專利名稱：用于在具有增強終端的網絡中改善中繼效率的設備與方法
技術領域：
一般地，本發(fā)明涉及數(shù)字蜂窩式電信網絡，更具體地，涉及具有增強移動用戶單元的TDMA電信網絡。
背景技術：
當在用戶仍然擁有和操作老一代的、傳統(tǒng)的移動站的網絡中部署增強移動站時，網絡運營商面臨若干問題。一個這樣的問題發(fā)生在部署具有改善的接收器性能的移動站，例如具有干擾抵消能力的移動站。由于新的與老的移動站的不同特征，在前向鏈路上維持可接受的載波干擾比(C/I)在具有兩種移動站類型的混合網絡中變成一個問題。
此問題的第一種可能的解決方案是將傳統(tǒng)的用戶分配到信噪比、或載干比的分布較高的系統(tǒng)無線覆蓋域之內的頻率。例如，在GSM(移動通信全球系統(tǒng))網絡中，可使用不能跳頻的信道。例如，可采用廣播控制信道(BCCH)或“c0”頻率層，其中，比如說，施行4×3×12(4站、3扇區(qū)、12載波頻率組)BCCH頻率重用模式。
采用跳頻的第二網絡層，跳頻(FH)層，將被用作用于能夠抑制干擾的移動站的目標系統(tǒng)頻率層。當這樣分配能夠抑制干擾的移動站時，跳頻層可被設計為具有較高部分加載(即分配給FH層的載波中的每一載波頻率在任一特定時間被實際使用的概率較高)，并仍然獲得可接受的C/I水平，這是因為較高的移動站能力。
然而，這樣的解決方案將有中繼效率的問題，這是因為將傳統(tǒng)的移動站強制放入BCCH層，而將干擾抵消的移動站強制放入跳頻層。相應地，兩種類型的移動站都不能訪問系統(tǒng)中的全部頻率資源。
第二種可能的解決方案是一開始向跳頻層分配傳統(tǒng)的移動站。當時間-部分加載(time-fractional loading)增加時，傳統(tǒng)的移動通信將退化，這是因為這樣的移動站將完全依賴于部分加載來進行干擾控制。此時，可將傳統(tǒng)的移動站切換至BCCH層，以維持可接受的C/I特征。然而，最終結果仍然是移動站在BCCH與跳頻層之間的硬劃分，這再次導致中繼無效率。
一般地，當在網絡上日益增加地部署新一代的終端時，兩種上面描述的解決方案均不能提供優(yōu)化無線頻譜資源的靈活性。
因此，存在對這樣的設備與方法的需要，其用于將具有不同的抗干擾特征的移動站同時分配到網絡跳頻層中。


圖1是網絡的框圖，其遵照本發(fā)明的一些實施例。
圖2是闡釋用于4×12頻率規(guī)劃的頻率分配表。
圖3是闡釋網絡小區(qū)布局的圖表，其遵照4×12頻率分配。
圖4是闡釋具有BCCH層與跳頻層的層的頻率分配表。
圖5是跳頻序列與相應的可分配給小區(qū)扇區(qū)的跳頻序列號的圖表。
圖6是闡釋時隙分配的圖表，其遵照本發(fā)明的一些實施例。
圖7是闡釋時隙部分加載的圖表，其遵照本發(fā)明的一些實施例。
圖8是網絡操作的流程圖，其遵照本發(fā)明的一些實施例。
圖9是網絡操作的流程圖，其遵照本發(fā)明的一些實施例。
圖10是關于切換的網絡操作的流程圖，其遵照本發(fā)明的一些實施例。
具體實施例方式
這里提供一種方法與設備，其用于將具有增強性能的移動終端分配到通信時隙。在本發(fā)明的一些實施例中，相對于第二組傳統(tǒng)移動站，經由基站收發(fā)器站(BTS)與TDMA網絡(例如GSM網絡)通信的第一組移動終端可具有增強性能。例如，增強移動站組可具有干擾抵消能力，例如單天線干擾抵消(SAIC)能力。
在本發(fā)明的第一實施例中，網絡使用移動終端的類別標志(classmark)來確定移動終端是否具有干擾抵消能力。在本發(fā)明的第二實施例中，可從移動站特征推斷移動站性能。例如，在呼叫建立與信道分配流程期間可觀察基站對移動站的功率分配。在第三實施例中，移動站性能可包含在諸如歸屬位置寄存器(HLR)數(shù)據(jù)庫等數(shù)據(jù)庫中，并在網絡的接入流程期間獲取。
如果移動站具有增強性能能力，例如干擾抵消能力，則將移動站分配到高部分加載時隙。反之，如果移動站不具有干擾抵消能力，使得移動站屬于前一代，則將移動站分配到低部分加載時隙。
在本發(fā)明的一些實施例中，以類似的方式處理切換。網絡測量移動站的鏈路質量參數(shù)，例如估計誤比特率(BER，或者等價地，GSM網絡中的“RXQUAL”測量)或估計接收功率水平(GSM網絡中的“RXLEV”)，其遵照網絡切換流程。如果網絡確定要求切換，例如在一些實施例中，當測量的參數(shù)、或參數(shù)組合大于設置的門限時，則網絡確定移動站是否支持干擾抵消。如果移動站支持干擾抵消，則將其切換到另一可供選擇的高部分加載時隙。與初始分配的情形類似，如果移動站不支持干擾抵消，因此是老一代的移動站，將其分配給低部分加載時隙。
本發(fā)明的第一方面是通信網絡，其包括至少一個基站，該基站依據(jù)移動站的性能特征，將移動站分配到時隙。
本發(fā)明的第二方面是電信網絡，其具有跳頻無線覆蓋層，其時隙可針對各種部分負載進行配置。在此方面中，可將具有增強性能能力的移動站連同前一代能力的移動站分配到跳頻層。將移動站分配到具有適宜的部分負載的時隙控制著移動站經歷的干擾水平。
本發(fā)明的第三方面是基站收發(fā)器站，其可被配置以支持偽隨機跳頻無線網絡，其時隙可針對各種部分負載進行配置。基站收發(fā)器站也支持基于移動站能力，將移動站切換到具有適宜的部分負載的時隙。
本發(fā)明的第四方面是無線收發(fā)器單元，其可被配置以支持跳頻以及具有各種部分負載的時隙的配置。
本發(fā)明的第五方面是一種方法，其基于移動站的性能能力，為移動站分配時隙。
本發(fā)明的第六方面是一種方法，其也基于移動站的性能能力，在切換期間為移動站分配時隙。
現(xiàn)在轉到繪圖，其中相似的編號表示相似的組件，圖1闡釋典型的網絡，其遵照本發(fā)明的一些實施例。在圖1中，網絡100包括多個基站控制器(BSC)105、107，每一BSC可連接地連接到網絡101，其中網絡101典型地包括移動交換系統(tǒng)(MSC)。網絡100可包括其它網元，如網絡101表示的那樣，比如說，運行與維護中心(OMC)103。另外，網絡101可支持基于分組的協(xié)議，其適宜于因特網上的通信。
每一BSC 105、107進一步可連接地連接到多個基站收發(fā)器站(BTS)。比如說，BSC 105可連接地連接到BTS 109、111、與113。多個BSC與相應的BTS，比如BSC 105、以及BTS 109、111、與113，組成無線接入網(RAN)。
RAN的每一BTS能夠經由空中接口無線信道與多個移動站(MS)建立雙向通信。例如，MS 115經由信道121與BTS 111通信，而MS 117經由信道119與BTS 113通信。
信道119與121的無線載波是時分多址(TDMA)無線載波，并且劃分為若干時隙，例如在GSM RAN中為八個時隙。進一步地，信道119與121的無線載波可使用任何數(shù)目的技術進行調制，其遵照本發(fā)明的實施例。例如，網絡可利用GSM標準的GMSK，或者可利用8PSK，其遵照GSM演進增強型數(shù)據(jù)速率(EDGE)標準。另外，可為通用分組無線業(yè)務(GPRS)保留每一小區(qū)扇區(qū)的若干時隙。
MS 115與MS 117可以是各種類型。例如，MS 117可具有干擾抵消能力，比如說，單天線干擾抵消(SAIC)能力。
圖2是用在頻率規(guī)劃TDMA網絡(例如GSM網絡)中的“4乘12”(4×12)頻率分組的示例。盡管圖2顯示79個信道，這僅用于示例的目的，這是因為在大多數(shù)情形中，運營商可用的頻率數(shù)目將限制在較小的頻譜。圖2排列為行，其中行數(shù)將限制在運營商的可用頻譜，并排列為12列，使得頻率列可分配給BTS扇區(qū)。
遵照這樣的表將頻率分配給BTS小區(qū)扇區(qū)有助于在規(guī)劃無線接入網期間維持最小同信道與最小相鄰信道間隔。要求最小信道間隔來最小化相鄰小區(qū)與扇區(qū)的收發(fā)器之間的無線干擾。需要理解的是，圖2闡釋的4×12頻率分配僅用于示例的目的，而非對本發(fā)明的實施例中實施的頻率分配的限制。例如，可采用“3×9”或其它模式。
參照圖3可更容易地理解圖2，圖3闡釋“4乘12”(4×12)或“4乘3”(4×3)頻率重用模式300。在圖3中，按所示模式排列4小區(qū)，每一小區(qū)具有3扇區(qū)。這樣，將圖3的模式稱為4×3。作為可供選擇的另一替代方案，基于在圖2的表200中分配的12頻率列，圖3的模式可稱為4×12模式。重復圖3的基本模式，如無線接入網的BTS小區(qū)的最終數(shù)目所要求的那樣。
回到圖2，并認識到每一列頭201表示每一對應的列中的若干頻率，需要注意的是，圖3中顯示的每一扇區(qū)可利用多個頻率。例如，列“a1”對應于頻率1、13、25、37、49、61與73。因此在圖3中，小區(qū)301扇區(qū)a1可包括表200列a1中的任何頻率。需要理解的是，圖3闡釋的頻率規(guī)劃僅用于示例的目的，在現(xiàn)實場景中可通過經由計算機模擬、實地測量、或技術組合將諸如小區(qū)間同信道與相鄰信道干擾以及真實世界傳播效應等效應納入考慮，來改善頻率規(guī)劃。
典型地，以分配的頻率的數(shù)目來指代每扇區(qū)具有多個頻率分配的小區(qū)站點。例如，可向小區(qū)301扇區(qū)a1分配頻率1與13，可向a2分配頻率5與17，而可向a3分配頻率9與21。在此情形中，每一扇區(qū)具有兩個頻率。因此，將以“2-2-2”小區(qū)站點指代小區(qū)301。在GSM小區(qū)站點中，一個頻率必須有一個時隙分配為廣播控制信道(BCCH)。BCCH由移動站觀察，并作為移動站嘗試接入網絡的參考。
跳頻是諸如GSM網絡等TDMA網絡中利用的另一可供選擇的頻率重用技術。圖4，表400在概念上闡釋向采用跳頻方案的小區(qū)扇區(qū)分配頻率。在圖4，表400中，向每一扇區(qū)分配一頻率，以用作BCCH載波。因為BCCH載波是嘗試接入網絡的MS的參考，它必須保持靜態(tài)而不能跳躍。因此，仍然可將BCCH頻率分配給使用圖2的4×12重用模式的扇區(qū)。圖4為第一行頻率405重復4×12模式，其中此第一組將作為BCCH載波分配?？深愃频胤峙漕~外的靜態(tài)載波。任何靜態(tài)的、非跳躍的載波稱為“BCCH層?！痹趫D4中，行407及以下闡釋除BCCH層之外，在每一扇區(qū)中可利用的跳頻的數(shù)目。這些頻率分配組成網絡的“跳頻”層。在跳頻層中，可向每一扇區(qū)分配同一組頻率。然而，向每一扇區(qū)額外地分配跳頻序列號(HSN)，使得接近的扇區(qū)遵循不同的偽隨機序列。
圖5提供如GSM網絡中所用的偽隨機跳頻序列的簡化的示例。第一跳頻序列HS0 501基本上按順序使用頻率集?？上蛏葏^(qū)分配直到HS63的若干偽隨機序列。為示例的目的起見，圖5HS1 503指示與HS0不同的序列。類似地，HS2 505到HS63 507將采用不同的序列。序列被設計為數(shù)學地正交，使得它們將在理論上避免無線干擾。回到圖3，可向小區(qū)301，扇區(qū)a3分配HS2，同時可向潛在的干擾小區(qū)302，扇區(qū)b1分配HS32。
BTS典型地包括若干收發(fā)器單元，每一單元能夠被調諧到給定的分配的載波頻率。例如，可將小區(qū)301，扇區(qū)a1的收發(fā)器分配到頻率1，并作為扇區(qū)a1 BCCH載波收發(fā)器。也向該扇區(qū)的分配到跳頻載波的其它收發(fā)器單元分配跳頻序列號(HSN)，其確定收發(fā)器將跳頻的偽隨機序列，如上面討論的那樣。因為收發(fā)器單元能夠在所要求的時間間隔之內“合成”并重新調諧到適宜的頻率，此技術稱為合成器跳頻。合成器跳頻區(qū)別于基帶跳頻技術之處在于，基帶跳頻技術中收發(fā)器單元保持調諧到單個頻率。合成器跳頻是為獲得本發(fā)明的實施例的好處所必需的。
進一步地，本發(fā)明的實施例利用同步網絡。在采用合成器跳頻的同步網絡中，所有小區(qū)扇區(qū)的時隙具有公共參考點。公共參考點使得每一相鄰小區(qū)的跳頻序列能夠在同一時間間隔期間避免使用相同的、或相鄰的頻率，從而減小網絡干擾水平。在跳頻網絡中，部分加載(fractional load)定義為跳頻收發(fā)器的數(shù)目除以跳頻的數(shù)目，其為傳輸頻率的平均利用率。回到圖4，作為示例，如果扇區(qū)a1有單個收發(fā)器跳頻在5個頻率上，部分加載將為1/5。
然而，部分加載也可在時隙的基礎上分配。在圖6中，劃分為八個時隙的單個載波頻率顯示為收發(fā)器幀605。在圖6中，每一時隙可具有獨立的部分加載。因此，可基于時隙部分加載，將移動站分配到時隙。圖7闡釋圖6的收發(fā)器幀605，以及時隙基礎上的示例性的部分加載。在圖7中，豎直軸表示離散頻率，其對應于給定網絡運營商的頻譜中可用的載波頻率。圖7的水平條表示分配給單個時隙的跳頻載波。例如，在圖7中，時隙1具有兩個跳頻載波，其中之一為頻率F2 705。相似地，時隙0具有兩個跳頻載波，其中之一為某頻率Fn 707。在圖7中，時隙4與5比時隙0與1具有更多數(shù)量的活動跳頻載波。因此，可認為時隙0與1的部分加載具有比時隙4與5更高的部分加載。遵照圖7的示例，可將時隙的部分加載視為每個時隙中活動載波對全部可用頻譜載波的比率。
相應地，相對于完全依賴部分加載來減小干擾的移動站而言，性能增強的移動站，例如具有干擾抵消能力的移動站，能夠容納較高水平的部分加載。在本發(fā)明的一些實施例中，有利地利用此特征，使得能夠進行干擾抵消的移動站與傳統(tǒng)的移動站可同時利用網絡的跳頻層，從而減小網絡載波對干擾水平(C/I)并改善網絡的中繼效率。
在圖8中，闡釋了網絡操作，其遵照本發(fā)明的一些實施例。在圖8中，移動站試圖獲得到網絡的接入，例如當用戶發(fā)起呼叫建立流程時。在框801中，網絡確定移動站類別標志。在框803中，使用該類別來確定移動站是否支持干擾抵消。如果移動站不支持干擾抵消，將其分配到具有低部分加載的時隙805。時隙分配允許移動站利用通過較低的部分加載實現(xiàn)的一般較高的C/I特征。
如果移動站支持干擾抵消，則將其分配到高部分加載時隙807。高部分加載時隙與移動站的干擾抵消特征的組合允許移動站獲得可接受的性能水平。
在圖9中，闡釋第二實施例，其中在框901中觀察移動站性能。觀察的移動站性能可包括功率水平參數(shù)，例如GSM網絡中的RXLEV，或者質量度量，例如估計誤比特率，比如GSM網絡中的RXQUAL，或者這樣的參數(shù)或度量的某種組合。觀察可發(fā)生于初始信道分配期間，或者網絡的認證間隔期間。
在框903中，網絡確定移動站能力，并且，如果移動站不支持干擾抵消，將移動站分配到低部分加載時隙905。如果移動站支持干擾抵消，在框907中，將其分配到較高部分加載時隙。
在本發(fā)明的第三實施例中，移動站性能能力可記錄在諸如歸屬位置寄存器(HLR)數(shù)據(jù)庫等數(shù)據(jù)庫中，并與給定硬件標識符或用戶標識符相關聯(lián)。在此情形中，將在移動站與用戶的認證流程期間確定移動站能力。網絡可維持初始信道分配或者重新分配認證的移動站，如所要求的那樣。
在圖10中，闡釋了網絡的切換操作，其遵照本發(fā)明的一些實施例。在框1001中，遵照切換操作的要求，測量移動站與網絡之間的通信鏈路。例如，可監(jiān)控誤比特率(BER)，其對應于GSM網絡的RXQUAL參數(shù)。如果，比如說，RXQUAL值增加，指示BER的增加，對應于較低的鏈路質量。在一些實施例中，設置網絡門限，使得當測量的鏈路質量參數(shù)越過門限，并在其上面保持預先確定的時間段時，發(fā)起切換流程。遵照這樣的方案，或者其它適宜于確定是否需要切換的方案，網絡在框1003中進行判定。如果不需要切換，網絡繼續(xù)監(jiān)控鏈路，如框1001中那樣。如果網絡確定要求切換，則在框1005中，網絡確定移動站是否支持干擾抵消。
如果移動站不支持干擾抵消，將其分配到低部分加載時隙，如框1007中所闡釋的那樣。如果移動站支持干擾抵消，則施行適宜的切換方案，如框1009中所闡釋的那樣。此方案將基于移動站能力與其它網絡標準，把移動站分配到高部分加載時隙。
盡管已闡釋和描述本發(fā)明的優(yōu)選實施例，需要理解的是，本發(fā)明并不受限于此。本領域技術人員可想出無數(shù)種修改、變化、變形、替換與等價物，而不偏離如所附權利要求書所定義的本發(fā)明的實質與范圍。
權利要求
1.一種電信網絡，包括至少一個基站，其適宜于在分割的無線網絡中將移動站分配到無線資源，其取決于所述移動站的性能特征。
2.如權利要求1所述的電信網絡，其中，所述無線資源為時隙。
3.如權利要求1所述的電信網絡，其中，所述性能特征為干擾抵消能力。
4.如權利要求3所述的電信網絡，其中，所述干擾抵消能力為單天線干擾抵消能力。
5.一種電信網絡，具有跳頻無線覆蓋層，其時隙具有多個部分加載，所述網絡包括具有第一性能能力的第一組移動站和具有第二性能能力的第二組移動站，其中，基于所述移動站的性能能力，可將移動站分配和切換到所述跳頻無線覆蓋層的時隙。
6.如權利要求5所述的電信網絡，其中，向所述跳頻無線覆蓋層之內的第一組時隙分配相對于所述跳頻無線覆蓋層之內的第二組時隙而言較高的部分加載，并且基于移動站干擾抵消能力，將移動站分配到所述第一與第二組。
7.如權利要求5所述的電信網絡，其中，所述性能特征為干擾抵消能力。
8.如權利要求7所述的電信網絡，其中，所述干擾抵消能力為單天線干擾抵消能力。
9.一種基站收發(fā)器站，包括至少一個無線收發(fā)器單元，可配置以支持偽隨機跳頻層，其時隙具有多個部分加載，該單元能夠在時隙的基礎上將移動站分配和切換到所述偽隨機跳頻層。
10.一種無線收發(fā)器單元，包括無線電路，其可配置以支持跳頻；和時隙，其可配置以支持多個部分加載。
11.一種將移動終端分配到網絡的方法，包括確定所述移動終端的性能能力；和基于所述性能能力，向所述移動終端分配時隙。
12.如權利要求11所述的方法，其中，所述性能特征為干擾抵消能力。
13.如權利要求12所述的方法，其中，所述干擾抵消能力為單天線干擾抵消能力。
14.如權利要求12所述的方法，其中，向所述移動終端分配時隙進一步包括如果所述移動終端具有干擾抵消能力，分配高部分加載時隙，而如果所述移動終端不具有干擾抵消能力，分配低部分加載時隙。
15.如權利要求11所述的方法，其中，確定所述性能能力進一步包括確定所述移動終端的類別標志。
16.如權利要求11所述的方法，其中，確定所述性能能力進一步包括測量所述移動終端的性能參數(shù)，并從所述性能參數(shù)確定所述性能能力。
17.如權利要求11所述的方法，其中，確定所述性能能力進一步包括訪問數(shù)據(jù)庫，并從所述數(shù)據(jù)庫的記錄確定所述性能能力。
18.一種將移動站分配到時隙的方法，包括確定所述移動站的切換應發(fā)生；確定所述移動站是否支持干擾抵消能力；如果所述移動站不支持干擾抵消，將所述移動站切換到低部分加載時隙；和如果所述移動站支持干擾抵消，將所述移動站切換到高部分加載時隙。
全文摘要
本發(fā)明的實施例提供一種方法與設備，其用于將增強移動用戶設備分配到電信網絡。在第一實施例中，網絡(100)確定(801)移動用戶單元(117)的類別標志并確定(803)移動站是否具有增強性能能力，例如干擾抵消能力。如果移動站(117)是增強的，將其分配(807)到高部分加載時隙。如果不是，分配(805)低部分加載時隙。以類似的方式控制切換流程，其中在切換期間，在分配時隙之前確定移動站能力。
文檔編號H04W16/10GK1806454SQ200480016508
公開日2006年7月19日 申請日期2004年5月5日 優(yōu)先權日2003年6月13日
發(fā)明者肯尼思·A·斯圖爾特, 邁克爾·D·科特津 申請人:摩托羅拉公司