專利名稱：多時隙、多載波通信系統(tǒng)的自適應(yīng)信道分配方法和裝置的制作方法
有關(guān)申請的交叉引用本發(fā)明涉及共同未決和共同受讓的專利申請，序列號為No.08/493,489，于1995年6月22日提交，其內(nèi)容在這里結(jié)合參照。發(fā)明背景發(fā)明領(lǐng)域本發(fā)明涉及蜂窩電信系統(tǒng)。更具體地，本發(fā)明涉及在多時隙、多載波通信系統(tǒng)中自適應(yīng)信道分配的方法和系統(tǒng)。
現(xiàn)有技術(shù)描述在蜂窩電信系統(tǒng)中，移動站用戶在系統(tǒng)的地理覆蓋區(qū)附近移動時，通過無線接口與系統(tǒng)通信。移動站和系統(tǒng)之間的無線接口通過提供散布在系統(tǒng)的覆蓋區(qū)內(nèi)基站來實現(xiàn)，每個基站能夠與系統(tǒng)中操作的移動站進行無線通信。在典型的蜂窩電信系統(tǒng)中，系統(tǒng)的每個基站控制稱為服務(wù)小區(qū)的某個地理覆蓋區(qū)內(nèi)的通信，處于某個特定服務(wù)小區(qū)內(nèi)的移動站與控制那個服務(wù)小區(qū)的基站通信。當(dāng)移動站在系統(tǒng)內(nèi)移動時，系統(tǒng)和移動站之間通信的系統(tǒng)控制根據(jù)移動站在系統(tǒng)內(nèi)的移動從服務(wù)小區(qū)向服務(wù)小區(qū)傳遞。現(xiàn)有的蜂窩電信系統(tǒng)根據(jù)各種空中接口標(biāo)準(zhǔn)操作，保證指定在特定系統(tǒng)中操作的設(shè)備的兼容性。每種標(biāo)準(zhǔn)提供移動站和系統(tǒng)的基站之間在所有操作模式中進行的過程的特定細節(jié)，這些操作模式包括在空閑狀態(tài)下、在控制信道重掃描過程中、在注冊過程中、以及連接到語音或業(yè)務(wù)信道過程中。近幾年來，蜂窩系統(tǒng)技術(shù)進步很快。這些技術(shù)進步是受高度發(fā)展的蜂窩系統(tǒng)所提供業(yè)務(wù)的需求增長所驅(qū)動的。隨著蜂窩系統(tǒng)技術(shù)和蜂窩系統(tǒng)總數(shù)在世界范圍增長以滿足這種需求，也伴隨著這些蜂窩系統(tǒng)操作所依據(jù)的系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)目的增長。
在蜂窩電信系統(tǒng)中，與大多數(shù)無線系統(tǒng)一樣，可供使用的頻帶是有限的資源。正因為如此，當(dāng)開發(fā)新的蜂窩系統(tǒng)時，通常強調(diào)盡可能地有效利用可用的頻帶。此外，蜂窩系統(tǒng)中的通信常常出現(xiàn)某種類型的RF信號失真，例如多徑傳播以及同頻干擾。新系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)的開發(fā)也必須強調(diào)必須使這些RF信號失真對系統(tǒng)服務(wù)小區(qū)內(nèi)通信的影響最小。
頻分復(fù)接(FDM)是用于蜂窩系統(tǒng)的一種發(fā)射數(shù)據(jù)的方法。正交頻分復(fù)接(OFDM)是特別適于蜂窩系統(tǒng)的一種特殊的FDM方法。一個OFDM信號由多個復(fù)接在一起的副載波組成，每個副載波在不同的頻率而且每個都用離散而不是連續(xù)變化的信號調(diào)制。
OFDM提供了幾個在蜂窩系統(tǒng)中需要的好處。在OFDM中，頻譜中副載波的正交性允許一個OFDM信號的整個頻譜接近矩形。這導(dǎo)致系統(tǒng)中可用頻帶的有效利用。OFDM也在降低多徑傳播效應(yīng)所引起的干擾上提供了好處。多徑傳播效應(yīng)是由無線電波從無線電波路徑中的大樓和其它建筑散射所引起的。多徑傳播可以導(dǎo)致頻率選擇性多徑衰落。在OFDM系統(tǒng)中，每單個數(shù)據(jù)單元的頻譜通常只占據(jù)一小部分可用頻帶。導(dǎo)致多徑衰落在很多符號上分散。這樣有效地將頻率選擇性多徑衰落所引起的突發(fā)錯誤隨機化，使得不是一個或幾個符號被完全破壞，而是很多符號只是輕微失真。此外，OFDM提供的好處有，相比傳輸信道上的符號延遲時間，時間周期T可以選得相對較大。導(dǎo)致降低了同時接收各個符號部分所引起的符號間干擾的降低。
蜂窩系統(tǒng)中OFDM的使用由Climini在“Analysis and Simulationof a Digital Mobile Channel Using Orthogonal FrequencyDivision Multiplexing”，IEEE Trans.Commun.，Vol. 33，No.7，pp.665-675(1985年7月)中建議。OFDM在移動系統(tǒng)中的類似應(yīng)用也由Casa在“OFDM for Data Communication Over Mobile FM-Channels-Parts IAnalysis and Experimental Results”，IEEETrans.Commun.，Vol.39，No.5，pp.783-793(1991年5月)中建議。在這些OFDM蜂窩系統(tǒng)中，為從服務(wù)小區(qū)內(nèi)操作的基站到移動站(下行鏈路)和從移動站到基站(上行鏈路)的傳輸所產(chǎn)生的每條通信鏈路分配一組副載波頻率。分配給每條通信鏈路的副載波頻率組從系統(tǒng)可用的所有副載波頻率中選出。在一個服務(wù)小區(qū)內(nèi)，相同的副載波頻率不能分配給一條以上的通信鏈路。因此，不會出現(xiàn)相同服務(wù)小區(qū)內(nèi)副載波之間的同頻干擾。但是，在這種OFDM系統(tǒng)中，系統(tǒng)服務(wù)小區(qū)中的通信鏈路被分配一組副載波頻率，其中包括的一個或多個副載波頻率也分配給系統(tǒng)中另一個服務(wù)小區(qū)中建立的通信鏈路，這是可能的。這些共同分配的副載波頻率中的每一個可能受到其它服務(wù)小區(qū)中使用相同副載波頻率所引起的同頻干擾的影響。在這些OFDM系統(tǒng)中，目前沒有方法或系統(tǒng)能夠協(xié)調(diào)不同服務(wù)小區(qū)中產(chǎn)生的通信鏈路的副載波頻率分配。在這種系統(tǒng)中，相鄰服務(wù)小區(qū)中使用的副載波所引起的通信鏈路中的同頻干擾可能非常大。
已經(jīng)開發(fā)了非OFDM系統(tǒng)中不同服務(wù)小區(qū)之間分配信道頻率的方法，以便降低或最小化同頻干擾。自適應(yīng)信道分配(ACA)就是這樣一種方法。在ACA中，分配給蜂窩系統(tǒng)的任何信道頻率可用于在系統(tǒng)的任一服務(wù)小區(qū)中建立一條鏈路，只要滿足某個干擾準(zhǔn)則就不管該頻率是否正在系統(tǒng)的其它地方使用。信道頻率也可以自由地在系統(tǒng)中復(fù)用，只要滿足干擾準(zhǔn)則。
在自適應(yīng)信道分配中，在服務(wù)小區(qū)覆蓋區(qū)內(nèi)進行動態(tài)分配信道上各種信號質(zhì)量和干擾水平測量，以便建立可以分配給服務(wù)小區(qū)內(nèi)產(chǎn)生的通信鏈路的業(yè)務(wù)或話音信道的列表?？刂品?wù)小區(qū)和服務(wù)小區(qū)覆蓋區(qū)內(nèi)移動站的基站在系統(tǒng)經(jīng)營者所分配的動態(tài)用于系統(tǒng)內(nèi)通信的信道頻率組上進行測量。通常，進行上行鏈路和下行鏈路測量?；谶@些測量，當(dāng)要產(chǎn)生一條新鏈路時，基于相同的法則對鏈路分配信道。例如，在最小干擾ACA中，系統(tǒng)建立一個信道表，從每個服務(wù)小區(qū)中所測量的干擾最小(最高質(zhì)量)到干擾最大(最低質(zhì)量)信道。然后，系統(tǒng)從該表中選擇某些干擾最小的信道分配給那個服務(wù)小區(qū)中的通信。也要考慮其它準(zhǔn)則，例如所選信道之間某種所需的頻率間隔以及避免某些信道組合產(chǎn)生交調(diào)。ACA的一個例子是，H.Eriksson，“Capacity Improvement by Adaptive Channel Allocation”，IEEEGlobal Telecomm.Conf.，pp.1355-1359，Nov.28-Dec.1，1998，說明了與蜂窩無線系統(tǒng)有關(guān)的容量增益，其中所有的信道是所有基站共享的資源。在上面參考的報告中，移動站測量下行鏈路信號質(zhì)量，基于選擇具有最高載干比(C/I水平)的信道來分配信道。
上述的共同未決專利申請揭示了一種在通信系統(tǒng)——例如使用頻分復(fù)接(FDM)或正交頻分復(fù)接(OFDM)系統(tǒng)的通信系統(tǒng)——中自適應(yīng)分配信道的方法。在發(fā)射通信信號可用的通信信道上，只有所選的信道用于發(fā)射信號。隨著信道條件的改變，選擇使用的信道也可以改變。通過自適應(yīng)地分配發(fā)射站用于發(fā)射通信信號的信道，更好地保證充分地實現(xiàn)通信。以限制所需的系統(tǒng)資源量的方式自適應(yīng)地分配信道，以便評估可用信道的信道條件。
頻分、時分復(fù)接(FD/TDMA)也是用于蜂窩系統(tǒng)的發(fā)射數(shù)據(jù)的方法。FD/TDMA信號以突發(fā)的形式在所選的載波、所選時隙中發(fā)射。
在多載波、多時隙通信系統(tǒng)中，F(xiàn)D/TDMA信號可以在所選數(shù)目的信道上發(fā)射，每個信道由一個載波和時隙組合構(gòu)成。在這種通信系統(tǒng)中，載波和時隙組合所構(gòu)成的信道分配給發(fā)射機和接收機之間構(gòu)成的通信鏈路。
類似于FDM通信系統(tǒng)中定義的信道，多載波、多時隙通信系統(tǒng)中定義的信道也容易受到同頻干擾的影響。而且這種信道上產(chǎn)生的信號容易受到頻率選擇性多徑衰落的影響。因此，分配給多載波、多時隙通信系統(tǒng)中通信鏈路的信道可能表現(xiàn)不出理想的特性。
因此，具有一種在多載波、多時隙通信系統(tǒng)中使用的自適應(yīng)信道分配的方法和系統(tǒng)，是會有好處的。該方法和系統(tǒng)應(yīng)該在多載波、多時隙系統(tǒng)中提供減輕系統(tǒng)服務(wù)小區(qū)之間同頻干擾的信道分配。該方法和系統(tǒng)也應(yīng)該考慮多載波、多時隙系統(tǒng)的獨特特性而設(shè)計，以便當(dāng)分配信道時有效地利用系統(tǒng)資源。
根據(jù)與多時隙、多載波通信方案有關(guān)的這些背景信息，本發(fā)明提供了很大的改進。發(fā)明的內(nèi)容本發(fā)明提供在多載波、多時隙通信中自適應(yīng)信道分配(ACA)的一種方法和系統(tǒng)。該方法和系統(tǒng)提供分配給通信鏈路的由載波和時隙組合構(gòu)成的信道的分配，以便減輕系統(tǒng)服務(wù)小區(qū)之間的同頻干擾。
常規(guī)的ACA方法被設(shè)計為自適應(yīng)地為系統(tǒng)分配RF信道，其中每條鏈路使用一個信道。當(dāng)用于多載波、多時隙通信系統(tǒng)時，這些常規(guī)的ACA方法需要自適應(yīng)地分配所有指定給鏈路的信道。自適應(yīng)地分配所有這種載波需要大量的測量以及在系統(tǒng)接收機和發(fā)射機之間傳遞信道測量信息和分配信息的信令資源。通過選擇性地選擇要自適應(yīng)分配的信道、并設(shè)置確定分配的準(zhǔn)則，本發(fā)明的裝置和方法最少地使用測量和信令資源，并仍然提供有效的ACA。
在發(fā)明的第一個方面，從較大一組N個信道中選出M個信道的最初子集，用于多載波、多時隙系統(tǒng)的每個單獨鏈路上的通信。例如，數(shù)字M根據(jù)特定鏈路的數(shù)據(jù)率而定，而且可以在系統(tǒng)的鏈路之間變化。然后，使用M個信道的子集在鏈路上傳輸通信。當(dāng)進行通信時，周期性地測量M個信道子集中信道的信號質(zhì)量電平(C/I)、以及所有可用的N個信道的干擾電平(I)。這些C/I和I測量結(jié)果報告給系統(tǒng)。在鏈路上的進行通信過程中，系統(tǒng)從C/I和I測量中確定，是否在該鏈路所存在的服務(wù)小區(qū)內(nèi)存在至少一個其它的優(yōu)選的未用信道，能夠比M集合中的至少一個信道在該鏈路上提供更好的信號接收。如果它確定存在至少一個其它的優(yōu)選的未用信道，系統(tǒng)就重配置M信道子集以包括該至少一個未用信道。
在發(fā)明的第二個方面，移動站作為鏈路接收機，以某個選定的報告間隔，只向系統(tǒng)發(fā)射有限的測量結(jié)果集合，而不是全部測量結(jié)果。所發(fā)射的有限的測量結(jié)果集合包括選定數(shù)目的最低C/I測量結(jié)果，以及選定數(shù)目的最低I測量結(jié)果。有限的結(jié)果集合的傳輸減少了上行鏈路系統(tǒng)信令資源的使用。
在發(fā)明的另一個實施例中，移動站作為鏈路接收機，周期性地測量M個信道子集內(nèi)信道的信號質(zhì)量電平(C/I)，以及所有N個可用信道的干擾電平(I)。然后移動站基于C/I和I測量，確定鏈路的候選替代信道，并向系統(tǒng)發(fā)射信道請求消息，請求分配至少一個候選信道取代鏈路的至少一個信道。系統(tǒng)用信道接受或信道拒絕消息響應(yīng)信道請求消息。如果收到信道接受消息，移動站就重新配置M個信道子集以包含該候選替代信道。如果信道被拒絕，移動站就發(fā)射信道請求消息，請求新的候選信道。附圖的簡要描述

圖1說明了可以實現(xiàn)本發(fā)明的蜂窩電信網(wǎng)；圖2A說明在多時隙、多載波通信系統(tǒng)中根據(jù)本發(fā)明一個實施例的信道分配；圖2B圖示說明一個示范多時隙、多載波通信系統(tǒng)的信道方案；圖2C圖示說明另一個示范多時隙、多載波通信系統(tǒng)的信道方案；圖3A說明根據(jù)本發(fā)明一個實施例的系統(tǒng)功能框圖；圖3B和3C分別說明，根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，鏈路發(fā)射機和鏈路接收機的功能框圖4A和4B說明，鏈路接收機根據(jù)本發(fā)明一個實施例所執(zhí)行的處理步驟的流程圖；圖5說明在蜂窩電信網(wǎng)內(nèi)，根據(jù)本發(fā)明一個實施例所執(zhí)行的處理步驟的流程圖；圖6A和6B說明，鏈路接收機根據(jù)本發(fā)明另一個實施例所執(zhí)行的處理步驟的流程圖；圖7說明在蜂窩電信系統(tǒng)內(nèi)，根據(jù)本發(fā)明另一個實施例所執(zhí)行的處理步驟的流程圖；圖8說明按照本發(fā)明的一個實施例操作的基站和移動終端的功能框圖。發(fā)明的詳細描述參考圖1，其中說明了本發(fā)明通常適用類型的多時隙蜂窩電信系統(tǒng)。頻分、時分多址(FD/TDMA)信號在系統(tǒng)操作過程中產(chǎn)生并發(fā)射。在圖1中，任意地理區(qū)域分成多個毗鄰的無線覆蓋區(qū)，或服務(wù)小區(qū)C1-C10。盡管圖1的系統(tǒng)說明性地表示只包括10個服務(wù)小區(qū)，但是應(yīng)該清楚地理解實際上，服務(wù)小區(qū)數(shù)是非常大的。
與每個服務(wù)小區(qū)C1-C10關(guān)聯(lián)并處于其中的是基站，標(biāo)為多個基站B1-B10中相應(yīng)的一個。每個基站B1-B10包括本領(lǐng)域熟知的發(fā)射機、接收機、以及基站控制器。在圖1中，基站B1-B10說明性地分別處于每個服務(wù)小區(qū)C1-C10的中央，并配備了全向天線。但是，在蜂窩無線系統(tǒng)的其它配置中，基站B1-B10可以處于服務(wù)小區(qū)C1-C10的邊緣附近，或者遠離中央的其它地方，而且可以全向或有方向性地用無線信號輻射服務(wù)小區(qū)C1-C10。因此，圖1的蜂窩無線系統(tǒng)的表示只為了說明的目的，不希望是對可實施本發(fā)明的蜂窩電信系統(tǒng)可能實現(xiàn)的限制。
繼續(xù)參考圖1，在服務(wù)小區(qū)C1-C10中可以找到多個移動站M1-M10。同樣，圖1中只表示了10個移動站，但是應(yīng)該理解移動站的實際數(shù)目實際上會更多，而且會總是大大超過基站的數(shù)目。此外，盡管服務(wù)小區(qū)C1-C10的一些中沒有發(fā)現(xiàn)任何移動站B1-B10，但是服務(wù)小區(qū)C1-C10的任何特定一個中出現(xiàn)或不出現(xiàn)移動站M1-M10應(yīng)該理解為實際上與移動站M1-M10用戶的個人愿望有關(guān)，他們可以從服務(wù)小區(qū)中的一個位置漫游到另一個，或者從一個服務(wù)小區(qū)到毗鄰的服務(wù)小區(qū)或相鄰的服務(wù)小區(qū)，而且甚至從一個特定MSC服務(wù)的一個蜂窩無線系統(tǒng)到另一個這樣的系統(tǒng)。
每個移動站M1-M10能夠通過一個或多個基站B1-B10以及移動站交換中心MSC發(fā)起或接收電話呼叫。移動站交換中心MSC通過通信鏈路，例如電纜，連接到每個所說明的基站B1-B10，以及未表示的固定公用交換電話網(wǎng)PSTN，或者類似的可能包括綜合系統(tǒng)數(shù)字網(wǎng)絡(luò)(ISDN)設(shè)施的固定網(wǎng)絡(luò)。移動交換中心MSC和基站B1-B10之間、或者移動站交換中心MSC和PSTN或ISDN之間相應(yīng)的連接，在圖1中沒有全部表示，但是這是本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員所熟知的。類似地，在蜂窩無線系統(tǒng)中包括一個以上的移動站交換中心、并通過電纜或無線鏈路將每個附加的移動站交換中心連接到不同的基站組以及其它的移動站交換中心也是已知的。
每個MSC可以在系統(tǒng)中控制每個基站B1-B10和與之通信的移動站M1-M10之間的通信管理。當(dāng)移動站在系統(tǒng)中漫游時，移動站通過控制移動站所處區(qū)域的基站將它的位置注冊到系統(tǒng)。當(dāng)移動站電信系統(tǒng)收到尋址到特定移動站的呼叫時，尋址到那個移動站的尋呼消息在基站——它控制移動站被確信所處的區(qū)域——的控制信道上廣播。當(dāng)收到尋址到它的尋呼消息時，移動站掃描系統(tǒng)的接入信道并向從中收到最強的接入信道信號的基站發(fā)送尋呼響應(yīng)。然后啟動產(chǎn)生呼叫連接的過程。MSC，響應(yīng)收到目標(biāo)為確信處于其基站B1-B10所服務(wù)地理區(qū)域中的移動站的呼叫，控制對那個移動站的尋呼；當(dāng)基站收到來自移動站的尋呼響應(yīng)時將無線信道分配給移動站；以及響應(yīng)移動站在通信正進行時在系統(tǒng)中從服務(wù)小區(qū)到服務(wù)小區(qū)的漫游，將與移動站的通信從一個基站越區(qū)切換到另一個。
每個服務(wù)小區(qū)C1-C10分配多個業(yè)務(wù)信道和至少一個專用控制信道?？刂菩诺劳ㄟ^從那些單元發(fā)射和接收的信息，用于控制或監(jiān)督移動站的操作。這種信息可以包括入呼叫信號、出呼叫信號、尋呼信號、尋呼響應(yīng)信號、位置注冊信號以及話音和業(yè)務(wù)信道分配。
本發(fā)明的一個實施例包括在圖1所示的多載波、多時隙蜂窩系統(tǒng)中實現(xiàn)自適應(yīng)信道分配(ACA)的方法和系統(tǒng)。在發(fā)明的示范實施例中，ACA在具有按照Global System for Mobile Communication(GSM)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)定義的頻率和時隙所間隔的載波的多載波、多時隙通信系統(tǒng)中實現(xiàn)。所提供信道集合的所有信道可用于每個服務(wù)小區(qū)，但是一個信道不能同時用于服務(wù)小區(qū)中一個以上的鏈路。在一個實施例中，頻分雙工(FDD)用于分開上行鏈路和下行鏈路信號。系統(tǒng)包括在上行鏈路和下行鏈路信道上的專用控制信道(DCCH)，發(fā)射越區(qū)切換的控制信息、長期信道分配信息、長期功率控制信息以及測量信息和測量結(jié)果。系統(tǒng)也包括在上行鏈路和下行鏈路信道上的物理控制信道(PCCH)，發(fā)射短期信道分配信息、短期功率控制信息、測量消息和測量結(jié)果。
在發(fā)明的ACA中，對于移動站和基站之間的每條上行/下行鏈路，系統(tǒng)從多個(N個)信道集合中選出多個(M個)信道的一個子集。N個信道集合是每條鏈路在系統(tǒng)中可用的信道集合，這里N＞M。N個信道集合不在通信過程中改變。N個信道集合可以包括系統(tǒng)的所有信道。或者，N個信道集合可以是小于可用的總信道數(shù)、但大于M個信道子集中信道數(shù)的集合。
現(xiàn)在參考圖2A，其中說明了根據(jù)本發(fā)明一個實施例在多載波、多時隙通信系統(tǒng)中的信道分配。基站200通過下行鏈路206和上行鏈路208與移動站202通信?；?00也通過下行鏈路210和上行鏈路212與移動站204通信。鏈路206、208、210和212上的傳輸在服務(wù)小區(qū)內(nèi)使用單獨的M個信道子集。信道在服務(wù)小區(qū)內(nèi)使用一次。
基站200及移動站202和206構(gòu)成其中一部分的通信系統(tǒng)可以包括，例如GSM(General System for Mobile communications)通信系統(tǒng)。在GSM通信系統(tǒng)中，下行鏈路信道的選擇是由上行鏈路信道選擇所決定的。在其它系統(tǒng)中相反，下行鏈路和上行鏈路不是同時確定的。而且通信系統(tǒng)也可以包括，例如時分雙工系統(tǒng)，例如數(shù)字歐洲無繩電話(DECT)系統(tǒng)，其中上行鏈路和下行鏈路使用相同的信道集合。
圖2B說明了示范多載波、多時隙通信方案的信道方案，一般地用220表示。通信方案圖示的方式代表并按照時間軸222和頻率軸224表示。
時間軸222代表兩個幀228，TDMA(時分多址)通信方案的示例。每個幀228分成八個時隙T0-T7。
頻率軸224代表通信方案中鏈路可用的帶寬。可用帶寬分成載波232。在圖中所示的示例方案中，載波以200kHz間隔分開。
一個信道由一個時隙、載波組合構(gòu)成。在圖中強調(diào)的第一信道234，由時隙T2和載波f5定義。一個信號以突發(fā)的形式在以這種方式定義的連續(xù)信道幀中發(fā)射。
第二信道236也在圖中強調(diào)，由時隙T4和載波f3定義。一個信號以突發(fā)的形式在以這種方式定義的連續(xù)信道幀中發(fā)射。信道234和236可以一起用于，例如，發(fā)射下行鏈路信號。
圖2B表示時分雙工方案，上行鏈路和下行鏈路信道在同一載波集合上定義。這里，第三信道238也在圖中強調(diào)，是由時隙T6和載波f5定義的。一個信號也以突發(fā)的形式在以這種方式定義的連續(xù)信道幀中發(fā)射。
下行鏈路信道，例如，由信道234和236定義。而且上行鏈路信道，例如，由信道238定義，這樣就定義了一個時分雙工方案。
圖2C說明了另一個示范多載波、多時隙通信方案的信道方案，一般地用250表示。同樣，表示了時間軸222和頻率軸224。由時隙T0-T7構(gòu)成的兩個幀228也同樣地表示?？捎玫膸掃@里分成兩組，載波232的252組和254組。每個組的載波232同樣間隔200kHz的間隔。
方案250表示FDD方案，例如用于GSM通信系統(tǒng)中的方案。包括第一組252載波的時隙-載波組合構(gòu)成下行鏈路信道。而且，包括第二組254載波的時隙-載波組合構(gòu)成上行鏈路信道。
在所說明的通信方案中，下行鏈路信道由信道258、262和264構(gòu)成。而且，上行鏈路信道由信道268、270、272和274構(gòu)成。在示范方案250中，上行鏈路信道由下行鏈路信道的選擇而確定。在其它實施例中，這種下行鏈路和上行鏈路信道選擇是獨立進行的。在所說明的實施例中，下行鏈路和上行鏈路時隙是不同步的，因此在時間上彼此是有偏差的。
現(xiàn)在參考圖3A，其中表示了根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)框圖。系統(tǒng)由鏈路發(fā)射機300、鏈路接收機330、ACA處理部分360和RF信道380組成。特定鏈路的接收機330和發(fā)射機300處于鏈路的對端。在下行鏈路中，接收機330處于移動站中而且發(fā)射機300處于基站中。在上行鏈路中，接收機330處于基站中而且發(fā)射機300處于移動站中。RF信道具有N個可用信道集合。鏈路接收機330和鏈路發(fā)射機使用可用信道中的M子集在RF信道380上通信。
現(xiàn)在參考圖3B和3C，其中分別表示了圖3A的發(fā)射機300和接收機330的功能框圖。圖3B和圖3C中表示的功能特性對于基站和移動站接收機和發(fā)射機是共同的。
發(fā)射機300包括復(fù)接器302。復(fù)接器302連接到在線路304上提供給它的數(shù)據(jù)接收模塊。在圖中說明了M塊數(shù)據(jù)306。這種塊306通過線路304提供給復(fù)接器302。
復(fù)接器302通過線路308連接到編碼器和交織器312。編碼器和交織器312通過線路314連接到調(diào)制器316。如所示，調(diào)制器316包括多個——這里是Z個——調(diào)制器單元318。調(diào)制器單元318通過線路324連接到載波/合并器322。載波/合并器322再通過線路326連接到混頻器328的第一輸入。系統(tǒng)RF載波提供給混頻器328的第二輸入。而且輸出線329連接到混頻器328的輸出。至少與時隙和載波對有關(guān)的ACA處理器(圖中未表示)提供的輸入信號通過線路334提供給復(fù)接器302和調(diào)制器316。
在發(fā)射機操作中，數(shù)據(jù)塊通過線路304提供給復(fù)接器302。通過線路334提供給復(fù)接器302的信號確定發(fā)射機發(fā)射連續(xù)的數(shù)據(jù)塊306的時隙。由復(fù)接器302復(fù)接的連續(xù)的數(shù)據(jù)塊306通過線路308提供給信道編碼器和交織器312，進行信道編碼和并與其它數(shù)據(jù)交織。一旦進行了信道編碼并與其它數(shù)據(jù)交織，數(shù)據(jù)塊就通過線路314選擇性地提供給調(diào)制器316的調(diào)制器單元318。如所示，幾條線路314延伸到每個調(diào)制器單元318，藉此為每個調(diào)制器單元318提供幾個入口。提供給調(diào)制器單元318的每個入口對應(yīng)于幀中的一個時隙。ACA處理器提供的控制信號確定在所選時隙中哪個調(diào)制器單元318接收入口。
由所選的調(diào)制器316的幾個調(diào)制器單元318產(chǎn)生的調(diào)制信號，通過線路324提供給載波/合并器322，在這里將載波合并。此后，合并的信號通過混頻器328調(diào)制到RF載波頻率。載波/合并器322合并的載波數(shù)Z可以在連續(xù)幀之間改變，其中載波數(shù)Z小于或等于M個數(shù)據(jù)塊的數(shù)目。
接收機電路330包括混頻器332，具有第一輸入，連接以接收在接收機中收到的信號表示。混頻器332的第二輸入連接到RF載波信號。
混頻器322的輸出通過線路336連接到檢測器334。如所示，檢測器334包括多個——這里是Y個——檢測器單元336。檢測器334還連接以接收處理器342在線路338上產(chǎn)生的控制信號。處理器342在線路344上從ACA處理器(圖中未表示)接收控制輸入并通過線路346向ACA處理器發(fā)射信息。
檢測器334通過線路348連接到映射器352。線路348還連接到干擾測量器354。干擾測量器354再連接到處理器342。而且，處理器342通過線路353連接到映射器352。
映射器352通過線路356連接到判決設(shè)備358。判決設(shè)備358再通過線路362連接到解碼器和解交織器364。解碼器和解交織器364再通過線路368連接到解復(fù)接器372。解復(fù)接器372產(chǎn)生的解復(fù)接信號在線路374上產(chǎn)生并提供給其它接收機電路(未表示)。
解碼器和解交織器364還在連接到信號質(zhì)量測量器378的線路376上產(chǎn)生信號。信號質(zhì)量測量器378通過線路382連接到處理器342。而且處理器通過線路384連接到解復(fù)接器372。
在接收機操作中，ACA處理器確定應(yīng)該在什么載波上檢測接收信號并將這種確定指示提供給檢測器334。Y檢測器單元的數(shù)目至少大于向接收機330發(fā)射信號的載波數(shù)Z。
檢測器單元336在線路348上產(chǎn)生的每個輸出對應(yīng)于單個幀的一個時隙。干擾測量器354測量線路348上產(chǎn)生的信號的信號能量，藉此得到由頻率和時隙組合構(gòu)成的、不用于發(fā)射信息信號的信道上的干擾指示。這種測量指示提供給處理器342，再到ACA處理器。
映射器352根據(jù)處理器在線路353上提供給它的信號而操作，將Y檢測器單元336產(chǎn)生的信號映射到確定已經(jīng)發(fā)射了信號的載波的Z個線路集合356上。這種信號提供給判決設(shè)備358，此后到解碼器和解交織器364。然后，在線路376上對信號質(zhì)量測量器378提供信號，允許測量器378估計發(fā)射信號信道的信號質(zhì)量電平。這種指示提供給處理器342，再到ACA處理器。解復(fù)接器372以前面圖3B中所示的復(fù)接器相反的方式操作。
移動站、基站和系統(tǒng)MSC之間必要的數(shù)據(jù)傳遞可以用已知的方式實現(xiàn)。在所描述的實施例中，DCCH和PCCH信道可用于上行鏈路和下行鏈路，在移動站和系統(tǒng)之間傳遞測量結(jié)果或信道分配消息?？刂菩诺烙糜趥鬟f這種信息是本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的。
現(xiàn)在參考圖4A，圖中表示說明鏈路接收機330在ACA處理過程中所執(zhí)行步驟的流程圖。移動站在下行鏈路接收所執(zhí)行的步驟以及基站在上行鏈路接收所執(zhí)行的步驟實際上是相同的，而且圖4A可以用于描述鏈路接收機330在兩種情況下執(zhí)行的步驟。移動站和基站執(zhí)行的處理步驟之間的區(qū)別包括圖4A的步驟428。圖4B是說明移動站在ACA測量過程的步驟428中執(zhí)行的附加步驟的流程圖。當(dāng)描述圖4A的處理時，這些額外步驟將參考圖4B描述。
當(dāng)系統(tǒng)需要在上行鏈路或下行鏈路上的移動站基站對之間建立一條通信鏈路時，ACA處理開始。再次參考圖4A，在步驟402，鏈路接收機從系統(tǒng)接收測量命令消息，在鏈路可用的一組N個信道中的每一個上測量干擾(I)。N個信道可以是系統(tǒng)中可用的所有信道，或者從系統(tǒng)內(nèi)可用的所有信道中選出的較少的一組信道。然后，在步驟404，執(zhí)行I測量。然后，處理從步驟404轉(zhuǎn)移到步驟406，在這里將I測量結(jié)果發(fā)送到系統(tǒng)。當(dāng)移動站是鏈路接收機時，I測量結(jié)果通過DCCH或PCCH信道發(fā)射到基站，然后傳遞到MSC。當(dāng)基站是鏈路接收機時，I測量結(jié)果通過恰當(dāng)?shù)年懮涎b置傳遞到MSC。發(fā)射I測量結(jié)果之后，處理轉(zhuǎn)移到步驟408，鏈路接收機在這里等候系統(tǒng)的響應(yīng)。鏈路接收機在步驟408處于等待狀態(tài)時所進行的處理步驟現(xiàn)在將參考圖5描述。
現(xiàn)在參考圖5，其中表示了ACA處理過程中系統(tǒng)的ACA處理部分中進行的處理步驟。在步驟502，在鏈路接收機的N個信道上進行的I測量結(jié)果被ACA處理器接收。然后，在步驟504，ACA處理器從N個信道上進行的I測量結(jié)果中確定M個干擾最小的未用信道。從步驟504，處理隨后轉(zhuǎn)移到步驟506，在這里向鏈路分配干擾最小的M個信道子集的信道分配消息發(fā)送到鏈路接收機和鏈路發(fā)射機。ACA處理器現(xiàn)在轉(zhuǎn)移到步驟508，并等待來自鏈路接收機的進一步輸入。現(xiàn)在處理流程返回圖4A的步驟408。可以使用為信道分配消息確定M個信道的另一種方法，取代步驟506。例如，可以基于信道的使用如何影響相鄰服務(wù)小區(qū)傳輸來分配信道。如果干擾最小的M個信道中的一個在相鄰服務(wù)小區(qū)中使用，那么就不使用該信道。在這種情況下，M個信道可能不是干擾最小的M個信道。
再參考圖4A，處于408處等待狀態(tài)中的鏈路接收機現(xiàn)在轉(zhuǎn)移到步驟410，并接收信道分配消息，將M個信道子集分配給鏈路。然后，處理轉(zhuǎn)移到步驟412，鏈路接收機開始使用分配的M個信道子集在鏈路上接收。處理現(xiàn)在從步驟412轉(zhuǎn)移到步驟414，并等待進一步的輸入。在步驟416，接收到一個輸入。在使用分配的M信道子集接收時，鏈路接收機可以接收三種類型的輸入。在判決步驟418，鏈路接收機確定是否收到呼叫結(jié)束信號。如果已經(jīng)收到呼叫結(jié)束信號，處理就結(jié)束。呼叫結(jié)束信號可以由系統(tǒng)發(fā)送到鏈路接收機或由鏈路接收機本身發(fā)出。呼叫結(jié)束信號向處理表示鏈路上的通信已經(jīng)結(jié)束。如果沒有收到呼叫結(jié)束，處理轉(zhuǎn)移到步驟402，鏈路接收機判斷是否已經(jīng)收到了測量定時器消息。測量定時器包括在與鏈路接收機關(guān)聯(lián)的處理器中。測量定時器以周期性間隔產(chǎn)生測量消息，通知鏈路接收機進行測量。每個測量定時器信號定義一個測量間隔。如果已經(jīng)收到測量定時器消息，處理就轉(zhuǎn)移到步驟424。在步驟424，鏈路接收機在N信道集合上測量I。I測量可以與以前針對每個信道的一定數(shù)量的I測量一起平均，以便得到精確性。第一次通過步驟424，測量與步驟404得到的結(jié)果平均。在隨后的各次通過步驟424，測量結(jié)果與最后的n個以前測量平均，這里n是一個值，允許的精度次于系統(tǒng)內(nèi)的信道干擾電平。處理從步驟424轉(zhuǎn)移到步驟426，鏈路接收機在M信道子集的每個上測量C/I。C/I測量也與最后的n個以前的C/I測量平均。然后，在步驟428，鏈路接收機發(fā)送I和C/I測量結(jié)果到系統(tǒng)的ACA處理部分。根據(jù)鏈路接收機是基站還是移動站，步驟428可以以不同方式執(zhí)行。如果鏈路接收機是基站，平均的測量結(jié)果可以直接發(fā)送到ACA處理器。如果鏈路接收機是下行鏈路上的移動站，當(dāng)結(jié)果通過經(jīng)由基站的上行鏈路發(fā)射到系統(tǒng)時，圖4B中所示的子步驟可用于減少信令業(yè)務(wù)流。
現(xiàn)在參考圖4B，其中表示了說明移動站執(zhí)行圖4A的步驟428時執(zhí)行的處理子步驟的流程圖。上行鏈路上的信令業(yè)務(wù)流，通過在不同的時間間隔向系統(tǒng)發(fā)射不同組的測量結(jié)果來減少。在長報告間隔，所有I測量和C/I測量結(jié)果都發(fā)射到系統(tǒng)。在較短的報告間隔，發(fā)射每個I測量和C/I測量結(jié)果的減少的集合。可以這樣定義長和短間隔，使長間隔每n個短間隔或每n個測量周期出現(xiàn)一次，這里n是這樣的數(shù)，例如25。在步驟428a，移動站確定測量周期是否包含報告測量結(jié)果的短時間間隔。如果確定測量周期包含報告測量結(jié)果的短時間間隔，那么處理轉(zhuǎn)移到步驟428b，在這里移動站向系統(tǒng)發(fā)射M信道子集中Y個最差質(zhì)量信道的C/I測量，這里Y＜M，并發(fā)射N信道中Z個干擾最小的I測量，這里Z＜N。Y和Z值選為使信令業(yè)務(wù)流最少時允許有實現(xiàn)ACA的足夠信息。Y可以設(shè)置為1，Z可以設(shè)置為一個數(shù)，用于計算以便平均地包含同一服務(wù)小區(qū)內(nèi)至少一個未用信道的I測量結(jié)果。然后處理轉(zhuǎn)移到步驟414，在這里移動站等待進一步的輸入。但是，如果在步驟428a確定測量周期不包含報告測量結(jié)果的短時間間隔，處理則轉(zhuǎn)移到步驟428c。在步驟428c，移動站向系統(tǒng)發(fā)射整個M信道子集的C/I測量，以及所有N信道的I測量。然后處理轉(zhuǎn)移到步驟414，在這里移動站等待進一步的輸入。現(xiàn)在處理流程轉(zhuǎn)移到圖5，ACA處理器從鏈路接收機接收測量結(jié)果。
再參考圖5，在步驟508已經(jīng)處于等待狀態(tài)的ACA處理器在步驟510從鏈路接收機接收一個輸入。ACA處理器可以在步驟510接收測量結(jié)果或呼叫結(jié)束信號。當(dāng)收到一個輸入時，處理轉(zhuǎn)移到步驟512，在這里確定接收到何種類型的輸入。如果接收到呼叫結(jié)束信號，處理就結(jié)束。在本例種，收到的消息是測量結(jié)果，因此處理轉(zhuǎn)移到步驟514。在步驟514，ACA處理器確定具有最低C/I測量值的M個使用信道子集中的信道。然后，在步驟516，確定是否M信道子集的最低C/I測量值的C/I低于ACA C/I觸發(fā)門限。如果在步驟516，確定最低C/I測量值不低于ACA C/I觸發(fā)門限，處理流程就返回步驟508，在這里ACA處理器等待其它輸入。但是，如果在步驟516確定最低C/I測量值低于ACA C/I觸發(fā)門限，處理流程則轉(zhuǎn)移到步驟518。在步驟518，ACA處理器確定N信道集合中是否存在I測量值小于具有最低C/I測量值的M子集信道的I測量值的未用信道。如果在步驟518，確定不存在具有較低I測量值的未用信道，處理流程將返回步驟508，在那里ACA處理器等待其它輸入。但是，如果在步驟518存在具有較低I測量值的未用信道，更優(yōu)選的信道存在，處理轉(zhuǎn)移到步驟520。在步驟520，ACA處理器將干擾最小的未用信道插入M信道子集，并將M子集中具有最低C/I測量值的信道從子集中刪除。為了避免滯后效應(yīng)，信道的改變可以在步驟518計算干擾最小的未用信道的C/I、并確定所計算的C/I是將要刪除信道的C/I上的一個最小量之后進行。如果干擾最小的未用信道的C/I不是將要刪除信道的C/I上的一個最小量，可以考慮不接受未用信道作為替換。從步驟520，處理轉(zhuǎn)移到步驟522，在這里系統(tǒng)向鏈路接收機發(fā)送重配置子集消息，指示鏈路接收機重新配置分配給鏈路的M信道子集，以便遵從處理器所做的改變。然后，ACA處理器轉(zhuǎn)移到步驟508，并等待來自鏈路接收機的進一步輸入。步驟514-520所給出的過程或者可以通過確定多個干擾較小的未用信道并將它們與干擾電平低于C/I門限的多個使用信道交換來實現(xiàn)。子集也可以根據(jù)其它準(zhǔn)則重新配置。例如，M子集可以基于在鏈路的服務(wù)小區(qū)中使用該子集對相鄰服務(wù)小區(qū)進行的通信造成的影響來重新配置。如果服務(wù)小區(qū)中使用的一些M信道也用于相鄰服務(wù)小區(qū)，這些可以與該服務(wù)小區(qū)中未用的并且在相鄰服務(wù)小區(qū)中也不使用的信道替換。即使使用信道不低于C/I門限或者即使未用信道的干擾電平大于替換信道，也可以進行重配置。
只要呼叫正在進行而且鏈路上的通信繼續(xù)，處理就繼續(xù)。然后，鏈路接收機收到一個輸入時，將從步驟408的等待狀態(tài)轉(zhuǎn)移，而且圖4A、4B和5中所示的處理步驟將重復(fù)到呼叫結(jié)束而且鏈路發(fā)射機、鏈路接收機和系統(tǒng)的ACA處理部分收到呼叫結(jié)束信號為止。
在發(fā)明的另一個實施例中，作為鏈路接收機的移動站發(fā)射請求消息，請求用于鏈路的某組M信道，或者請求M信道的替換。系統(tǒng)再發(fā)射子集接受或信道接受消息到移動站。下行鏈路ACA處理主要在移動站接收機的處理器346中進行。在另一個實施例中，圖5中所示的、在第一個實施例中由系統(tǒng)執(zhí)行的步驟504、514、516、518和520，將由移動站的處理器346執(zhí)行。用于上行鏈路測量的基站ACA處理流程保留，如圖4A、4B和5中所示。
現(xiàn)在參考圖6A，其中表示了一個流程圖，說明在發(fā)明另一個實施例的ACA處理過程中，移動站作為鏈路接收機時執(zhí)行的步驟。當(dāng)移動站在步驟602收到測量命令消息時，開始ACA處理。然后，在步驟604，鏈路可用的每組N信道的干擾(I)在移動站中測量。然后，處理轉(zhuǎn)移到步驟606，在這里確定M個干擾最少的信道。處理從步驟606轉(zhuǎn)移到步驟608，子集請求消息由移動站發(fā)送到系統(tǒng)。子集請求消息向系統(tǒng)表示移動站請求使用請求子集中的每個信道?，F(xiàn)在，處理轉(zhuǎn)移到步驟610，移動站等待來自系統(tǒng)的應(yīng)答?，F(xiàn)在將參考圖7描述，當(dāng)處理處于步驟610的等待狀態(tài)中時所進行的處理步驟。
現(xiàn)在參考圖7，其中表示了根據(jù)發(fā)明的另一個實施例，當(dāng)移動站參與ACA處理時，系統(tǒng)ACA處理部分中執(zhí)行的處理步驟。在步驟702，ACA處理部分接收子集請求消息。然后，在步驟704，系統(tǒng)確定是否允許移動站使用請求子集中的所有M個信道。某些信道可能在服務(wù)小區(qū)中不能使用，例如，如果它們被另一個移動站使用，或者如果它們保留在系統(tǒng)中用于特殊用途。也可以根據(jù)M個信道的使用如何影響相鄰服務(wù)小區(qū)中傳輸來確定它們的可用性。ACA被設(shè)計為允許系統(tǒng)經(jīng)營者靈活地進行這些判決。如果確定允許移動站使用請求子集中的所有M個信道，系統(tǒng)將向鏈路接收機發(fā)射子集接受消息。但是，如果在步驟704，確定所建議子集中的信道不能被移動站所使用，處理就轉(zhuǎn)移到步驟720，而且系統(tǒng)發(fā)射信道拒絕消息，拒絕不可用的信道作為M信道子集的一部分?，F(xiàn)在處理流程轉(zhuǎn)移到步驟722，處理等待來自移動站的應(yīng)答。
現(xiàn)在參考圖6A，在步驟612，移動站接收從系統(tǒng)發(fā)射的子集接受消息或信道拒絕消息。如果收到子集接受消息，處理就轉(zhuǎn)移到步驟620，在這里鏈路接收機開始使用指定的子集接收。但是，如果在步驟614，確定收到了一個信道拒絕消息(或多個)，處理轉(zhuǎn)移到步驟616。在步驟616，鏈路接收機確定下一個候選者(或多個)取代拒絕的那個請求信道(或多個)。這些候選者將是不在所建議的M集合中的、N個可用信道集合中干擾次低的信道。
從步驟616，處理轉(zhuǎn)移到步驟618，向系統(tǒng)發(fā)射信道請求消息，請求下一個候選信道(或多個)。然后處理轉(zhuǎn)移到步驟610，鏈路接收機等待應(yīng)答。處理將通過步驟610、612、614、616、618和706及708構(gòu)成的環(huán)路繼續(xù)，直到完整的M信道子集被接受。然后，處理轉(zhuǎn)移到步驟620，在這里移動站開始使用接受的子集在鏈路上接收?，F(xiàn)在處理轉(zhuǎn)移到步驟622的等待狀態(tài)。當(dāng)處于步驟622的等待狀態(tài)時，處理可以接收呼叫結(jié)束或測量定時器消息。呼叫結(jié)束和測量定時器消息等效于上面對發(fā)明的前一個實施例所描述的呼叫結(jié)束和測量消息。鏈路接收機在步驟624接收呼叫結(jié)束或測量定時器消息，并轉(zhuǎn)移到步驟626，在這里確定是否收到了呼叫結(jié)束。如果收到呼叫結(jié)束，處理就結(jié)束。但是，如果收到了測量定時器消息，處理則轉(zhuǎn)移到步驟628。在步驟628，移動站在所有的N個可用信道上測量I并將每個信道的結(jié)果進行平均。然后，在步驟630，鏈路接收機在M信道子集上測量C/I并將每個信道的結(jié)果進行平均?，F(xiàn)在處理轉(zhuǎn)移到圖6B的步驟632。
在步驟632，鏈路接收機確定M子集中具有最低C/I的信道。然后，在步驟634，確定最低C/I是否低于門限。如果不低于門限，處理返回步驟622，鏈路接收機在這里等待另一個呼叫結(jié)束或測量定時器消息。但是，如果確定最低的C/I低于門限C/I，處理就轉(zhuǎn)移到步驟636。在步驟636，確定不在M子集中的N集合中干擾較小的信道是否存在。如果不存在干擾較小信道，處理返回步驟622。但是，如果確實存在干擾較小的信道，更優(yōu)選的信道就存在，處理轉(zhuǎn)移到步驟638。在步驟638，移動站向系統(tǒng)發(fā)射信道請求消息，請求不在M信道子集中的干擾最小信道替代具有最低C/I的信道。移動站中的處理現(xiàn)在轉(zhuǎn)移到步驟640的等待狀態(tài)，處理流程轉(zhuǎn)移到圖7的步驟708。系統(tǒng)的ACA處理部分在步驟710接收請求的信道消息。步驟632-638中的過程概要也可以這樣執(zhí)行，確定子集中多個具有最低C/I的使用信道，然后確定多個干擾較小的未用信道作為請求的替換。在收到信道請求消息之后，在步驟716確定，所請求的信道是否用于另一個服務(wù)小區(qū)中另一個移動站之間的鏈路上。如果請求信道在服務(wù)小區(qū)中使用，系統(tǒng)轉(zhuǎn)移到步驟718并向移動站發(fā)射請求信道拒絕消息，處理返回步驟708。但是，如果所建議的替換在服務(wù)小區(qū)中不使用，系統(tǒng)就向移動站發(fā)射請求信道接受消息，處理返回步驟708?；蛘卟淮_定所請求信道是否在服務(wù)小區(qū)中使用，作為替換也可使用其它準(zhǔn)則確定可用性。例如，如果請求信道在相鄰服務(wù)小區(qū)中使用，系統(tǒng)可以拒絕該信道請求。處理則從步驟640的等待狀態(tài)轉(zhuǎn)移到步驟642，移動站接收接受或拒絕消息。然后，在步驟644，確定是否接受所請求的信道。如果所請求的信道被接受，處理轉(zhuǎn)移到步驟646，移動站重新配置移動站在其上接收的M信道子集包括所請求的信道，刪除最低C/I的信道。然后，處理轉(zhuǎn)移到步驟622的等待狀態(tài)。但是，如果請求信道不被接受，處理則轉(zhuǎn)移到步驟648。在步驟648，移動站確定是否存在新候選信道比M信道中具有最低C/I的信道干擾更少，它們在這個測量間隔中尚未作為請求信道被拒絕。如果新候選信道不存在，處理返回步驟622的等待狀態(tài)。但是，如果新候選信道確實存在，處理轉(zhuǎn)移到步驟638，在這里移動站向系統(tǒng)發(fā)射信道請求消息。該消息請求步驟648中找到的新候選信道作為新的替代信道。然后，處理轉(zhuǎn)移到步驟640，并等待來自系統(tǒng)的應(yīng)答。處理將通過步驟642、644、648、650，以及，638和710、712、714，以及716或718構(gòu)成的環(huán)路繼續(xù)，直到請求的信道被接受或者沒有新候選存在。然后，處理轉(zhuǎn)移到步驟622的等待狀態(tài)。ACA處理將在整個呼叫過程中繼續(xù)并在每次收到測量定時器消息時被喚醒。當(dāng)呼叫結(jié)束時，處理將通過步驟624和626結(jié)束。
圖8說明了蜂窩通信系統(tǒng)800的一部分，本發(fā)明的實施例可以在其中操作。所示的基站852和單個移動終端854通過通信鏈路815連接，藉此允許在其間傳輸下行鏈路和上行鏈路信號。系統(tǒng)800的操作遵循多時隙、多載波通信方案，下行鏈路和上行鏈路由時隙和載波對組成，如前所述。
基站852接收、或產(chǎn)生信息信號，在這里表示為由信息源862產(chǎn)生。信息源862產(chǎn)生的信息信號由信源編碼器864編碼。在一個實施例中，信源編碼器將提供給它的信息信號數(shù)字化。編碼器864產(chǎn)生的信源編碼的信號提供給信道編碼器866。信道編碼器866通過增加所提供信號的冗余度，對提供給它的信號進行信道編碼。
編碼器866產(chǎn)生的信道編碼信號提供給調(diào)制器868，根據(jù)多時隙、多載波通信方案對信道編碼信號調(diào)制。也就是說，調(diào)制器將信道編碼信號調(diào)制在所選的載波上并在所選時隙中發(fā)射調(diào)制信號。調(diào)制器868產(chǎn)生的信號構(gòu)成下行鏈路傳輸，通過其間生成的鏈路傳遞到移動終端854。
移動終端854包括解調(diào)器872，對它接收的下行鏈路傳輸解調(diào)。由解調(diào)器872解調(diào)的調(diào)制信號提供給信道解碼器874，用與信道編碼器866對信號編碼所用的相反過程，對信道編碼解碼。然后，信源解碼器876對提供給它的信號解碼并將所產(chǎn)生的解碼信號提供給信息接收機878。
移動終端還包括信息源882，產(chǎn)生傳遞到基站852的信息信號。信息源882產(chǎn)生的信息信號由信源編碼器884編碼，884類似于信源編碼器864，可以包括模數(shù)轉(zhuǎn)換器，將提供給它的信息信號數(shù)字化。
信源編碼器884產(chǎn)生的信源編碼信號提供給信道編碼器886，后者對提供給它的信號進行信道編碼，例如對提供給它的信號引入冗余度。編碼器886產(chǎn)生的信道編碼信號提供給調(diào)制器888。調(diào)制器888以類似于調(diào)制器868操作的方式操作，將編碼信號調(diào)制到所選頻率的載波上，并將調(diào)制信號在所選時隙中發(fā)射。所選時隙和載波定義了在移動終端854和基站852之間構(gòu)成上行鏈路的信道。
還表示基站包括解調(diào)器892，用于將其接收的上行鏈路傳輸解調(diào)。解調(diào)器產(chǎn)生的解調(diào)信號提供給信道解碼器894，后者用一般與信道編碼器886對所產(chǎn)生的信號編碼所用過程的逆過程對接收信號解碼。解碼器894產(chǎn)生的解碼信號提供給信源解碼器896，產(chǎn)生提供給信息接收機898的信源解碼信號。
在所說明的實施例中，信道條件測量器902構(gòu)成移動終端854的一部分。信道條件測量器902用于測量在基站852和移動終端854之間構(gòu)成鏈路815的可用信道的信道條件。在一個實施例中，信道條件測量器測量用于構(gòu)成鏈路815的N個可用信道中至少一些的干擾電平。這種測量可以響應(yīng)通過抽頭904提供給測量器902的信號的信號電平而進行。
在所說明的實施例中，信道條件測量器902還用于測量信道——信號通過它發(fā)射到移動終端854——上表現(xiàn)的多徑衰落電平。這種多徑衰落指示通過抽頭906提供給信道條件測量器902。
信道所表現(xiàn)的信道條件的測量值提供給移動終端854的發(fā)射部分，這里通過抽頭908表示。正如前面注意到的，在一個實施例中，信道條件測量值通過控制信道提供給基站852。
在所說明的實施例中，信道條件測量器909，以類似于測量器902的方式，用于測量在基站852和移動終端854之間構(gòu)成鏈路815所用信道的信道條件。抽頭910和911分別將干擾和多徑衰落指示提供給測量器909。
這里所示的ACA處理器928包括信道評估器914和信道分配器916。在另一個實施例中，處理器928則是構(gòu)成MSC的一部分。在其它實施例中，ACA處理器928處于其它地方，或者分散成幾部分，在一個以上設(shè)備中實施。
測量器902或909測量的測量值指示分別通過抽頭917和918提供給信道評估器。信道評估器評估確定器所確定的信道特性。響應(yīng)評估器914進行的評估，信道分配器916用于分配信道，構(gòu)成基站852和移動終端854之間的鏈路815。分配器916進行的信道分配分配信道，產(chǎn)生基站和移動終端之間的下行鏈路以及上行鏈路。在一個實施例中，分配器916所分配的、構(gòu)成上行鏈路的信道指示在控制信道上發(fā)射到移動終端854。
因為動態(tài)地分配信道，以便構(gòu)成基站852和移動站854之間的通信鏈路815，用于構(gòu)成基站和移動終端之間鏈路的信道的信道分配，如果有必要的話，是變化的。
從前面的描述可以看到，發(fā)明提供了一種對多時隙、多載波通信方案自適應(yīng)分配信道的方法和系統(tǒng)。發(fā)明的使用將增強它所實施的這種系統(tǒng)的性能。自適應(yīng)信道分配設(shè)計為使在系統(tǒng)上行鏈路上傳遞測量結(jié)果所必需的信令資源最小化，同時仍然提供自適應(yīng)信道分配的好處。其結(jié)果是系統(tǒng)掉話減少，每條鏈路的通信質(zhì)量改善。
可以確信本發(fā)明的操作和構(gòu)造將從前面的描述中明確，而且盡管所示的和這里描述的發(fā)明以特定實施例為特征，但是不背離如下權(quán)利要求所定義的發(fā)明精神和范圍前提下可以進行改變和修改。
權(quán)利要求
1.在電信系統(tǒng)中，從鏈路發(fā)射機到鏈路接收機的通信遵循多時隙通信方案、在鏈路可用的多個信道集合的一個子集上發(fā)射，一種對鏈路上的通信分配信道的方法，所述方法包括如下步驟從所述集合分配多個信道，提供所述子集；在所述集合的每個信道上測量接收信號；確定在所述集合中是否存在至少一個未用信道，比所述子集中的一個信道更優(yōu)選適于在所述鏈路上使用；而且響應(yīng)肯定的確定，重新配置所述子集。
2.權(quán)利要求1的方法，其中所述分配步驟包括如下步驟在所述集合每個信道上測量干擾電平(I)；以及確定所述子集，所述子集包括所述集合中多個干擾最少的未用信道。
3.權(quán)利要求2的方法，其中所述測量干擾電平(I)的步驟還包括如下步驟從所述鏈路接收機向所述系統(tǒng)發(fā)射多個所述干擾電平(I)測量結(jié)果，其特征在于，所述多個發(fā)射結(jié)果的數(shù)目少于所述集合中的信道數(shù)。
4.權(quán)利要求1的方法，其中所述測量步驟包括如下步驟在所述集合的每個信道上測量干擾電平(I)。
5.權(quán)利要求1的方法，其中所述測量步驟包括如下步驟在所述子集的每個信道上測量信號質(zhì)量(C/I)。
6.權(quán)利要求1的方法，其中所述測量步驟包括如下步驟在所述集合的每個信道上測量干擾電平(I)；而且在所述子集的每個信道上測量信號質(zhì)量電平(C/I)；而且，所述確定步驟包括如下步驟確定所述子集中具有最低信號質(zhì)量電平(C/I)的信道；并且確定所述集合中是否存在一個未用信道，其干擾電平(I)低于所述子集中具有所述最低信號質(zhì)量電平(C/I)的所述信道的干擾電平(I)。
7.權(quán)利要求6的方法，其中所述重配置步驟包括如下步驟響應(yīng)肯定的確定，從所述子集中去掉具有所述最低信號質(zhì)量(C/I)的所述信道；并且將所述未用信道插入所述子集。
8.權(quán)利要求6的方法，其中所述測量干擾電平(I)的步驟還包括如下步驟從所述鏈路接收機向所述系統(tǒng)發(fā)射多個所述干擾電平(I)測量結(jié)果，其特征在于，所述發(fā)射結(jié)果的數(shù)目少于所述集合中的信道數(shù)；并且所述測量信號質(zhì)量(C/I)的步驟還包括如下步驟從所述鏈路接收機向所述系統(tǒng)發(fā)射多個所述信號質(zhì)量(C/I)測量結(jié)果，其特征在于，所述發(fā)射結(jié)果的數(shù)目少于所述子集中的信道數(shù)。
9.權(quán)利要求1的方法，其中所述分配步驟包括如下步驟在所述集合的每個信道上測量干擾電平(I)；確定候選子集，所述候選子集包括所述集合中多個干擾最少的信道；從所述鏈路接收機向所述系統(tǒng)發(fā)射子集請求消息；在所述鏈路接收機接收來自所述系統(tǒng)的應(yīng)答消息；并從所述應(yīng)答消息確定，是否為所述鏈路接受所述候選子集。
10.權(quán)利要求9的方法，其中所述接收應(yīng)答消息的步驟包括接收子集接受消息。
11.權(quán)利要求9的方法，其中所述接收應(yīng)答消息的步驟包括接收一個或多個信道拒絕消息，而且確定是否接受所述候選子集的所述步驟還包括如下步驟為所述子集確定一個或多個下一個候選信道；從所述鏈路接收機向所述系統(tǒng)發(fā)射一個或多個信道請求消息；并重復(fù)確定一個或多個下一個候選信道的所述步驟，并向所述系統(tǒng)發(fā)射一個或多個信道請求消息，直到接受完整的子集。
12.權(quán)利要求1的方法，其中確定是否存在未用信道的所述步驟包括如下步驟確定所述集合中是否存在一個候選信道，比所述子集中的一個信道更優(yōu)選地適用于所述鏈路；從所述鏈路接收機向所述系統(tǒng)發(fā)射信道請求消息；在所述鏈路接收機接收來自所述系統(tǒng)的應(yīng)答；從所述應(yīng)答確定所述候選信道是否是未用的；并且響應(yīng)否定確定，每次對一個不同的候選信道重復(fù)如下步驟確定所述集合中是否存在一個更優(yōu)選信道、發(fā)射信道請求、接收應(yīng)答、并從所述應(yīng)答中確定，直到從所述應(yīng)答確定的所述步驟產(chǎn)生一個肯定的確定。
13.權(quán)利要求12的方法，其特征在于，在所述子集的每個信道上測量接收信號的所述步驟包括如下步驟在所述集合的每個信道上測量干擾電平(I)；而且在所述子集的每個信道上測量信號質(zhì)量電平(C/I)；而且，確定所述集合中是否存在一個候選信道比所述子集中的一個信道更優(yōu)選地適用于所述鏈路的所述步驟包括如下步驟確定所述子集中具有最低信號質(zhì)量電平(C/I)的信道；并且確定所述集合中的一個候選信道，其干擾電平(I)低于所述子集中具有所述最低信號質(zhì)量電平(C/I)的所述信道的干擾電平(I)。
14.在電信網(wǎng)絡(luò)中，從鏈路發(fā)射機到鏈路接收機的通信在鏈路可用的多個用戶集合的一個子集上發(fā)射，一個對鏈路上的通信分配信道的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括從所述集合分配多個信道，提供所述子集的裝置；在所述子集的每個信道上測量接收信號的裝置；確定在所述集合中是否存在至少一個未用信道，比所述子集中的一個信道更優(yōu)選適于在所述鏈路上使用的裝置；而且響應(yīng)肯定的確定，重新配置所述子集的裝置。
15.權(quán)利要求14的系統(tǒng)，其中所述分配裝置包括在所述集合每個信道上測量干擾電平(I)的裝置；以及確定所述子集的裝置，所述子集包括所述集合中多個干擾最少的信道。
16.權(quán)利要求15的系統(tǒng)，其中所述測量干擾電平(I)的裝置還包括從所述鏈路接收機向所述系統(tǒng)發(fā)射多個所述干擾電平(I)測量結(jié)果的裝置，其特征在于，所述多個發(fā)射結(jié)果的數(shù)目少于所述集合中的信道數(shù)。
17.權(quán)利要求14的系統(tǒng)，其中所述測量裝置包括在所述集合的每個信道上測量干擾電平(I)的裝置。
18.權(quán)利要求14的系統(tǒng)，其中所述測量裝置包括在所述子集的每個信道上測量信號質(zhì)量(C/I)的裝置。
19.權(quán)利要求14的系統(tǒng)，其中所述測量裝置包括在所述集合的每個信道上測量干擾電平(I)的裝置；以及在所述子集的每個信道上測量信號質(zhì)量電平(C/I)的裝置；以及，所述確定裝置包括確定所述子集中具有最低信號質(zhì)量電平(C/I)的信道的裝置；以及確定所述集合中是否存在一個未用信道、其干擾電平(I)低于所述子集中具有所述最低信號質(zhì)量電平(C/I)的所述信道的干擾電平(I)的裝置。
20.權(quán)利要求19的系統(tǒng)，其中所述重配置裝置包括響應(yīng)肯定的確定，從所述子集中去掉具有所述最低信號質(zhì)量(C/I)的所述信道的裝置；以及將所述未用信道插入所述子集的裝置。
21.權(quán)利要求19的系統(tǒng)，其中所述測量干擾電平(I)的裝置還包括從所述鏈路接收機向所述系統(tǒng)發(fā)射多個所述干擾電平(I)測量結(jié)果的裝置，其中所述發(fā)射結(jié)果的數(shù)目少于所述集合中的信道數(shù)；以及所述測量信號質(zhì)量(C/I)的裝置還包括從所述鏈路接收機向所述系統(tǒng)發(fā)射多個所述信號質(zhì)量(C/I)測量結(jié)果的裝置，其中所述發(fā)射結(jié)果的數(shù)目少于所述子集中的信道數(shù)。
22.權(quán)利要求14的方法，其中所述分配裝置包括在所述集合的每個信道上測量干擾電平(I)的裝置；確定候選子集的裝置，所述候選子集包括所述集合中多個干擾最少的信道；從所述鏈路接收機向所述系統(tǒng)發(fā)射子集請求消息的裝置；在所述鏈路接收機接收來自所述系統(tǒng)的應(yīng)答消息的裝置；以及從所述應(yīng)答消息確定是否為所述鏈路接受所述候選子集的裝置。
23.權(quán)利要求22的系統(tǒng)，其中所述接收應(yīng)答消息的裝置包括接收子集接受消息的裝置。
24.權(quán)利要求22的系統(tǒng)，其特征在于，接收應(yīng)答消息的裝置包括接收一個或多個信道拒絕消息的裝置，以及確定是否接受所述候選子集的所述裝置還包括為所述子集確定一個或多個下一個候選信道的裝置；從所述鏈路接收機向所述系統(tǒng)發(fā)射一個或多個信道請求消息的裝置；以及重復(fù)確定一個或多個下一個候選信道的所述步驟，并向所述系統(tǒng)發(fā)射一個或多個信道請求消息，直到接受完整的子集的裝置。
25.權(quán)利要求14的系統(tǒng)，其中確定是否存在未用信道的所述裝置包括確定所述集合中是否存在一個候選信道比所述子集中的一個信道更優(yōu)選地適用于所述鏈路的裝置；從所述鏈路接收機向所述系統(tǒng)發(fā)射信道請求消息的裝置；在所述鏈路接收機接收來自所述系統(tǒng)的應(yīng)答的裝置；以及從所述應(yīng)答確定所述候選信道是否是未用的裝置。
26.權(quán)利要求25的方法，其中在所述子集的每個信道上測量接收信號的所述裝置包括在所述集合的每個信道上測量干擾電平(I)的裝置；以及在所述子集的每個信道上測量信號質(zhì)量電平(C/I)的裝置；以及，確定所述集合中是否存在一個候選信道比所述子集中的一個信道更優(yōu)選地適用于所述鏈路的所述裝置包括確定所述子集中具有最低信號質(zhì)量電平(C/I)的信道的裝置；以及確定所述集合中的一個候選信道，其干擾電平(I)低于所述子集中具有所述最低信號質(zhì)量電平(C/I)的所述信道的干擾電平(I)的裝置。
27.在遵循通信信道由時隙和載波組合構(gòu)成的多時隙、多載波通信方案操作的發(fā)射機中，一種對選擇通信信道構(gòu)成通信信號在其上發(fā)射的可用通信信道集合的選擇子集的裝置的改進，所述裝置包括信道評估器，連接以接收可用通信信道集合中至少一個所選的通信信道的信道條件指示，所述信道評估器評估其接收的信道條件指示；以及信道分配器，響應(yīng)所述信道評估器進行的評估而操作，所述信道分配器分配可用通信信道集合中所選的子集，通信信道由在其上發(fā)射通信信號的時隙和載波組合所構(gòu)成。
全文摘要
在多載波、多時隙系統(tǒng)(220)中提供了一種自適應(yīng)信道分配的方法和系統(tǒng)。在該方法和系統(tǒng)中,從較大的一組N個信道中選出M個信道的子集,用于鏈路(300、330)上的通信。當(dāng)通信在鏈路(300、330)上進行時,周期性地在M信道子集的信道上進行信號質(zhì)量(C/I)測量,并在N個信道組的信道上進行干擾(I)測量。然后將C/I以及I測量用于重新配置M信道子集,以便降低鏈路(300、330)上的同頻干擾。
文檔編號H04B7/24GK1245623SQ9718154
公開日2000年2月23日 申請日期1997年11月21日 優(yōu)先權(quán)日1996年11月25日
發(fā)明者K·M·阿爾姆格倫, C·M·弗羅蒂, P·A·拉森 申請人:艾利森電話股份有限公司