專利名稱：集群移動通信系統(tǒng),基站,控制臺和移動臺的制作方法
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本發(fā)明涉及一個移動通信系統(tǒng)，它具有一個線路控制臺以及多個集群化的基站，用于這樣一種移動通信系統(tǒng)的一個基站，一個集群控制臺，一個線路控制臺，以及一個移動臺。


圖1是一份圖，用以說明一種常規(guī)的移動通信系統(tǒng)的一個實例。圖1所示的移動通信系統(tǒng)包括一個移動臺(MS)10，各基站(BSs)111到117，一個線路控制臺(RNC路由網(wǎng)絡(luò)控制器)12，以及一個移動通信交換臺(MSC移動交換中心)13。
移動通信交換臺13是被設(shè)計用于一個移動通信網(wǎng)絡(luò)的一個交換臺。這個移動通信交換臺13的諸線路被連接到另一個移動通信交換臺或者一個固定網(wǎng)絡(luò)的交換臺，例如一個公共交換電話網(wǎng)絡(luò)(PSTN)。在移動通信交換臺為一種第3代類型產(chǎn)品的情況下，該移動通信交換臺13不僅支持電路交換功能，而且支持分組交換功能，后者使之能連接因特網(wǎng)。
線路控制臺12被連接到一個移動通信交換臺13，同時被連接到多個基站111到117。當產(chǎn)生一次通信請求時，線路控制臺12對各基站111到117所使用的各無線信道的分配、通信的開始和結(jié)束以及諸如此類進行控制。此外，當移動臺10在各基站111到117的覆蓋區(qū)域中移動時，線路控制臺12執(zhí)行一次越區(qū)切換控制。
各基站111到117被連接到線路控制臺12，并且在線路控制臺12的控制下，跟多個移動臺10進行無線通信。在基站與移動臺之間，可以使用各種無線信號協(xié)議(各種空中接口)，例如頻分多址(FDMA)，時分多址(TDMA)以及碼分多址(CDMA)。
在圖1所示的移動通信系統(tǒng)中，當跟一個移動臺進行通信時，基本上在移動臺10以及靠近該移動臺10的基站之間直接地(伙伴與伙伴之間)交換各種無線信號。在圖1所示的特例中，基站112靠近圖中所示的一個移動臺10。相應(yīng)地，來自移動臺10的諸信號經(jīng)由基站112以及線路控制臺12，被送往移動通信交換臺13。如圖1所示，當移動臺10從靠近基站112的位置移動到靠近基站113的位置時，就從基站112越區(qū)切換到基站113，以便繼續(xù)進行通信。換句話說，線路控制臺12控制著各基站，以便將用于跟移動臺10進行通信的基站由基站112改變?yōu)榛?13，并且將通往基站的線路由基站112切換到基站113。在圖1中，指向兩個方向的一個實線箭頭表示一次正常通信，而指向兩個方向的一個虛線箭頭則表示一次越區(qū)切換通信。
在一個基站僅覆蓋一個小區(qū)域的微蜂窩移動通信系統(tǒng)的情況下，當移動臺在高速移動中進行通信時，在各基站之間頻繁地發(fā)生越區(qū)切換。其結(jié)果是，在這種情況下，用以實現(xiàn)必要的控制的線路控制臺的負載增加得相當可觀，并且存在一個問題，即，難以適當?shù)乜刂坪蛯嵤┰絽^(qū)切換。
另一方面，在靠近兩個相鄰的基站的邊界處，電場強度降低，并且在所接收的信號中可能出現(xiàn)誤碼。因而，不能順暢地實施越區(qū)切換，并且越區(qū)切換可能失敗，由此引起一個問題，特別是在頻繁地發(fā)生越區(qū)切換的微蜂窩移動通信系統(tǒng)中。
為了消除后一個問題，CDMA移動通信系統(tǒng)使用了分集越區(qū)切換技術(shù)。根據(jù)分集越區(qū)切換技術(shù)，在越區(qū)切換期間，移動臺10同時跟當前基站112以及準備接管的下一個基站113交換各無線信號，使得即使介于移動臺10以及各基站112和113其中之一之間所交換的信號電平降低以及產(chǎn)生信號差錯，介于移動臺10以及基站112和基站113的另一個之間所交換的諸信號仍然可以用于通信，以實現(xiàn)一次順暢的越區(qū)切換。在這種情況下，除了因越區(qū)切換控制所引起的負載以外，線路控制臺12還必須承受分集處理過程的負載。因此，由于分集處理過程，使得在線路控制臺12上的負載增加得相當可觀。
而且，為了更有效地獲得各種分集效果，有必要將被插入到接收信號之中的跟軟判決有關(guān)的信息以及與接收信號的電場強度有關(guān)的信息傳送到線路控制臺12。其結(jié)果是，介于基站以及線路控制臺之間所交換的信息量增加得相當可觀，同時存在一個問題，即，有必要使用一條大容量的線路。
分集越區(qū)切換不限于介于兩個基站之間，并且在某些情況下，當在3個或者更多的基站之間進行分集越區(qū)切換時，分集效果將會更大。此外，不僅在越區(qū)切換期間，而且當接收信號的電場強度降低時，例如當移動臺進入一個建筑物里面時，實施分集越區(qū)切換能有效地改善通信質(zhì)量。然而，在這些情況下，在線路控制臺上的負載以及在介于基站以及線路控制臺之間的線路容量上的負載將進一步地增加，由此使得它難以在常規(guī)的移動通信系統(tǒng)中實現(xiàn)這樣一種分集越區(qū)切換。因此，在常規(guī)的移動通信系統(tǒng)中，通信質(zhì)量的改善存在一個極限。
相應(yīng)地，本發(fā)明的總的目的是，提供一種新穎的和有用的移動通信系統(tǒng)，一個基站，一個集群控制臺，在其中上述問題得以消除。
本發(fā)明的另一個和更專門的目的是，提供移動通信系統(tǒng)，一個基站，一個集群控制臺，一個線路控制臺，以及一個移動臺，它們能改善通信質(zhì)量，降低在線路控制臺上的負載以及在介于基站與線路控制臺之間的線路上的負載，并在基站中實施一種分布式自主處理過程，以實現(xiàn)一種有效的移動通信系統(tǒng)。
本發(fā)明的又一個目的是，提供一種移動通信系統(tǒng)，包括一個線路控制臺，以及屬于多個集群的多個基站，使得每一個集群都包括多個基站，其中，每一個集群都包括一個集群控制臺，后者經(jīng)由一條線路被連接到線路控制臺，并對該集群控制臺所屬的集群之中的各基站進行控制，并且處于一個集群之中的每一個基站都經(jīng)由諸線路被連接到處于一個集群和/或處于一個集群的集群控制臺之中的其他各基站，使得處于一個集群之中的每一個基站都被直接地或間接地連接到處于一個集群之中的集群控制臺。根據(jù)本發(fā)明的移動通信系統(tǒng)，有可能改善通信質(zhì)量，并降低在線路控制臺上的負載以及在介于線路控制臺與基站之間的線路上的負載，此外，通過由基站實施的分布式自主處理過程，有可能實現(xiàn)一種有效的移動通信系統(tǒng)。
在移動通信系統(tǒng)中，可以通過高速電纜線路或高速無線線路，在每一個集群里面建立連接。
在移動通信系統(tǒng)中，可以通過一個環(huán)型網(wǎng)絡(luò)或一個總線型網(wǎng)絡(luò)，將處于一個單獨的集群之中的集群控制臺跟每一個基站連接起來。
在移動通信系統(tǒng)中，在每一個集群的諸線路中，都可以采用網(wǎng)絡(luò)互連(Internet)協(xié)議(IP)作為通信協(xié)議。在這種情況下，有可能在集群之中有效地建立一個局域網(wǎng)(LAN)。
在移動通信系統(tǒng)中，多個基站可以同時向一個單獨的移動臺發(fā)送各信號。在這種情況下，對移動臺來說，一種位置分集發(fā)送成為可能。
在移動通信系統(tǒng)中，多個基站可以同時接收從一個單獨的移動臺發(fā)送過來的諸信號。在這種情況下，一種位置分集接收在各基站成為可能。
在移動通信系統(tǒng)中，多個集群可以經(jīng)由諸線路互相連接。此外，線路控制臺可以經(jīng)由諸線路，跟處于多個集群之中的對應(yīng)的各集群控制臺建立連接。在這種情況下，介于各移動臺之間所交換的信息可以繞過線路控制臺而取得一條旁路路由(譯者注即走捷徑)，由此降低線路控制臺的負載。
本發(fā)明的又一個目的是，提供一個集群控制臺，用以控制處于該控制臺所屬的一個集群之中的多個基站，在一個移動通信系統(tǒng)中，包括一個線路控制臺以及多個集群，其中該集群控制臺包括將集群控制臺經(jīng)由一條線路連接到線路控制臺的裝置，以及用以將從處于一個集群之中的一個或多個基站那里接收的各信號加以組合，并將已組合的各信號送往線路控制臺的裝置。根據(jù)本發(fā)明的集群控制臺，有可能實現(xiàn)一種軟的越區(qū)切換以及一種位置分集處理過程。
可以經(jīng)由一個環(huán)型網(wǎng)絡(luò)或一個總線型網(wǎng)絡(luò)，將集群控制臺連接到處于一個集群之中的多個基站。
本發(fā)明的另一個目的是，提供一個集群控制臺，用以控制該集群控制臺所屬的一個集群之中的多個基站，并且它可以運行于一個移動通信系統(tǒng)之中，上述移動通信系統(tǒng)包括一個線路控制臺以及多個集群，其中，集群控制臺包括經(jīng)由一條線路，將集群控制臺連接到線路控制臺的裝置，以及用以將從線路控制臺那里接收的諸信號，直接地或經(jīng)由處于所述一個集群之中的一個或多個其他基站，發(fā)送到處于所述一個集群之中的多個基站的裝置。根據(jù)本發(fā)明的集群控制臺，有可能實現(xiàn)一種軟的越區(qū)切換以及一種位置分集處理過程。
可以經(jīng)由一個環(huán)型網(wǎng)絡(luò)或一個總線型網(wǎng)絡(luò)，將集群控制臺連接到處于一個集群之中的多個基站。
本發(fā)明的又一個目的是，提供處于一個集群之中的一個基站，該集群包括一個集群控制臺以及多個基站，并且可運行于一個移動通信系統(tǒng)之中，該移動通信系統(tǒng)包括一個線路控制臺以及多個集群，其中，該基站包括用以將從一個移動臺那里接收的諸信號，直接地或經(jīng)由處于所述一個集群之中的一個或多個其他基站，發(fā)送到處于所述一個集群之中的集群控制臺的裝置。根據(jù)本發(fā)明的基站，有可能實現(xiàn)一種分布式的自主處理過程。
該基站還可以包括，經(jīng)由一個環(huán)型網(wǎng)絡(luò)或一個總線型網(wǎng)絡(luò)，將處于一個集群之中的一個或多個其他基站加以連接的裝置。
本發(fā)明的又一個目的是，提供處于一個集群之中的一個基站，該集群包括一個集群控制臺以及多個基站，并且可運行于一個移動通信系統(tǒng)之中，該移動通信系統(tǒng)包括一個線路控制臺以及多個集群，其中，該基站包括用于從處于一個集群之中的集群控制臺那里接收各信號，以及將包含于各信號之中并為移動臺所需的信息發(fā)往一個移動臺的裝置。根據(jù)本發(fā)明的基站，有可能實現(xiàn)一種分布式的自主處理過程。
該基站還可以包括，經(jīng)由一個環(huán)型網(wǎng)絡(luò)或一個總線型網(wǎng)絡(luò)，將處于一個集群之中的一個或多個其他基站加以連接的裝置。
本發(fā)明的另一個目的是，提供一種可運行于一個移動通信系統(tǒng)之中的一個線路控制臺，該移動通信系統(tǒng)包括多個集群，每一個集群都包括多個基站，其中，線路控制臺包括當一個移動臺在第1和第2集群的區(qū)域之間移動時，在第1和第2集群之間執(zhí)行一次越區(qū)切換控制的裝置。根據(jù)本發(fā)明的線路控制臺，有可能實現(xiàn)一種軟的越區(qū)切換。
在每一個集群都包括一個集群控制臺的情況下，后者控制著處于該集群之中的多個基站，線路控制臺的裝置可以經(jīng)由被包括在第1和第2集群之中的各集群控制臺，來實現(xiàn)越區(qū)切換控制。
本發(fā)明的又一個目的是，提供可運行于一個移動通信系統(tǒng)之中的一個移動臺，該移動通信系統(tǒng)包括多個集群，每一個集群又包括多個互連的基站，其中，該移動臺包括從處于一個集群之中的一個或多個基站同時接收各信號的裝置，以及向處于一個集群之中的一個或多個基站同時發(fā)送各信號的裝置。根據(jù)本發(fā)明的移動臺，有可能實現(xiàn)一種位置分集處理過程。
在每一個集群都包括一個集群控制臺的情況下，后者控制著處于該集群控制臺所屬的一個集群之中的多個基站，該移動臺還可以包括用以通知該集群控制臺稱，處于一個集群之中的一個或多個基站能夠跟該移動臺進行通信的裝置。
當結(jié)合諸附圖來閱讀以下的詳細說明時，本發(fā)明的其他目標以及進一步的特征將變得更加明顯。
圖1是一份圖，用以說明一種移動通信系統(tǒng)的一個實例；
圖2是一份圖，用以說明根據(jù)本發(fā)明的、使用環(huán)型局域網(wǎng)的一種集群結(jié)構(gòu)的移動通信系統(tǒng)的一個實施例；圖3是一份圖，用以說明使用總線型局域網(wǎng)的集群結(jié)構(gòu)的移動通信系統(tǒng)的實施例的一種修改方案；圖4是一份系統(tǒng)方框圖，用以說明根據(jù)本發(fā)明的一種集群控制臺的一個實施例；圖5是一份系統(tǒng)方框圖，用以說明根據(jù)本發(fā)明的一個基站的一個實施例；圖6是一份系統(tǒng)方框圖，用以說明根據(jù)本發(fā)明的一個移動臺的一個實施例。
參照圖2以及其后的諸附圖，將給出關(guān)于本發(fā)明的各實施例的說明。
(1)移動通信系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的一種移動通信系統(tǒng)的一個實施例。
圖2所示的移動通信系統(tǒng)包括一個移動通信交換臺(MSC)13，一個線路控制臺40，各集群控制臺21和22，多個基站31和32，以及將各集群控制臺21和22連接到對應(yīng)的各基站31和32的各局域網(wǎng)(LANs)41和42。
通常，各基站31和32針對每一個區(qū)域而分別地被劃分為集群。
一個集群C1包括多個基站311到315以及對各基站311到315進行控制的集群控制臺21。各基站311到315以及集群控制臺21通過線路進行連接。并且在集群C1的范圍內(nèi)形成局域網(wǎng)41。類似地，集群C2包括多個基站326，317…，以及對各基站326，317…進行控制的集群控制臺22，各基站326，317…以及集群控制臺21通過線路進行連接。并且在集群C2的范圍內(nèi)形成局域網(wǎng)42。
借助于線路將各集群控制臺21和22連接到線路控制臺40。
與傳統(tǒng)的移動通信系統(tǒng)相比，在線路控制臺40的控制下被直接地連接的臺的數(shù)目很少，并且在圖2中僅有兩個集群控制臺21和22被直接地連接到線路控制臺40。相應(yīng)地，在線路控制臺40上的負載以及在介于線路控制臺40和各基站31與32(即，各集群控制臺21和22)之間的各線路上的負載得以大大地減少。
通過把整個集群C1或C2當作一個邏輯基站來看待，線路控制臺40對每一個集群C1和C2中的每一個的集群控制臺21和22進行控制。當產(chǎn)生一次通信請求時，線路控制臺40執(zhí)行一次控制功能，例如對各基站31和32所使用的無線信道以及通信的開始和結(jié)束進行分配。此外，當一個移動臺(MS)20在各集群C1和C2之間移動時，線路控制臺40執(zhí)行一次越區(qū)切換控制。
經(jīng)由在集群C1范圍內(nèi)形成局域網(wǎng)41以及在集群C2范圍內(nèi)形成局域網(wǎng)42的各線路來實現(xiàn)高速通信。包括光纖線路和各種高速無線線路在內(nèi)的固定的高速電纜線路可以被用來作為形成局域網(wǎng)41和42的這樣的線路。
取代在圖2中所示的各環(huán)型局域網(wǎng)41和42，還有可能使用圖3所示的各總線型局域網(wǎng)43和44。圖3表示移動通信系統(tǒng)的實施例的的一種修改方案。在圖3中，與圖2中的對應(yīng)部件相同的部件都用相同的參考數(shù)字來表示，其說明從略。
在各局域網(wǎng)41和42中，可以使用一種專用的協(xié)議，一種一般的網(wǎng)間互連協(xié)議(IP)以及諸如此類作為通信協(xié)議。在這種情況下，例如，向各基站31和32中的每一個以及各集群控制臺21和22中的每一個分配各IP地址，并且以各IP分組的形式來發(fā)送信息。通過向各基站31和32中的每一個以及各集群控制臺21和22中的每一個提供一條高速路由或者一種第3層交換，就有可能獲得所需的信息傳輸速率。當從各集群控制臺21和22向多個基站31和32發(fā)送相同信息時，使用IP的多點廣播功能是很有效的。此外，在圖2所示的環(huán)型局域網(wǎng)41或42的情況下，即使在一段線路中出現(xiàn)斷開的情形，還可以使用在IP條件下的一條反向路由來發(fā)送信息，由此使得一種具有高可靠性的局域網(wǎng)結(jié)構(gòu)的實現(xiàn)成為可能。
連接線路控制臺40以及各集群控制臺21和22的諸線路的線路速率可以低于用以形成各局域網(wǎng)41和42的諸線路的線路速率。
可以提供一條線路，以實現(xiàn)各集群C1和C2之間的互相連接。換句話說，可以提供一條線路，以實現(xiàn)各集群控制臺21以及集群控制臺22之間的連接。在這種情況下，當在各移動臺20之間進行通信時所交換的信息可以直接地在各集群控制臺21和22之間傳送，而不經(jīng)由線路控制臺40來傳送信息。
因此，有可能降低在線路控制臺40上的負載以及在介于線路控制臺40以及各基站31和32(即，各集群控制臺21和22)之間的線路上的負載。
(2)移動通信系統(tǒng)的運作其次，將對圖2所示的移動通信系統(tǒng)的運作給以說明。
經(jīng)由一段線路，將線路控制臺40跟移動通信交換臺13連接起來，并且經(jīng)由線路控制臺40進行介于各集群C1和C2之間的越區(qū)切換。
各集群控制臺21和22從線路控制臺40向各基站31和32中的每一個分配各種信號。此外，各集群控制臺21和22從相同的移動臺20向線路控制臺40發(fā)送各種上行信號，并經(jīng)由各基站31和32進行接收。
各基站31和32中的每一個僅接收它所需的或以它為地址的各種下行信號，并從各集群控制臺21和22或者其它各基站進行接收。此外，根據(jù)來自各集群控制臺21和22的指令、信號內(nèi)容或諸如此類，各基站31和32中的每一個將所接收到的各種信號轉(zhuǎn)發(fā)到其它各基站。
當跟移動臺20進行通信時，各種無線信號在各移動臺20以及位于移動臺20附近的多個基站31或32之間同時進行交換。在圖2所示的情況下，各種無線信號在各移動臺20以及位于移動臺20附近的各基站311，312和313之間同時進行交換。
而且，如圖2所示，當移動臺20按照基站314的方向移動時，各種無線信號就在介于移動臺20以及位于移動臺20的新位置附近的各基站312，313和314之間同時進行交換。
相應(yīng)地，例如，當移動臺20在同一集群C1的范圍內(nèi)移動時，只有跟移動臺20進行通信的各基站31發(fā)生改變，并且當從線路控制臺40進行觀察時，移動臺20才繼續(xù)處于集群控制臺21的控制之下。在下文中，將更加詳細地對信號流進行說明。
(2-1)各上行信號從移動臺20發(fā)送的各種信號被位于移動臺20附近的多個基站311，312和313所接收。被各基站311，312和313所接收的各種信號經(jīng)由連接各基站31以及集群控制臺21的諸線路(局域網(wǎng)41)被送往集群控制臺21。集群控制臺21使由各基站311，312和313所接收的各上行信號進入一個分集組合過程。
可以按照不同的方法，例如將在下文中說明的方法(1)和(2)來實現(xiàn)分集組合過程。
按照方法(1)，由基站接收和檢出的一組軟判決信號，連同接收信號強度(RSSI)或信號對噪聲及干擾總功率的比值(S/N+I)一起，被送往集群控制臺，并且該集群控制臺將由各基站所接收的各種信號跟一個最大比值組合在一起。雖然介于集群控制臺以及基站之間所傳送的信息量很大，但還是可以獲得最大的分集效果。
按照方法(2)，在各基站中所解調(diào)的比特信息被送往集群控制臺，并且集群控制臺使用奇偶校驗信息將比特信息以糾錯字為單位加以組合。雖然分集效果不像按照方法(1)所得到的那樣大，但是介于集群控制臺以及基站之間所傳送的信息量更小。
被組合為各糾錯字并且經(jīng)歷了糾錯過程的已接收信息直接地或經(jīng)由線路控制臺40被送往移動通信交換臺13。發(fā)往位于另一端的對方的信息從移動通信交換臺13經(jīng)由一個例如因特網(wǎng)之類的固定網(wǎng)絡(luò)進行發(fā)送。
(2-2)各下行信號各下行信號從移動通信交換臺13直接地或經(jīng)由線路控制臺40(集群C1在其控制下被連接)發(fā)送到屬于集群C1(移動臺20目前出現(xiàn)在集群C1之中)的集群控制臺21，集群控制臺21使用處于集群C1之中的局域網(wǎng)41，并向處于集群C1之中的各基站311到315其中的每一個發(fā)送各下行信號。各基站311到315其中的每一個按照下列兩種方法之一向移動臺20發(fā)送各下行信號，例如按照第1種方法，從處于集群C1之中的所有各基站311到315向移動臺20發(fā)送各下行信號，并且各下行信號在移動臺20之中被組合。
雖然這第1種方法也從不靠近移動臺20的各基站311到315發(fā)送各下行信號，并且在各基站311到315之中產(chǎn)生干擾，但所需的控制很簡單，因此，第1種方法適用于準備將公共信息發(fā)送到處于同一集群C1之中的所有基站311到315的情形。
另一方面，按照第2種方法，各下行信號僅從各基站311到313(移動臺20可以從這些基站接收各下行信號)發(fā)送，并且各下行信號在移動臺20中被組合。
換句話說，移動臺20在從處于集群C1之中的各基站311到315其中的每一個所接收的各種信號中，測量已接收的信號強度(RSSI)或者信號對噪聲與干擾總功率的比值(S/N+I)。根據(jù)各項測量結(jié)果，移動臺20指定能跟該移動臺20進行通信的一個或多個基站，并將表示所指定的各基站的信息插入到處于各上行信號之中的各控制信號中去。含有各控制信號的各上行信號經(jīng)由所指定的各基站被送往集群控制臺21，由此將所指定的各基站登錄到集群控制臺21中去。集群控制臺21根據(jù)已登錄的所指定的各基站，確定各下行信號準備送往的各基站，并且通過指定所確定的各基站，向所確定的各基站發(fā)送各下行信號。從集群控制臺21那里接收各下行信號的被指定的各基站將所接收的各下行信號送往移動臺20。
按照第2種方法，所需的控制比第1種方法稍為復(fù)雜一些，但是減少了不必要的信號交換，并且與第1種方法相比，在各基站之間的干擾得以減少。因此，第2種方法適用于準備由移動臺20進行一次獨立的通信的情形。
當處于各自的集群C1和C2之中的各局域網(wǎng)41和42使用IP作為協(xié)議，以便實行上述控制時，在每一個集群控制臺21和22中，可以提供一種動態(tài)主機配置協(xié)議(DHCP)服務(wù)器，例如，基于表示已登錄的被指定的各基站的信息，每一個DHCP服務(wù)器都可以將被指定的各基站的各IP地址分配給移動臺20。因此，在這種情況下，各基站31和32中的每一個起到從邏輯上適應(yīng)移動臺20的一部主機的作用。
可以使用各種接入系統(tǒng)或技術(shù)來對在無線線路上進行交換的各下行信號進行復(fù)用和解復(fù)用。
例如，當使用CDMA作為接入系統(tǒng)時，通過針對各基站中的每一個使用不同的擴頻代碼，就能在同一頻率上從多個基站發(fā)送各信號。在這種情況下，移動臺20使用對應(yīng)于各基站的多個擴頻代碼，并對從各基站接收的各信號進行解擴頻。各解擴頻信號被解復(fù)用，以便檢出所接收的軟判決信號，并且該軟判決信號被用來實行最大比值組合過程。
在無線傳輸速率很高的情況下，可以使用一組公共擴頻代碼從各基站中的每一個發(fā)送各信號。在這種情況下，移動臺20使用介于移動臺20以及各基站之間的傳播延遲時差來實現(xiàn)分集接收，以便獲得分集效果。
還有，當使用TDMA作為接入系統(tǒng)時，可以針對每一個基站使用不同的時隙來從各基站發(fā)送各信號。在這種情況下，移動臺20對來自每一個基站的不同時隙的各信號進行解復(fù)用，以便檢出所接收的軟判決信號，并且該軟判決信號被用來實行最大比值組合過程。
(2-3)介于各集群之間的越區(qū)切換如上所述，例如，當移動臺20在集群C1的范圍內(nèi)移動時，由集群C1里面的處理過程來實現(xiàn)越區(qū)切換。但是，不能在集群C1或C2里面來處理介于各集群C1和C2之間的越區(qū)切換，并且只能經(jīng)由線路控制臺40來進行。
在圖2中，當移動臺20從集群C1的區(qū)域移動到集群C2的區(qū)域時，移動臺20從處于集群C2之中的各基站326，317…中的每一個測量已接收的信號強度(RSSI)或者信號對噪聲與干擾總功率的比值(S/N+I)。根據(jù)各項測量結(jié)果，移動臺20指定能跟該移動臺20進行通信的一個或多個基站，并將表示所指定的各基站的信息插入到處于各上行信號之中的各控制信號中去。含有各控制信號的各上行信號經(jīng)由所指定的各基站被送往集群C2的集群控制臺22，由此將所指定的各基站登錄到集群控制臺22中去。接收到被插入到各控制信號(處于已接收的各上行信號之中)的信息的集群控制臺22通知線路控制臺40稱，跟移動臺20有關(guān)的被指定的各基站的登錄已經(jīng)進行。
此外，集群控制臺22確定被包括在集群C2之中的、并準備向其發(fā)送各下行信號的各基站32。集群控制臺22指定已確定的基站32，并向其發(fā)送各下行信號。此后，線路控制臺40跟處于集群C2之中的集群控制臺22交換與移動臺20有關(guān)的各信號。在CDMA移動通信系統(tǒng)的情況下，當然有可能在集群C1的基站31以及集群C2的基站32之間實現(xiàn)一次分集的越區(qū)切換，這類似于在傳統(tǒng)的移動通信系統(tǒng)中介于各基站之間所進行的分集越區(qū)切換。
因此，根據(jù)移動通信系統(tǒng)的這個實施例，移動臺可以繼續(xù)不斷地從多個基站接收各信號，并且可以指望得到針對該移動臺的良好的位置分集傳輸效果。此外，多個基站可以同時從一個移動臺接收各信號，并且可以指望得到針對各基站的良好的位置分集傳輸效果。因此，有可能按照這個實施例來發(fā)送和接收高質(zhì)量的各種信號。而且，對于給定的信號質(zhì)量來說，本實施例跟傳統(tǒng)的移動通信系統(tǒng)相比，能在一個更寬的范圍內(nèi)進行通信。
若移動臺在一個集群的區(qū)域內(nèi)移動，則可以獨立于線路控制臺之外，實現(xiàn)一種適當?shù)奈恢梅旨^程，由此降低在線路控制臺上的負載。此外，由于在基站以及線路控制臺之間所交換的信息量是小的，所以跟傳統(tǒng)的移動通信系統(tǒng)相比，連接基站與線路控制臺的線路容量得以減少。
而且，由于在越區(qū)切換之前跟移動臺進行通信的各基站在越區(qū)切換之后不改變它們的完整性，并且在越區(qū)切換之前跟移動臺進行通信的一個或多個基站在越區(qū)切換之后繼續(xù)跟該移動臺進行通信，所以，當移動臺在一個集群的區(qū)域內(nèi)移動時，就能在該集群的范圍內(nèi)實行一次軟的越區(qū)切換。因此，跟常規(guī)的移動通信系統(tǒng)相比，有可能實現(xiàn)高質(zhì)量的移動通信，同時降低在線路控制臺上的負載，以及降低在線路控制臺與基站(集群控制臺)之間的線路上的負載。
(3)集群控制臺的結(jié)構(gòu)和運作下面將給出關(guān)于各集群控制臺21和22的結(jié)構(gòu)和運作的說明。
各集群控制臺21和22具有相同的結(jié)構(gòu)，因此，在下文中將給出關(guān)于集群控制臺21的說明。集群控制臺21將來自線路控制臺40的各種信號分配到處于(該集群控制臺21所屬的)集群C1之中的各基站31中的每一個。此外，集群控制臺21將來源于一個移動臺20的、并經(jīng)由各基站31來接收的各上行信號加以組合，并向線路控制臺40發(fā)送已組合的信號。
圖4是一份系統(tǒng)方框圖，表示根據(jù)本發(fā)明的集群控制臺的一個圖4所示的集群控制臺21包括一個線路終端部分50，一個控制器51，以及一個線路接口(I/F)部分54?？刂破?1包括一個發(fā)送處理器52以及一個接收處理器53。
在圖4中，來自線路控制臺40的各下行信號經(jīng)由線路終端部分50被送往控制器51。在從線路控制臺40所接收的各下行信號準備從各基站31送往移動臺20的情況下，控制器51向發(fā)送處理器52指定各下行信號準備送往的各基站31，以及從各基站31發(fā)送各下行信號時準備使用的發(fā)送方案和復(fù)用方案?？刂破?1從發(fā)送處理器52經(jīng)由線路接口部分54向所指定的各基站31發(fā)送各下行信號。
另一方面，來自各基站31的各上行信號被線路接口部分54所接收，并在控制器51的接收處理器53中經(jīng)受一種分集組合處理過程以及一種糾錯處理過程。在接收處理器53中被處理的各上行信號經(jīng)由線路終端部分50，直接地或經(jīng)由線路控制臺40，被送往移動通信交換臺13。若在已接收的各上行信號中的誤碼不能被接收處理器53中的處理過程所糾正，則以各代碼字、各幀以及各分組為單位，舍棄各上行信號，或者，在接收處理器53中，針對各上行信號執(zhí)行一次自動請求(ARQ)處理過程。
當在集群C1之中的局域網(wǎng)41采用IP作為協(xié)議時，線路接口部分54使用一個IP路由器或者一個第3層交換機。此外，在控制器51中還可以提供一個DHCP服務(wù)器。在這種情況下，基于表示已登錄的被指定的各基站31，該DHCP服務(wù)器可以將所指定的各基站31的各IP地址分配給移動臺20。因此，在這種情況下，各基站31中的每一個起到從邏輯上適應(yīng)移動臺20的一部主機的作用。
該集群控制臺的這個實施例控制著處于(該集群控制臺所屬的)該集群之中的各基站，使得凡是能在該集群之中執(zhí)行的處理過程都在該集群之中執(zhí)行。其結(jié)果是，在線路控制臺和移動通信交換臺上的負載得以有效地降低。
此外，集群控制臺跟各基站交換各信號，使得每一個基站都能執(zhí)行一種分布式的自主處理過程。
(4)基站的結(jié)構(gòu)和運作各基站31和32中的每一個將從其他各基站或集群控制臺21或22接收的各信號轉(zhuǎn)發(fā)和發(fā)送到其他各基站，各基站31和32中的每一個接收以它為地址的各信號或者它所需的各信號。此外，凡是能跟移動臺20進行通信的各基站31和32中的每一個基本上都跟移動臺20進行通信。各種接入系統(tǒng)，例如CDMA、TDMA和FDMA都可以被用來進行介于各基站31和32以及移動臺20之間的通信。
各基站31和32都具有相同的結(jié)構(gòu)，因此，在下文中將給出關(guān)于基站31的說明。圖5是一份系統(tǒng)方框圖，用以說明根據(jù)本發(fā)明的一個基站的一個實施例；圖5所示的基站31包括一組天線59，一個發(fā)送與接收共用部分60，一個發(fā)送部分61，一個接收部分62，一個基站(BS)控制器63，以及一個線路接口(I/F)部分64。
在圖5中，來自集群控制臺21的各下行信號被線路接口部分64所接收，并且BS控制器63判斷所接收的各下行信號是不是從該BS控制器所屬的基站31發(fā)送過來的。BS控制器63還對從這個基站31發(fā)送各下行信號時所使用的發(fā)送方案和復(fù)用方案進行識別。當BS控制器判定所接收的各下行信號是從這個基站31發(fā)送過來的時，發(fā)送部分61就根據(jù)一個預(yù)定的空中接口對各下行信號進行編碼，并且已編碼的各下行信號經(jīng)由發(fā)送與接收共用部分60和天線59被發(fā)送出去。
另一方面，從移動臺20所接收的各上行信號經(jīng)由天線59被接收部分62以及發(fā)送與接收共用部分60檢出。接收部分62在所檢出的各上行信號中含有為集群控制臺21所需的信息，用以執(zhí)行分集組合處理過程，例如被檢出的各上行信號的接收信號強度(RSSI)以及信號對噪聲和干擾總功率的比值(S/N+I)。含有上述信息的被檢出的各上行信號經(jīng)由線路接口部分64被送往集群控制臺21。
當處于集群C1之中的局域網(wǎng)41使用IP作為協(xié)議時，就由一個IP路由器或者一個第3層交換機來形成線路接口部分64以及BS控制器63的一部分。
因此，基站的這個實施例可以實現(xiàn)分布式的自主處理過程。
(5)線路控制臺的運作在根據(jù)本發(fā)明的線路控制臺的一個實施例中，當產(chǎn)生一次通信請求時，線路控制臺40對各基站31和32所使用的各無線信道的分配、通信的開始和結(jié)束以及諸如此類進行控制。此外，當移動臺20在各集群C1和C2的區(qū)域之間移動時，線路控制臺40執(zhí)行一次越區(qū)切換控制。
(6)移動臺的結(jié)構(gòu)和運作下面將給出關(guān)于移動臺20的結(jié)構(gòu)和運作的說明。
基本上，移動臺20跟所有能跟移動臺20進行通信的各基站31和32交換各信號。此外，移動臺20同時從多個基站31和/或32接收各信號，并同時向多個基站31和/或32發(fā)送各信號。用以在移動臺20以及多個基站31和/或32之間交換各信號的各信道可以相同或不相同。此外，來自多個基站31和/或32的各信號可以被移動臺20組合和接收，或者，從多個基站31和/或32所接收的各信號中的最佳信號可以被移動臺20選擇和接收。從移動臺20向多個基站31和/或32發(fā)送的各信號，對每一個基站31和32來說可以相同或不相同。
圖6是一份系統(tǒng)方框圖，表示根據(jù)本發(fā)明的一個移動臺的一個圖6所示的移動臺20包括一組天線69，一個發(fā)送與接收共用部分70，一個發(fā)送部分71，一個接收部分72，一個移動臺(MS)控制器73，一個外部接口74，以及一個音頻編碼解碼器(CODEC)75。
在圖6中，來自各基站31和/或32的各下行信號經(jīng)由天線69被接收部分72以及發(fā)送與接收共用部分70所接收。接收部分72對來自基站31和/或32的各下行信號進行解復(fù)用，并且執(zhí)行一次分集組合處理過程。
例如，當使用CDMA作為接入系統(tǒng)時，各基站31和/或32在相同的頻率上使用針對各基站31和/或32而不同的擴頻代碼來發(fā)送各下行信號。在這種情況下，移動臺20使用與各基站31和/或32相對應(yīng)的諸擴頻代碼來對來自各基站31和/或32的各下行信號進行解擴頻。來自每一個基站31和/或32的各解擴頻信號被解復(fù)用，以便檢出軟判決信號，并且該軟判決信號被用來執(zhí)行一次最大比值組合處理過程。
在無線傳輸速率很高時，可以使用一組共用的擴頻代碼從每一個基站31和/或32發(fā)送各信號。在這種情況下，移動臺20利用介于移動臺20以及各基站31和/或32之間的傳播延遲時差來實現(xiàn)一次分集接收，以便獲得各種分集效果。
還有，當使用TDMA作為接入系統(tǒng)時，可以針對每一個基站31和/或32使用不同的時隙，以便從各基站31和/或32發(fā)送各信號。在這種情況下，移動臺20對來自每一個基站31和/或32的不同時隙的各信號進行解復(fù)用，以便檢出軟判決信號，并且該軟判決信號被用來執(zhí)行一次最大比值組合處理過程。
MS控制器73在分集組合處理過程和糾錯處理過程之后，通過確認各下行信號的內(nèi)容來執(zhí)行必要的處理過程。例如，若各下行信號為音頻信號，則MS控制器73執(zhí)行必要的處理過程以啟動編碼解碼器74，將各音頻信號轉(zhuǎn)換為適于從移動臺20里面的一個發(fā)射機-接收機電路(未示出)輸出聲音的信號，并經(jīng)由音頻編碼解碼器74向發(fā)射機-接收機電路輸出各信號。此外，若各下行信號為待送往被連接到移動臺20的一部便攜式信息終端(未示出)的各數(shù)據(jù)信號，則MS控制器執(zhí)行必要的處理過程，以便經(jīng)由外部接口部分74向便攜式信息終端輸出各數(shù)據(jù)信號。
MS控制器73還對準備從移動臺根據(jù)一個預(yù)定的空中接口發(fā)往基站31和/或32的各時隙信號進行編碼，并經(jīng)由發(fā)送部分71、發(fā)送與接收共用部分72以及天線69，向各基站31和/或32發(fā)送各上行信號。
移動臺20的接收部分72對從處于集群C1之中的各基站31和/或處于集群C2之中的各基站32中的每一個所接收的各信號的接收信號強度(RSSI)以及信號對噪聲與干擾總功率的比值(S/N+I)進行測量。根據(jù)這些測量結(jié)果，移動臺20的MS控制器73指定能跟移動臺20進行通信的一個或多個基站31和/或32，并將表示所指定的各基站31和/或32的信息插入到處于各上行信號之中的各控制信號中去。含有上述各控制信號的各上行信號從發(fā)送部分71經(jīng)由所指定的各基站31和/或32被送往集群C1的集群控制臺21和/或集群C2的集群控制臺22，由此將所指定的各基站31和/或32登錄到對應(yīng)的集群控制臺21和/或22。
因此，移動臺的這個實施例能同時從處于同一集群的一個或多個基站接收各信號，并同時向處于同一集群的一個或多個基站發(fā)送各信號。因此，有可能執(zhí)行軟的越區(qū)切換處理過程以及適當?shù)奈恢梅旨幚磉^程。
在上述實施例中，各集群控制臺獨立于各基站之外。然而，集群控制臺可以包括基站的各種功能。換句話說，集群控制臺的各項功能可以被包括在屬于同一集群的各基站之一里面。
根據(jù)本發(fā)明，有可能降低線路控制臺的負載，以及為移動通信系統(tǒng)實現(xiàn)有效的網(wǎng)絡(luò)。此外，由于能夠容易地和有效地實現(xiàn)軟的越區(qū)切換處理過程，所以介于移動臺以及各基站之間的通信質(zhì)量得以改進，還有可能改進移動通信系統(tǒng)的區(qū)域覆蓋。
還有，本發(fā)明并不局限于這些實施例，在不背離本發(fā)明的范圍的前提下，可以作出各種變動和修改。
權(quán)利要求
1．一種移動通信系統(tǒng)，其特征在于一個線路控制臺；以及屬于多個集群的多個基站，使得每一個集群都包括多個基站。每一個集群都包括一個集群控制臺，它經(jīng)由一條線路被連接到所述線路控制臺，并對該集群控制臺所屬的各基站進行控制。處于一個集群之中的每一個基站經(jīng)由諸線路被連接到屬于所述一個集群和/或處于所述一個集群之中的集群控制臺的其他各基站，使得處于所述一個集群之中的每一個基站都被直接地或間接地連接到處于所述一個集群之中的集群控制臺。
2．如權(quán)利要求1所述的移動通信系統(tǒng)，其特征在于，通過高速電纜線路或高速無線線路來建立每一個集群的內(nèi)部連接。
3．如權(quán)利要求1所述的移動通信系統(tǒng)，其特征在于，通過一個環(huán)型網(wǎng)絡(luò)或一個總線型網(wǎng)絡(luò)，將處于一個單獨的集群之中的集群控制臺跟每一個基站連接起來。
4．如權(quán)利要求1所述的移動通信系統(tǒng)，其特征在于，在每一個集群中，都采用網(wǎng)間互連協(xié)議(IP)作為通信協(xié)議。
5．如權(quán)利要求1所述的移動通信系統(tǒng)，其特征在于，多個所述基站同時向一個單獨的移動臺發(fā)送各信號。
6．如權(quán)利要求1所述的移動通信系統(tǒng)，其特征在于，多個所述基站同時接收從一個單獨的移動臺發(fā)送過來的各信號。
7．如權(quán)利要求1所述的移動通信系統(tǒng)，其特征在于，多個集群經(jīng)由諸線路互相連接。
8．如權(quán)利要求7所述的移動通信系統(tǒng)，其特征在于，所述各線路控制臺經(jīng)由諸線路，跟處于多個集群之中的對應(yīng)的各集群控制臺建立連接。
9．一個集群控制臺，用以控制處于該控制臺所屬的一個集群之中的多個基站，在一個移動通信系統(tǒng)中，包括一個線路控制臺以及多個集群，所述集群控制臺的特征在于用以將集群控制臺經(jīng)由一條線路連接到線路控制臺的裝置；以及用以將從處于所述一個集群之中的一個或多個基站那里接收的各信號加以組合，并將已組合的各信號送往線路控制臺的裝置。
10．如權(quán)利要求9所述的集群控制臺，其特征在于，經(jīng)由一個環(huán)型網(wǎng)絡(luò)或一個總線型網(wǎng)絡(luò)，將所述集群控制臺連接到處于所述一個集群之中的多個基站。
11．一個集群控制臺，用以控制該集群控制臺所屬的一個集群之中的多個基站，并且它可以運行于一個移動通信系統(tǒng)之中，上述移動通信系統(tǒng)包括一個線路控制臺以及多個集群，所述集群控制臺的特征在于經(jīng)由一條線路，將集群控制臺連接到線路控制臺的裝置；以及用以將從線路控制臺那里接收的各信號，直接地或經(jīng)由處于所述一個集群之中的一個或多個其他基站，發(fā)送到處于所述一個集群的多個基站的裝置。
12．如權(quán)利要求11所述的集群控制臺，其特征在于，經(jīng)由一個環(huán)型網(wǎng)絡(luò)或一個總線型網(wǎng)絡(luò)，將所述集群控制臺連接到處于所述一個集群之中的多個基站。
13．處于一個集群之中的一個基站，該集群包括一個集群控制臺以及多個基站，并且運行于一個移動通信系統(tǒng)之中，該移動通信系統(tǒng)包括一個線路控制臺以及多個集群，所述基站的特征在于用以將從一個移動臺那里接收的諸信號，直接地或經(jīng)由處于所述一個集群之中的一個或多個其他基站，發(fā)送到處于所述一個集群的集群控制臺的裝置。
14．如權(quán)利要求13所述的基站，其特征還在于經(jīng)由一個環(huán)型網(wǎng)絡(luò)或一個總線型網(wǎng)絡(luò)，將所述處于所述一個集群之中的多個其他基站加以連接的裝置。
15．處于一個集群之中的一個基站，該集群包括一個集群控制臺以及多個基站，并且運行于一個移動通信系統(tǒng)之中，該移動通信系統(tǒng)包括一個線路控制臺以及多個集群，所述基站的特征在于用于從處于所述一個集群之中的集群控制臺那里接收諸信號，以及將包含于諸信號之中并為移動臺所需的信息發(fā)往一個移動臺的裝置。
16．如權(quán)利要求15所述的基站，其特征還在于經(jīng)由一個環(huán)型網(wǎng)絡(luò)或一個總線型網(wǎng)絡(luò)，將處于所述一個集群之中的所述一個或多個其他基站加以連接的裝置。
17．可運行于一個移動通信系統(tǒng)之中的一個線路控制臺，該移動通信系統(tǒng)包括多個集群，每一個集群都包括多個基站，所述線路控制臺的特征在于當一個移動臺在第1和第2集群的區(qū)域之間移動時，在第1和第2集群之間執(zhí)行一次越區(qū)切換控制的裝置。
18．如權(quán)利要求17所述的線路控制臺，其特征在于，每一個集群都包括一個集群控制臺，它控制著處于該集群之中的多個基站，并且所述裝置經(jīng)由被包括在第1和第2集群之中的各集群控制臺，來實現(xiàn)越區(qū)切換控制。
19．可運行于一個移動通信系統(tǒng)之中的一個移動臺，該移動通信系統(tǒng)包括多個集群，每一個集群包括多個互連的基站，所述移動臺的特征在于從處于一個集群之中的一個或多個基站同時接收各信號的裝置；以及向處于一個集群之中的一個或多個基站同時發(fā)送各信號的裝置。
20．如權(quán)利要求19所述的移動臺，其特征在于，每一個集群都包括一個集群控制臺，它控制著處于該集群控制臺所屬的一個集群之中的多個基站，并且所述移動臺還包括用以通知該集群控制臺稱，處于所屬一個集群之中的一個或多個基站能夠跟該移動臺進行通信的裝置。
全文摘要
一種移動通信系統(tǒng)包括一個線路控制臺,以及屬于多個集群的多個基站,使得每一個集群都包括多個基站。每一個集群都包括一個集群控制臺,它經(jīng)由一條線路被連接到所述線路控制臺,并對該集群控制臺所屬的各基站進行控制。此外,處于一個集群之中的每一個基站經(jīng)由諸線路被連接到屬于所述一個集群和/或處于所述一個集群之中的集群控制臺的其他各基站,使得處于所述一個集群之中的每一個基站都被直接地或間接地連接到處于所述一個集群之中的集群控制臺。
文檔編號H04B7/26GK1285697SQ0012197
公開日2001年2月28日 申請日期2000年7月27日 優(yōu)先權(quán)日1999年7月28日
發(fā)明者山尾泰, 須田博人, 梅田成視 申請人:株式會社Ntt杜可莫