺MS進入該移動無線網或者希望建立連接時，它向基站BS6發送一連接建立請求，該基站接收這一請求。同時該基站BS6通過使用適當的準則檢測來自該用戶臺的發射質量。適當的準則包括所接收的發射功率或者在所接收的發射中被檢測到的差錯數。還有其它適當的準則。在檢測了所接收的發射質量之後，該基站向移動交換機TC通知該質量。根據接收到的發射的質量，該交換機選擇在該用戶臺MS和該基站BS6之間在特定信道上的通信所用的最低可能的功率。根據本發明的系統中，這一功率可被無級地選擇。在選擇了適當的功率水平之後，該交換機通過其電信連接命令基站BS6在與特定的用戶臺MS通信中使用這一功率水平。被使用的該功率水平的同樣的指示發向用戶臺MS。然後該功率水平被使用到可能是邏輯的或者是物理的一個特定信道上。要注意，由該基站所使用的發射功率可能與用戶臺所使用的發射功率並不相同。信道可以是在一定頻率上的時隙或者是一定頻率。根據本發明的移動交換機TC還包含一個資料庫DB，該資料庫分別對於每一基站列出由於以特定功率使用特定信道而將會受到幹擾的基站，因而在這些基站使用這一信道是不適宜的。本發明的想法在於，第一，改變在用戶臺MS與基站BS6之間的無線路徑上一特定信道上所使用的功率水平，使得它恰好夠保證該用戶臺及基站之間的話務發射的適當質量。第二，本發明的想法在於，在資料庫DB中列出的受到幹擾的基站數目可根據基站BS6和用戶臺MS之間所使用的發射功率而改變。於是，在這例子中，如果在基站BS6和用戶臺MS之間使用最大的發射功率，則受到幹擾的基站的列表包括基站BS1到BS11。另一方面，如果使用稍微低的功率水平，則受到幹擾的基站的列表或者資料庫例如包括基站BS2、BS3、BS5、BS6、BS7、BS9和BS10。進而，如果在基站BS6和用戶臺MS之間的話務中使用最低可能的功率水平，則受到幹擾的基站可能僅包括基站BS6。這一基站可能包含在受到幹擾的基站的列表中，或者它可能並不被包含，因為可明顯看出的是在特定的時隙中或者在特定的頻率處並不打算使用這一基站與兩個用戶臺同時通信。應當注意，在無線連接上使用的功率和受到幹擾的基站的數目都可被無級地選擇。本發明也可以這樣的方式實現，即資料庫DB對於每一信道和基站包括受到幹擾的基站的實體的幾個不同的分組，使得受到幹擾的基站的一個特定組對應於基站和用戶臺之間的話務中的特定發射功率。當交換機選擇用於基站和用戶臺之間通信的一個特定功率水平時，它從其資料庫中檢索受到對應於這一功率水平的幹擾的基站的列表，並在同用戶臺發信時防止這些基站使用同一信道。這一操作可被持續進行，使得設定一個受到幹擾的基站的特定的資料庫用於用戶臺與基站之間的特定無線連接。這一資料庫的基站列表以及基站的數目可根據基站和用戶臺之間的無線話務中所使用的發射功率而改變。
應當注意到本發明的一個特徵在於，不僅在用戶臺建立同基站的連接時而且在其它時間也能夠監視用戶臺MS與基站之間的無線連接的質量。只要該無線連接建立之後，其無線連接的質量就能夠受到監視。該基站開始獨立地檢測所使用的信道(通常是一話務信道)上用戶臺的發射，並向該移動交換機發送檢測結果。從而該交換機選擇最低可用的功率水平用於該話務信道，並向該用戶臺和基站通知它們預期使用的功率水平。同時，根據話務信道上所使用的功率水平，交換機改變資料庫中所含的受到幹擾的基站的列表中的基站的數目。
圖2示出一框圖，表示根據本發明的一移動交換機400。圖2示出該移動交換機TC400的結構。交換機400包括一個接口部件401；一個交換域402；和一個具有相關的存儲裝置404的控制器403，向該存儲裝置存儲資料庫(也象圖1中以標號DB表示)。對於每一基站，該資料庫包含作為信道上所使用的功率水平的一個函數的與受到幹擾的基站有關的信道相關信息。
接口部件401的功能是使得同基站BS1到BS11、同一網絡上的其它交換機407以及電話網絡408或者專用交換分機進行接口。接口部件401從不同的接口向交換域402(或者相反)並向信令控制器403發送話音，該控制器例如建立和釋放呼叫或者根據它轉換發射周期。
根據本發明的移動交換機400的控制器403包括根據來自用戶臺和/或基站的發射的質量用於無級地選擇用於用戶臺和基站之間的無線話務中所用的最小可行功率的裝置410。例如，這一選擇是通過將從基站所獲得的有關無線發射質量的檢測結果與所希望的檢測結果數值進行比較，並且如果比較的結果指出需要增加發射功率就增加發射功率而作出的。控制器403還包括用於命令基站和用戶臺在一特定的話務信道上使用這一選擇的功率的裝置。該控制器還包括裝置413用於根據為該話務信道所用而選擇的功率水平改變資料庫中列出的受到幹擾的基站的基站數目。受到幹擾的基站列表的修改已經參照圖1進行了更為詳細的說明。
附圖及其相關的說明僅僅是為了解釋本發明的思想。在細節上，無線電話系統和移動交換機中的發射功率的調節方法可以在權利要求範圍內改變。雖然以上主要參照幹線無線系統對本發明進行了說明，本發明也可用於其它類型的無線電話和移動無線系統，諸如GSM系統。
權利要求
1.用於在移動無線系統中調節發射功率的方法，該移動無線系統覆蓋被分為無線單元區(C1到C11)的地理區域，每個無線單元區包括一基站(BS1到BS11)，該系統的交換機(TC；400)包括一個列出由於使用特定信道而受到幹擾的基站的資料庫(DB；404)，其中用戶臺(MS)發射一連接建立請求；基站(BS6)接收由用戶臺(MS)所發射的連接建立請求；基站(BS6)測量來自用戶臺(MS)的發射質量並向交換機(TC；400)發送有關該發送的質量的信息；所述方法的特徵在於以下步驟交換機(TC；400)根據所述發射的質量無級地選擇最低可能功率水平用於用戶臺(MS)和基站(BS6)之間的無線業務，並命令基站(BS6)和用戶臺(MS)在特定的話務信道上使用所述所選的功率水平；交換機根據為所述話務信道所選的功率水平在受到幹擾的基站的資料庫(DB；404)中改變基站(BS1到BS11)的列表並改變這種基站的數目；基站(BS6)和用戶臺(MS)開始在特定話務信道上使用所述功率水平。
2.根據權利要求1的功率調節方法，其特徵在於，如果需要，則基站(BS6)獨立地檢測在一特定的話務信道上來自用戶臺(MS)的所述發射的質量，並向交換機(TC；400)通知這些檢測，交換機選擇所用的最低可行功率水平，並命令基站(BS6)和用戶臺(MS)在所述話務信道上使用所述無級選擇的功率水平，並根據在所述無線話務中所使用的功率水平，改變在資料庫(DB；404)中作為受到幹擾而列出的基站(BS1到BS11)的數目。
3.移動交換機(400)，包括用於交換呼叫的交換域(402)；接口部件(401)；用於控制交換域(402)的控制器(403)；存儲裝置(404)，包括一個資料庫(DB)，該資料庫列出由於使用特定信道而受到幹擾的基站；其特徵在於所述控制器(403)包括用於根據來自用戶臺(MS)和/或基站(BS6)的發射質量無級地選擇在用戶臺和基站之間的無線話務中所用的最低可行功率、並且用於命令基站(BS6)和用戶臺(MS)在一特定的話務信道上使用所述所選擇的功率的裝置(410)；以及用於根據為所述話務信道而選擇的功率水平改變受到幹擾的基站的資料庫(DB；404)中的基站(BS1到BS11)的列表並改變這種基站的數目的裝置(413)。
全文摘要
用於在移動無線系統中調節發射功率的方法，該移動無線系統具有無線單元區(C1到C11)，每個無線單元區包括一基站(BS1到BS11)，該系統的交換機(TC；400)包括一個列出由於使用特定信道而受到幹擾的基站的資料庫(DB)。為了使受到幹擾的基站的數目最小，交換機(TC)根據來自用戶臺(MS)的發射的質量無級地選擇最低可能功率水平用於用戶臺(MS)和基站(BS6)之間的無線業務，並命令基站(BS6)和用戶臺(MS)在特定的話務信道上使用所述所選的功率水平；交換機(TC)根據為所述話務信道所選的功率水平在受到幹擾的基站的資料庫(DB；404)中改變基站(BS1到BS11)的數目；並且基站(BS6)和用戶臺(MS)開始在特定話務信道上使用所述功率水平。
文檔編號H04B7/005GK1132585SQ94193639
公開日1996年10月2日 申請日期1994年9月2日 優先權日1993年9月3日
發明者M·勞銻歐拉 申請人:諾基亞電信公司